重金属污染场地原位固化稳定化修复试验研究

以甘肃省某铅锌冶炼厂高浓度铅(Pb)、锌(Zn)和镉(Cd)复合污染场地为对象,开展新型固化剂SPC原位固化稳定化(S/S)技术修复现场试验研究。进行含水率、p H值、浸出毒性和重金属形态分布和动力锥贯入试验,以考察修复前后污染土理化、浸出及强度特性变化,评价SPC原位S/S技术的修复效果,并初步探讨相关机制。试验结果表明SPC原位S/S技术能显著降低污染土含水率,提高其p H值;修复后Pb,Zn和Cd浸出浓度值显著降低,且均能满足相应限值要求;SPC修复能够有效降低土中重金属弱酸提取态含量,并将其转化为残渣态,同时显著提高土层贯入阻力值。提高SPC掺量可进一步增强其对污染土的修复效果。     

某工程场地土体污染现状分析及评价

根据现有规范,结合现场实际情况,针对某实际工程进行了勘察与采样,经过测试,对场地水和土的腐蚀性作了评价;通过对场地土体中重金属污染和有机质污染的测试及结果分析,对场地污染进行了评价,并初步提出了治理建议.通过工程实践,初步解决了土体污染的勘察采样及评价治理问题,为类似工程的开展提供了重要的参考.     

有机物污染场地浅层异位固化稳定化试验研究

以某化工企业有机物污染浅层土为对象,应用4种固化药剂进行固化稳定化修复对比研究。通过现场异位固化稳定化结合室内无侧限抗压强度、毒性浸出等试验,讨论了固化剂组份、龄期对其物理力学性质和浸出特性影响,并对比分析了其固化稳定化效果及机理。结果表明:随着养护时间增长,修复土p H值、毒性浸出溶液的有机物浓度降低,其中pH值由0 d的12.76~13.11降至28 d时的12.11~12.69,而有机物浸出浓度14d降幅在65%~100%间;干密度及无侧限抗压强度qu则稳步提高,其中干密度28 d增幅达14.4%~23.2%,而强度最大增加到122 k Pa。固化剂3和4修复污染土干密度较大,28 d密度超过1.37 g/cm~3,密实作用明显;添加固化剂会立即显著增大污染土pH值,其中固化剂4(电石渣+凹凸棒土)各龄期pH值明显大于其他剂型;各固化剂对不同有机污染物的稳定效果有所差别,但均能有效固化稳定化苯胺、2-氯酚、萘、苯、甲苯、邻-二甲苯;就污染物总体固化稳定化效果而言,含活性炭组分的固化剂1效果最为突出,其总稳定率接近100%;含水泥组分的固化剂2,3对土体的增强作用较好,其28 d强度可达109 k Pa以上。相较其他药剂,固化剂4在成本、能耗及污染物排放方面表现最优,且能较好满足场地修复对有机物稳定率及强度的要求,综合效果最佳,为优选的最佳剂型。     

SPB和SPC固化稳定化镍锌污染土的强度及环境特性研究

以某汽配厂搬迁遗留电镀车间的镍(Ni)、锌(Zn)复合污染土为研究对象,研究2种新型固化剂SPB和SPC固化稳定化污染土的强度及环境安全特性。通过室内试验研究2种固化剂修复污染土的无侧限抗压强度(qu)、干密度(rd)、酸碱度(pH)、酸缓冲能力(ANC)及重金属浸出毒性、重金属形态分布等参数随固化剂掺量和养护龄期的变化规律。室内试验结果表明,污染土经固化剂SPB和SPC处理后q_u和rd显著提高,相同固化剂掺量、反应稳定(28 d)后,SPC固化土qu略高于SPB固化土,2种固化土rd基本相同;固化剂SPB和SPC使活性形态重金属转化为较稳定形态,重金属浸出浓度显著降低,但2种固化剂对重金属的固化稳定化效果存在差异,固化剂SPC固化稳定化Ni的效果优于固化剂SPB,而固化剂SPB固化稳定化Zn的效果更优;固化土pH显著提高,其中固化剂掺量10%、反应稳定后,SPB和SPC固化土pH分别为9.51和9.07;SPB和SPC固化土ANC均显著提高。另外,小试试验结果表明,SPC固化土pH低于PC固化土;固化剂SPC在短期养护(7 d)的固化效果优于PC。研究结果可以为固化剂SPB和SPC在实际工程的现场应用提供参考和建议。     

重庆某铅污染场地采用固化稳定化法修复研究

我国工业企业造成的土壤污染问题日趋严重,国家从战略层面指导并要求加速发展土壤修复产业与技术,固化稳定化重金属污染土的研究是目前国内外环境岩土工程界研究的热点、重点、难点课题之一,本文利用重庆市某铅污染场地采取高等污染和中等污染的土样,通过室内试验采用独有新型药剂分别对其进行固化稳定化处理,并测试其环境安全特性及工程适用性,为后期修复施工提供合理化建议。     

重金属污染土的工程性质及微观结构研究

利用纯净的粘土和重金属离子溶液,配制了不同含量的重金属污染土进行击实实验,获得了相对应的最优含水率,按照最优含水率重新配置土样,并通过直接剪切等其他工性试验,探讨了重金属的存在对土体工性的影响,在工性试验的同时,对不同的污染土进行SEM扫描,研究了其微观结构的变化规律,试验结果表明:土中重金属浓度的增加导致土中粘粒的含量逐渐减小,颗粒团聚,出现大孔隙,同时其工性变差,强度降低。     

水泥固化稳定重金属污染土的工程性质试验研究

随着社会的快速发展,因工业生产以及人类活动引起的地基土重金属污染现象越来越严重。地基土受到重金属污染后,其工程性质会发生改变。固化稳定法是处理重金属污染土地基的常用方法之一。以人工制备的铅或锌重金属污染土为研究对象,通过系统的室内试验,着重研究水泥固化稳定重金属污染土的工程性质。试验结果表明,土体受到污染后,其强度降低;掺入水泥固化稳定的重金属污染土的强度随水泥掺入量以及养护龄期的增加显著增大。通过试验还发现,较低浓度重金属离子的存在可以促进水泥固化土抗剪强度的提高。     

水泥固化/稳定化场地污染土的效果分析

针对目前原位固化/稳定化技术的长效性以及不同污染场地对固化/稳定化处理效果影响的不确定性,通过对比水泥-粉煤灰固化剂处理的污染土在不同固化剂配比下的强度、pH和重金属的浸出随时间的变化情况,研究对比了其在英国两个实际场地修复项目之间的处理效果。涉及的两个污染场地分别位于英国的密德萨斯地区和Castleford,Yorkshire地区,均不同程度地被重金属(Cu、Ni等)和有机物所污染。通过实测现场固化污染土不同时间点的无侧限抗压强度和两种标准(TCLP和BSEN 12457)下的浸出液污染物浓度,给出了两个项目中水泥-粉煤灰固化污染土的强度和pH随时间变化的曲线;计算得出了不同时间点Cu和Ni的固定效率。现场试验结果表明,两种重金属在所有水泥-粉煤灰固化污染土0.08~17 a间的时间点上的固定效率均超过99.4%;最后,通过比较两个项目中在不同时间点所测得的强度、浸出等数据,验证了水泥固化污染土在工程实例中长达17 a的有效性。     

酸雨作用下含磷固化剂处理铅锌镉复合污染土的半动态浸出试验研究

酸雨pH可显著影响固化重金属污染土的浸出量。定量评价固化污染土在暴露条件下(例如酸雨)对周边水土体环境的影响,需要明确固化污染土的有效扩散系数和阻滞因子这两个关键参数。现有研究多集中在固化污染土的浸出特性和表观扩散系数,有关有效扩散系数和阻滞因子的研究很少。本次研究旨在研究改进的KMP固化剂固化重金属Pb、Zn、Cd复合污染土在酸雨作用下的有效扩散系数和阻滞因子。解吸附试验表明,随着污染土中重金属Pb、Zn、Cd浓度增加,固化污染土的解吸附量增大,且解吸附曲线满足Freundlich平衡吸附/解吸附方程。半动态浸出试验结果表明,污染土中重金属Pb、Zn、Cd浸出机制主要由扩散控制,且拟合曲线斜率分别为0.60,0.56和0.61,表观扩散系数Dobs为1.05×10~(-16),7.84×10~(-13)和2.11×10~(-12) m~2/s。结合解吸附试验和半动态浸出试验结果可知,Pb、Zn、Cd的阻滞因子Rd分别为17165.6,254.6和109.3,有效扩散系数De分别为1.82×10~(-12),1.96×10~(-10),2.34×10~(-10) m~2/s。与其他学者结果相比,固化污染土中Pb的有效扩散系数低于其他学者的两个数量级,而Zn和Cd的求算结果与其他学者一致。     

活化钢渣在固化稳定化工业重金属污染土中的应用

针对钢渣基可持续型固化剂在工业重金属污染土固化稳定化的应用效果进行了试验研究,以重金属固定效率为评价标准,得到了磷酸盐活化钢渣的工艺参数。结果表明,磷酸二氢钾活化可以明显改善钢渣对重金属铅锌镉的固定效果。磷酸二氢钾和钢渣质量比为2%~4%时,通过湿法拌合、20℃风干制得的活化钢渣对重金属铅锌镉的固定效果最佳。并进一步以非活化钢渣作为对比,分析了活化钢渣固化铅锌镉污染土的环境安全及强度特性。结果表明,活化钢渣添加可以显著降低重金属铅锌镉的浸出浓度,提高污染土的pH值。活化钢渣的添加可以提高污染土的无侧限抗压强度,并随着固化剂的掺量的增加而增长;与未活化钢渣相比,钢渣的活化过程会削弱固化土的强度增加,而且固化剂掺加量越大削弱程度越大。     

酸雨入渗对水泥固化铅污染土淋滤特性的影响研究

以水泥固化铅污染土（Pb-CHMS）为研究对象,通过Batch淋滤试验和柔性壁土柱酸雨入渗试验,对Pb-CHMS在酸雨作用下的淋滤特性进行了研究。Batch试验结果表明,当酸雨pH=2.5时,滤出液pH显著降低,钙（Ca）浓度显著增加;铅（Pb）浓度则随pH降低而减小。柔性壁土柱酸雨入渗试验结果表明,Pb-CHMS渗透系数随渗透量和时间增加而降低,酸雨入渗导致渗透系数降低速率减缓;pH、Ca和Pb溶出量随渗透量降低;并建立了Pb-CHMS室内土柱酸雨入渗时间与所模拟的固化污染土体酸雨入渗时间的关系。     

水泥固化重金属污染土干湿循环特性试验研究

水泥固化/稳定法是修复污染土地基的常用方法,修复后的固化土在外界环境干湿循环作用下的稳定性如何是事关修复成败的关键所在。通过系统的室内试验,着重研究了水泥固化Pb²⁺、Zn²⁺污染土在干湿循环作用下的强度特性、淋滤特性以及微结构变化规律,揭示了水泥固化重金属污染土的微观作用机制。试验结果表明,固化土体的强度及淋滤特性随着水泥掺量的增加得到了显著改善。固化重金属污染土的无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加先增大,达到峰值后,随干湿循环次数的继续增大而减小。污染物掺量较低时,重金属离子的滤出浓度在干湿循环作用初期略有降低,此后则有所增加,但变化幅度较小;高污染物掺量时,滤出液中的重金属离子浓度较高,且随着干湿循环次数的增加而不断增大。低污染物掺量下,水泥对Pb²⁺及Zn²⁺固化效果相差不大;高污染物掺量下,水泥对Zn²⁺的固化效果较好。经过干湿循环作用后的固化土的扫描电镜试验结果与与其宏观力学及淋滤特性指标变化规律一致,从微观角度揭示了固化土工程性质的变化机制。     

基于重复分凝成冰作用提高季冻区重金属污染黏性土淋洗效率的研究

基于程国栋院士的“厚层地下冰的重复分凝机制”理论,提出利用重复分凝成冰作用以提高重金属污染黏性土的淋洗效率。以Cd、Pb污染黏性土为研究对象,选用EDTA、酒石酸为淋洗液,通过室内振荡淋洗试验和冻融–淋洗土柱试验,比较分析了不同工况下重金属的去除效果。结果表明,通过融化速率控制为正融土中水分迁移和重复分凝成冰提供有利条件,较单一冻结–吸水模式淋洗液的摄入量约增加20%,而且冻–融界面的反复波动,有助于淋洗液与土壤中重金属充分接触,两者的协同作用能够显著提高重金属去除率,Cd、Pb的去除率分别提高了43.95%和171.74%。该方法在实际工程应用上具有一定的现实性和普适性,对季冻区重金属污染黏性土修复提供了一个新的思路。     

OPC-GBFS-NS体系土体硬化剂固化土壤的作用效果研究

研究了以普通硅酸盐水泥(OPC)-矿渣微粉(GBFS)-硫酸钠(NS)体系制备的土体硬化剂对普通地表土壤和海滩淤泥这2种土壤的固化效果及其固化机理.研究表明,OPC-GBFS-NS土体硬化剂对2种土壤均具有良好的固化效果,使得固化土具有较高的无侧限抗压强度,对土壤中重金属离子Cd²⁺也有较好的固结作用,能显著降低Cd2+的溶出.该土体硬化剂对土壤的固化效果主要源于其在土壤中能快速水化生成大量细长的水化产物钙矾石,并对土壤颗粒起到较紧密的胶结作用.     

谈固化稳定土在市政工程施工中的质量控制

以南大街地道（不含箱体）工程固化剂稳定水泥石灰土施工为例,通过对施工过程中原材料、试验、拌合、整平、碾压及养生的质量控制,最终达到提高道路底基层施工质量的目的。     

粉土固化稳定机理研究

将稳定土体系中固化剂所起的作用界定为复合胶凝和填充增强两大效应,而复合胶凝效应又进一步归结为水化、激发和离子交换三种作用。提出了基准土强度指数、固化剂的复合胶凝效应、填充增强效应和效应百分比的计算和试验方法,对比了不同掺量粉土固化剂的两种效应的大小及变化规律。研究表明,固化剂固化粉土同时存在填充增强效应和复合胶凝效应,并随龄期的增长均呈现不断增强的趋势,但是增长的快慢和大小有所区别。试验证实了稳定土体系中水化作用、激发作用和离子交换作用均不同程度地存在。最终提出了粉土固化稳定机理的物理模型。