碱激发水泥固化稳定重金属污染土的强度和浸出特性试验研究

以固化重金属工业污染土为研究对象,采用两种碱激发水泥固化剂(A、B)对重金属污染土进行固化稳定处理。选用pH值、无侧限抗压强度试验、浸出和形态提取试验分别研究固化剂掺量和养护龄期对固化土强度、浸出及赋存形态的影响规律。强度和浸出试验结果表明:由火碱、偏高龄土或由消石灰、泡花碱组成的两种碱激发剂与普通硅酸盐水泥构成的固化剂(A、B)均可以改善污染土的强度特性,降低重金属Cd、Pb、As、Zn的溶出,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,固化土A和B的强度、浸出及赋存形态均明显改善。但相同掺量和养护龄期条件下,固化土A的强度、溶出均好于固化土B。赋存形态试验结果表明:固化土A中Cd、Pb、As、Zn形态稳定性明显优于固化土B中的同类重金属,固化剂A可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可氧化态和残渣态转化,而固化剂B可将污染土中的Cd、Pb、As、Zn从弱酸态向可还原态转化。固稳机制不同是固化土A、B的强度、浸出及赋存形态差异的根本原因。     

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。     

重金属复合污染土免烧砖的制备与研究

在对白银市东大沟Pb、Zn、Cd复合污染土壤基本理化性质分析的基础上,进行了制备免烧砖的初步研究,探讨了不同水泥用量对免烧砖抗压强度和浸出毒性的影响,分析了砖体在不同pH值环境下的安全性,并对固化前后污染土中重金属形态进行了对比分析。结果表明,水泥对Pb、Zn、Cd具有良好的固化效果。随着水泥添加量的提高,砖体抗压强度呈上升趋势。与原土相比,砖体中重金属在不同pH值溶液浸提下,浸出趋势不变,浸出浓度显著下降,重金属酸可提取态部分所占比例显著下降,残渣态上升。     

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。     

新型磷基固化剂固化稳定化电镀工业污染黏土现场试验研究

针对某电镀工业重金属污染黏土固化稳定化修复工程开展了现场试验研究,分析养护1d、7d、28d后固化黏土的重金属浸出毒性、酸碱度(pH)、干密度(ρd)、贯入指数(DCPI)及回弹模量(EPFWD)等特性,并与水泥(PC)固化黏土进行比较,研究新型磷基固化剂SPC固化污染黏土的工程和环境特性。结果表明,SPC和PC能显著降低污染黏土重金属的浸出浓度,并满足地下水IV类质量标准(GB/T 14848-2017)的限制要求;相同龄期下SPC固化黏土的重金属浸出浓度低于PC固化黏土。SPC和PC能改善固化黏土的酸碱度,SPC固化黏土的pH值低于PC固化黏土;养护28d后,固化剂SPC和水泥固化黏土的pH分别为7.99和9.76。SPC和PC能显著提高污染黏土的强度和动态回弹模量,而SPC固化黏土的强度和动态回弹模量低于PC固化黏土。     

土壤pH和有机质含量对重金属可利用性的影响

以昆明市内28个作物种植点为例,对土壤重金属镉(Cd)、铜(Cu)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)及锌(Zn) 6种元素全量、有效态含量和相关土壤因子进行了测定.统计分析表明:土壤pH与Cd、Cu、Ni、Pb及Zn有效态含量呈显著的二次函数关系,当pH值在6.5左右时,重金属有效态含量较高,而随着土壤pH的进一步提高,其有效态含量显著降低.土壤有机质与Cd、Mn、Ni、Pb和Zn有效态含量呈显著正相关.因此,适当调节土壤pH至中性或弱碱性,科学合理地施用有机肥料,可有效降低耕地红壤重金属的生物可利用性,消减重金属污染问题.     

污泥基生态混凝土中重金属的浸出研究

以污泥为基料制备的生态混凝土为对象,研究了去离子水、硫酸-硝酸溶液和醋酸溶液三种浸取剂在浸取混凝土过程中重金属的浸出情况和液相p H值变化特性。结果表明,重金属铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、铜(Cu)和锌(Zn)的浸出量随着混凝土粒径的减小而逐渐增加,砷(As)的浸出量随着混凝土粒径的减小略有减小;液相p H值随着时间的增加而增加,浸取剂为醋酸溶液时,平衡后液相p H值最小;浸取剂的种类对混凝土中重金属浸出结果影响很大,3种浸取剂条件下重金属的浸出率大小为:醋酸溶液硫酸-硝酸溶液去离子水,但重金属的浸出浓度都远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》规定的限值,重金属固化效果很好。     

固化/稳定化和软土加固污染土的强度和浸出特性研究

研究了固化/稳定化和软土加固两种土壤搅拌技术修复英国Yorkshire郡的重金属及有机物复合污染土的强度和浸出特性。使用的固化剂为氧化镁和高炉矿渣。选取现场固化/稳定化和软土加固处理后取回实验室分别养护1.5 a和1a的试样,开展了无侧限抗压强度和浸出试验,研究了场地深度对两种技术处理复合污染土的强度和浸出特性的影响。研究结果表明,氧化镁–高炉矿渣可以显著提升污染土强度,固化土无侧限抗压强度均值均超过英国的设计值350 kPa;浸出结果表明修复后除部分样中Ni不达标,Cu和Pb的浸出浓度均达到英国饮用水标准。氧化镁和高炉矿渣联合使用可以有效固化Ni。相较于软土加固技术,固化/稳定化技术修复污染土pH值更高、Ni浸出浓度和有机物浸出浓度更低,在固化重金属和有机物复合污染土方面效果更加显著。场地深度对修复后污染土的性质影响微弱。     

重金属污染膨胀土膨胀变形试验研究

通过不同初始含水率、初始干密度和不同重金属离子(Pb2+、Zn2+、Cu2+)含量的无荷载膨胀变形试验,研究南阳膨胀土无荷载膨胀率与初始含水率、初始干密度以及重金属离子含量的关系。研究结果表明,膨胀土无荷载膨胀率随初始含水率的增加而减小,随初始干密度的增加而增大,回归分析发现,无荷载膨胀率与初始含水率和初始干密度成线性关系;重金属污染膨胀土中Pb2+、Zn2+、Cu2+含量存在界限值,当重金属离子含量小于界限值时重金属污染膨胀土无荷载膨胀率随重金属离子含量增加而增大,当重金属离子含量大于界限值时无荷载膨胀率随重金属离子含量增加而减小,但污染膨胀土无荷载膨胀率始终大于未污染膨胀土。     

赤泥改性生物炭修复铅污染土性能研究

土壤的重金属污染是制约社会可持续发展的重要环境难题，在“双碳”背景下，本文通过共热解制备赤泥改性生物炭(RMBC),研究RMBC对铅污染土的理化性质、修复效果和工程特性的影响。结果表明，RMBC可以增加铅污染土的pH值并降低其电导率(EC)值。RMBC的掺量越大pH值越高EC值越小。通过盐酸萃取浸出毒性发现随着RMBC掺入量和修复时间的增加土中Pb(II)浸出浓度越低，7%掺量的RMBC对重金属铅污染土的修复效果最好。此外，RMBC的掺入可以增加土体的密实度在一定程度上提高土的承载能力和抗渗能力。借助微观分析揭示了RMBC的修复机理包括络合作用、离子交换和沉淀反应。赤泥改性生物炭能够有效吸附-固定土中的重金属离子，并改良土体的相关性能，在污染修复和工程应用方面具有潜力。     

电动力法修复石油污染土壤重金属研究

电动力法（EK）是一种很有前景的土壤重金属污染修复技术,文章使用柠檬酸生产废水来强化电 动力法,探究该废水对含有Cd,Pb,Zn重金属石油污染土壤的电动力修复的强化效果。实验结果表明,在阴极 采用阳离子交换膜可以较好的控制土壤pH值上升,减少极化现象及重金属在土壤中的沉积;使用柠檬酸废水 进行实验,Cd,Pb,Zn三种重金属去除率分别为21.5％,33.4％,65.5％;柠檬酸废水能增强电动力法修复的重 金属去除率。可见,柠檬酸废水可以作为一种廉价高效的电动力修复的辅助试剂。     

土壤重金属污染垂直分布特征及介电特性分析

研究重金属污染对土壤介电特性的影响规律,可为高频物探设备及地质雷达探测重金属污染以及评价提供重要的理论依据。在济源市试验田取2个土壤剖面,研究土壤样品中重金属元素Pb、Cd的垂直分布特征及介电常数随含水率的变化规律,并对土壤中Pb、Cd的质量分数与介电常数的变化关系进行分析。剖面土壤中Pb、Cd垂直分布有着相似的规律,不仅具有较强的表聚性,而且随着土层深度的增加,Pb、Cd质量分数明显下降。介电常数随着含水率的增加呈现先平缓增长后迅速增长、最后下降的变化趋势,当含水率为30%时,介电常数达到最大值,表土层(0~10cm)的土壤介电常数明显高于其下部土层。当含水率高于20%,且Pb、Cd质量分数分别高于200mg/kg、1.3mg/kg时,质量分数对介电常数影响较为明显,随着重金属质量分数增大,介电常数呈现增大的趋势。当含水率接近30%,且Pb、Cd质量分数分别高于200mg/kg、1.3mg/kg时,介电常数达到最大值。在含水率高于20%,且Pb、Cd质量分数分别高于200mg/kg、1.3mg/kg的情况下,利用高频物探设备及地质雷达对土壤重金属污染进行探测效果越好,利用高频物探设备和地质雷达探测土壤重金属污染时,在含水率接近30%,且Pb、Cd质量分数分别高于200mg/kg、1.3mg/kg的情况下,介电常数对表层土壤中Pb、Cd金属质量分数的变化最为敏感。     

水洗磷酸盐预处理后飞灰中重金属的热稳定性

探讨了磷酸盐对城市生活垃圾焚烧(MSMI)飞灰中重金属在常温下的稳定作用以及高温挥发抑制作用.结果表明,经水洗磷酸盐预处理后,常温下,飞灰中重金属Pb,Cd,Zn,Cr在毒性浸出程序(TCLP)中的浸出浓度低于美国EPA标准限值;高温下,飞灰中重金属Cd,Pb,Zn的挥发率分别由未处理参比样的97.2%,94.3%和79.3%降低至10.2%,23.5%,13.5%,均小于25%.     

甘肃省白银市冶炼厂周围土壤中Cd、Cu、Pb、Zn的富集分布

对白银冶炼厂周围东、南、西、西北、西南、东南不同方向土壤中重金属Cd、Cu、Pb、Zn的富集分布进行研究,结果表明冶炼厂周围土壤存在不同程度的污染,其中以东侧污染最为严重,其次为东南侧,西南侧土壤污染相对较轻。整个区域土壤存在严重的Cd污染,Cd平均含量15.93mg/kg,最高达99.13mg/kg;相关性分析表明Cd与Pb、Zn之间有很好的相关性(r=0.897和r=0.969),表明Cd的分布与Zn、Pb相关;Cd、Cu、Pb、Zn与不同方向之间的负相关性表明,随距离冶炼厂越来越远,重金属的含量逐渐降低,说明冶炼烟尘沉降是引起土壤污染的重要原因。     

腐殖土活性污泥中重金属的浸出行为研究

在不同pH值和腐殖土投加量条件下,对活性污泥中Zn、Ni、Cu和Pb四种重金属的浸出行为进行了研究。结果表明,污泥中Zn和Ni的浸出率随pH值的降低而呈明显升高的趋势,Cu和Pb的浸出率也随pH值的降低而升高,但变化幅度相对较小。在酸性条件下,随着腐殖土投量的增加,活性污泥中Zn、Ni、Cu和Pb的浸出率明显降低;而在中性偏碱性条件下,这种变化趋势不明显。投加腐殖土能明显改变活性污泥中重金属的形态分布,促进重金属的稳定化,进而显著改善重金属的浸出行为。     

低碳固化剂修复重金属污染黏土的水动力参数测评

低碳修复剂研发与修复污染土的安全利用是推行污染场地绿色可持续修复的有效途径。以新型低碳钢渣基固化剂修复重金属镍（Ni）、锌（Zn）污染土为研究对象,通过柱状柔性壁渗透试验,采用溶质浸出质量比法测评了污染土修复前后的土水动力弥散系数。结果表明：固化土样渗透液重金属浓度显著低于污染土样,满足IV类地下水环境质量要求;与污染土相比,固化土的水动力弥散系数降低约2个数量级。研究成果为新型低碳钢渣基固化剂的固化稳定化效果评价及固化土作为土工材料安全性评估提供指导。     

生物修复Cu~(2+)、Pb~(2+)污染土的稳定性

微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术可用于地基加固和污染土修复,由于其良好的效果,日益受到了人们的关注。MICP过程中通过吸附固定重金属,对污染土起修复作用,但实践中对MICP修复污染土的长期稳定性还研究较少。通过测定不同酸液、冻融循环条件下修复土中可交换态重金属的改变量发现:污染土经3次生物修复后,铜、铅可交换态含量分别降低了74.8%~79.4%和91.3%~93.2%;在冻融循环下,可交换态重金属含量仅有小幅增加,但在酸性溶液中,修复土中可交换态重金属的含量随pH值的减小而增大,在pH值为2.5的模拟硝酸型酸雨溶液中,可交换态铜、铅含量分别平均增加了27.2%和23.6%,故强酸环境对修复土的稳定性影响较大。     

钢渣微粉对重金属污染土壤的修复及机理研究

将转炉滚筒钢渣微粉(简称钢渣微粉)与重金属污染土壤混合,制备得到土壤修复体.利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对土壤修复体样品进行分析测试,以探讨钢渣微粉对重金属污染土壤的修复机理.结果表明:钢渣微粉对重金属污染土壤中的Cd2+、Cu2+、Pb2+、Ni2+和Zn2+具有较好的修复效果,最佳修复时间为...     

铅锌尾矿重金属释放影响因素的探讨

铅锌尾矿废渣若不经过处理,会通过风蚀、径流对环境造成重金属污染,对尾矿废渣污染的研究一直是大家关注的方向。多年来,pH被证实是影响重金属释放的重要因素。本文通过实验,研究了浸提方法、pH和盐度对铅锌尾矿废渣重金属元素释放的影响。结果表明,Pb、Zn、Cd、As在pH值呈酸性和碱性时浸出率都较高,Cu、Ni则在pH值为碱性时浸出率更高,盐度对Pb的释放影响效果更为明显。     

浙江大洋水库沉积物重金属、营养盐生态风险评价

为评价大洋水库有机污染和重金属的潜在生态风险,于2013年3、6、9月对其沉积物Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As和Hg 7种重金属和碳、氮、磷的空间分布进行了研究。结果表明:沉积物Cu、Pb、Cd、Cr、Zn、As和Hg含量分别为19.50、86.19、0.41、2.44、126.7、3.46、0.36 mg/kg,有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)含量分别为7.30%、0.27%和0.099%,各种重金属和营养盐含量无空间差异;大洋水库重金属污染程度和潜在生态风险两种背景值评价方法间无差异或仅相差一个等级;以金衢盆地重金属背景值为参比,发现大洋水库沉积物处于中度重金属污染水平(Cd=10.53),7种重金属处于低污染到较高污染程度之间,其中Hg污染程度最高,Cr和As污染程度较低;大洋水库沉积物潜在重金属生态风险指数(RI)平均值为181.63,具有中等生态危害;各种重金属离子潜在生态风险由高到低依次为Hg、Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr,其中Hg具有中等到较高的生态风险,Cd为中等风险,其他重金属为低风险。研究表明,该水库存在严重的有机污染和较严重的有机氮污染。