水泥固化法处理重金属污染土的现状研究
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,高浓度的重金属污染问题,尤其是铜污染问题,已经成为了全球关注的焦点。
土壤中过量的铜离子会对生态系统和人类健康产生严重影响。
因此,有效处理和修复重金属污染的土壤已成为环境保护的迫切需求。
工业废渣作为环境污染治理中的潜在资源,其在固化重金属污染土方面的应用,成为了一项新的研究方向。
本文着重对工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验进行深入探讨和研究。
二、研究方法与材料1. 材料准备本试验主要采用工业废渣(如矿渣、粉煤灰等)和水泥作为固化剂,以及含有高浓度铜离子的污染土。
所有材料均经过严格筛选和预处理,确保其符合试验要求。
2. 试验方法试验采用不同的工业废渣与水泥配比,对高浓度铜污染土进行固化处理。
通过对比不同配比下的固化效果,确定最佳的配比方案。
同时,对固化过程中的物理化学性质进行监测和分析,以评估固化的效果和稳定性。
三、试验结果与分析1. 固化效果试验结果表明,工业废渣与水泥的协同作用能有效固化高浓度铜污染土。
在适当的配比下,铜离子的浸出率显著降低,固化的稳定性得到显著提高。
2. 物理化学性质分析通过对固化过程中的物理化学性质进行监测和分析,发现工业废渣和水泥的加入能显著改变污染土的pH值、电导率和有机质含量等。
这些变化有助于提高铜离子的固定效果,降低其浸出率。
3. 最佳配比方案通过对比不同配比下的固化效果,发现工业废渣与水泥的最佳配比为X:Y(具体比例根据实际情况而定)。
在此配比下,固化的效果最佳,铜离子的浸出率最低。
四、讨论与结论1. 讨论本试验研究了工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的效果和机制。
结果表明,工业废渣与水泥的协同作用能有效固化高浓度铜污染土,提高固化的稳定性和效果。
这为重金属污染土壤的修复提供了新的思路和方法。
然而,本试验仍存在一定局限性,如未考虑不同类型和来源的工业废渣对固化效果的影响等。
因此,未来研究可进一步探讨不同类型和来源的工业废渣在固化重金属污染土方面的应用。
水泥和碱渣固化含铅重金属污染土特性试验研究
河南科技Henan Science and Technology化工与材料工程总第804期第10期2023年5月收稿日期:2023-02-23基金项目:中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金项目(TKS20220102)。
作者简介:边天奇(1995—),男,本科,工程师,研究方向:环境岩土工程。
通信作者:安晓宇(1988—),男,硕士,高级工程师,研究方向:土工离心模型试验技术。
水泥和碱渣固化含铅重金属污染土特性试验研究边天奇安晓宇元光宗(交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程研究中心,天津300456)摘要:【目的】改良重金属污染土修复工程中常用的水泥固化/稳定法技术。
【方法】以“氨碱法”制碱工艺的碱渣作为添加剂,通过室内试验研究水泥固化含铅重金属污染土的无侧限抗压强度及毒性浸出特性。
【结果】固化土强度随养护龄期的增大逐渐提高,随铅离子含量的增大逐渐减小;与单一水泥固化含铅重金属污染土相比,碱渣的掺入使水泥固化土早期强度提高10%~25%,长期强度降低20%~30%,固化土对铅离子的吸附性能得到提高,不同浸出方法中浸出液铅离子浓度随碱渣掺入量的增大逐渐降低。
【结论】碱渣的掺入提高了固化剂对铅离子的吸附性能,与等量单一水泥相比,其浸出液中铅离子浓度大幅度降低。
关键词:固化/稳定技术;含铅重金属污染土;水泥;碱渣;无侧限抗压强度;毒性浸出中图分类号:X53文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)10-0083-05DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.010.017Characteristic of Heavy Lead-Contaminated Soil Stabilized/Solidifiedby Using Cement and Soda ResidueBIAN Tianqi AN Xiaoyu YUAN Guangzong(Tianjin Research Institute for Water Transport Engineering,M.O.T.,National Engineering Laboratory for PortHydraulic Construction Technology,Tianjin 300456,China)Abstract:[Purposes ]To improve the The Solidification and Stabilization (S/S)immobilization technolo⁃gies that are the most commonly selected treatment options for metals-contaminated sites.[Methods ]The unconfined compressive strength and leaching toxicity characteristics of lead-contaminated soil stabi⁃lized/solidified by using cement and soda residue are studied.[Findings ]The unconfined compressive strength gradually increases along with curing age,but decreases with the lead concentration of the spiked soil;Comparing with soil solidified by using cement,the addition of soda residue results in in⁃creasing in the early strength of cement solidified soil by 10%~25%,but results in reducing in its long-term strength by 20%~30%,and the addition of soda residue reduces lead concentration of leachate and increases the cement adsorption performance.[Conclusions ]The addition of soda residue improvesthe adsorption performance of the curing agent on Pb 2+,and compared with the same amount of single ce⁃ment,the concentration of Pb 2+in the leachate is greatly reduced.Keywords:stabilized/solidified;lead-contaminated soil;cement;soda residue;unconfined compressivestrength;leaching characteristics0引言水泥基材料固化/稳定重金属污染土技术是欧美发达国家较为常用的一种污染土修复技术,其机理及工程应用已有系统的研究[1]。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》摘要:本文针对高浓度铜污染土的治理问题,通过实验研究了工业废渣与水泥协同固化的方法,分析了固化过程中铜离子的迁移、转化和固化体的稳定性能。
本文详细阐述了实验方法、实验结果和讨论,为高浓度铜污染土的治理提供了新的思路和方法。
一、引言随着工业化的快速发展,高浓度重金属污染问题日益严重,其中铜污染尤为突出。
如何有效治理铜污染土成为当前环境保护的紧迫任务。
传统的治理方法多采用物理、化学或生物修复手段,但这些方法往往存在成本高、效果不稳定等问题。
因此,寻找一种经济、高效且稳定的治理方法成为研究热点。
本文通过实验研究,探索了工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土的方法。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验所使用的工业废渣主要包括冶炼渣、粉煤灰等;水泥选用普通硅酸盐水泥;污染土取自某铜矿区。
2. 实验方法(1)将工业废渣与水泥按一定比例混合,制备固化剂;(2)将固化剂与高浓度铜污染土混合,进行固化实验;(3)通过X射线衍射、扫描电镜等手段,分析固化过程中铜离子的迁移、转化及固化体的微观结构;(4)测定固化体的力学性能及重金属浸出率,评价固化体的稳定性能。
三、实验结果1. 铜离子的迁移与转化实验发现,在固化过程中,铜离子与废渣中的成分发生反应,生成了稳定的化合物,有效降低了铜离子的迁移性。
X射线衍射分析表明,生成的化合物主要为硫化铜、碳酸铜等。
2. 固化体的微观结构扫描电镜观察显示,废渣与水泥协同作用下,固化体形成了致密的微观结构,有效减少了土壤中的孔隙,使得污染物被固定在固化体内部。
3. 固化体的稳定性能力学性能测试表明,固化体具有较高的抗压强度和抗剪强度。
重金属浸出率测定显示,经过协同固化处理后,铜的浸出率显著降低,表明固化体具有较好的稳定性能。
四、讨论本实验研究表明,工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土是一种有效的治理方法。
废渣中的成分与铜离子反应生成稳定的化合物,有效降低了铜离子的迁移性。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》一、引言随着工业化的快速发展,土壤污染问题日益严重,尤其是重金属污染,如铜污染。
高浓度的铜污染土不仅对生态环境造成严重威胁,还可能通过食物链影响人类健康。
因此,寻找有效的土壤修复技术成为当前研究的热点。
本研究采用工业废渣协同水泥固化的方法,对高浓度铜污染土进行修复,旨在探索其固化效果及影响因素,为实际工程应用提供理论依据。
二、试验材料与方法1. 试验材料本试验所使用的工业废渣主要为冶炼渣、煤矸石等,水泥选用普通硅酸盐水泥。
试验土样为高浓度铜污染土。
2. 试验方法(1)将工业废渣与水泥按一定比例混合,制备固化剂。
(2)将固化剂与高浓度铜污染土混合,控制含水率,搅拌均匀。
(3)将混合土样置于模具中,进行养护。
(4)对养护后的土样进行性能测试,包括重金属浸出毒性、抗压强度等。
三、试验结果与分析1. 固化剂配比对修复效果的影响通过改变工业废渣与水泥的配比,研究其对高浓度铜污染土修复效果的影响。
结果表明,适当的配比可以提高土样的固化效果,降低重金属浸出率。
当工业废渣与水泥的质量比为7:3时,修复效果最佳。
2. 含水率对修复效果的影响控制含水率是保证土样固化的关键因素。
试验结果表明,当含水率控制在一定范围内时,土样的固化效果较好,重金属浸出率较低。
含水率过高或过低都会影响土样的固化效果。
3. 修复后土样的性能测试对养护后的土样进行性能测试,包括重金属浸出毒性、抗压强度等。
结果表明,经过工业废渣协同水泥固化处理后,高浓度铜污染土的重金属浸出率显著降低,抗压强度得到提高。
四、讨论与结论1. 讨论本研究采用工业废渣协同水泥固化的方法对高浓度铜污染土进行修复,取得了较好的效果。
然而,在实际应用中,还需考虑其他因素,如土样的性质、环境条件等。
此外,不同地区的土壤污染情况各异,因此,在实际应用中需根据具体情况进行调整。
2. 结论(1)工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土是一种有效的修复方法。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》一、引言随着工业化的快速发展,重金属污染问题日益严重,特别是高浓度的铜污染土壤已成为亟待解决的环境问题。
当前,对高浓度铜污染土壤的处理与修复技术成为环境保护领域的研究热点。
本篇研究旨在探讨利用工业废渣协同水泥对高浓度铜污染土进行固化的技术及其效果。
通过试验研究,分析其固化过程中物理、化学性质的变化,以期为重金属污染土壤的修复提供新的思路和方法。
二、试验材料与方法(一)试验材料本试验选取某地高浓度铜污染土壤作为研究对象,同时使用水泥和不同种类的工业废渣作为固化剂。
工业废渣主要包括冶炼渣、粉煤灰等。
(二)试验方法1. 土壤样品准备:采集高浓度铜污染土壤,进行预处理和筛分。
2. 固化试验:按照不同比例混合水泥和工业废渣,与土壤进行混合固化。
3. 性能测试:对固化后的样品进行物理性质(如密度、含水率)和化学性质(如重金属浸出实验)的测试。
4. 数据处理与分析:利用统计分析方法对实验数据进行处理和分析。
三、试验结果与分析(一)物理性质变化经过工业废渣与水泥的协同固化后,高浓度铜污染土的密度有所增加,含水率有所降低。
不同比例的固化剂对土壤的物理性质有不同程度的影响,其中以一定比例的工业废渣与水泥混合使用效果最佳。
(二)化学性质变化通过重金属浸出实验发现,经过固化的铜污染土中铜离子的浸出量明显降低,表明固化剂有效地固定了土壤中的重金属离子。
不同种类的工业废渣与水泥的配比对重金属的固定效果有显著影响。
其中,某类工业废渣与水泥的协同作用在固定铜离子方面表现出较好的效果。
(三)数据分析与讨论通过对实验数据的统计分析,我们发现固化剂的比例、种类以及土壤的初始性质等因素均对固化的效果产生影响。
在一定的比例范围内,增加工业废渣的掺入量可以进一步提高固化的效果。
此外,不同种类的工业废渣由于其化学成分和结构的不同,在协同水泥固化过程中表现出不同的效果。
四、结论本试验研究表明,利用工业废渣协同水泥对高浓度铜污染土进行固化是一种有效的土壤修复技术。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》范文
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,重金属污染问题日益突出,其中铜污染尤为常见且具有高度风险。
对于高浓度铜污染土的处理与修复,已成为环境保护领域的重要课题。
传统的处理方法如化学沉淀、生物修复等虽然有一定效果,但往往存在成本高、效果不稳定等问题。
因此,探索新型、高效的修复技术具有重要意义。
本文以工业废渣和水泥为主要固化材料,研究其协同固化高浓度铜污染土的效果与机理,为重金属污染土壤的治理提供理论依据和实践指导。
二、研究方法1. 材料准备本实验采用某地区的高浓度铜污染土作为研究对象,同时选用常见的工业废渣(如矿渣、粉煤灰等)和水泥作为固化材料。
2. 实验设计将工业废渣与水泥按照一定比例混合,与高浓度铜污染土进行协同固化。
设置不同的固化材料配比和养护时间梯度,以探究最佳的处理效果。
3. 实验方法采用室内模拟实验,通过浸出毒性实验、物理化学性质分析等方法,评估不同条件下固化体的稳定性和重金属浸出浓度。
同时,借助X射线衍射、扫描电镜等手段分析固化体的微观结构与成分变化。
三、实验结果与分析1. 固化效果评价实验结果表明,工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土具有较好的效果。
随着固化材料配比的变化,固化体的稳定性和重金属浸出浓度呈现明显变化。
当工业废渣与水泥的配比达到一定比例时,固化体的稳定性最佳,重金属浸出浓度最低。
2. 微观结构与成分分析通过X射线衍射和扫描电镜分析发现,工业废渣与水泥在协同固化过程中,会发生一系列物理化学反应,生成稳定的化合物。
这些化合物能够有效固定重金属离子,降低其浸出浓度。
此外,废渣中的活性成分与水泥的水化产物相互作用,形成致密的微观结构,增强了固化体的稳定性。
3. 影响因素分析实验发现,固化材料的配比、养护时间和环境条件等因素均会影响固化效果。
适当增加工业废渣的配比、延长养护时间以及控制环境条件(如温度、湿度等),有助于提高固化体的稳定性和降低重金属浸出浓度。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》一、引言随着工业化的快速发展,高浓度的重金属污染问题日益凸显,尤其是铜污染。
在众多的重金属污染中,铜因其广泛的应用和潜在的环境风险,已成为重点治理对象。
而工业废渣的排放,既是对环境造成二次污染的源头之一,又是可再利用的宝贵资源。
本文提出一种新型的处理方法,即利用工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土,以实现双重目标:有效处理重金属污染并合理利用工业废渣。
二、试验材料与方法(一)试验材料本试验选取某地的工业废渣以及含高浓度铜的污染土作为主要研究对象。
同时,采用普通硅酸盐水泥作为固化剂。
(二)试验方法本试验首先对不同配比的废渣、水泥与污染土进行混合。
通过固化剂的掺入量、搅拌速度和时间的调整,探索最佳的处理方案。
接着进行固化的性能指标分析,包括重金属的浸出率、固化体的抗压强度等。
三、试验结果与分析(一)固化效果分析通过对比不同配比下的重金属浸出率,我们发现随着水泥掺入量的增加,铜的浸出率逐渐降低。
这表明水泥与工业废渣的协同作用有效地固定了铜离子,降低了其迁移性和生物可利用性。
此外,固化体的抗压强度也随着水泥掺量的增加而提高,这表明固化体具有较好的物理稳定性。
(二)协同效应分析在工业废渣与水泥的协同作用下,我们发现某些废渣中的成分能够与水泥发生化学反应,产生新的水化产物。
这些产物对重金属具有较好的固定作用,提高了固化效果。
此外,某些废渣还能调节水泥的水化进程,提高其工作性能。
因此,工业废渣的加入不仅减少了成本,还提高了固化的效果。
四、讨论与展望(一)试验结果讨论本试验结果表明,利用工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土是一种可行的处理方法。
通过调整配比和工艺参数,可以实现最佳的固化效果和经济效益。
同时,该处理方法对于其他重金属污染的治理也具有一定的借鉴意义。
(二)展望未来研究未来研究可以进一步探讨不同类型和来源的工业废渣对水泥固化的影响,以及在不同环境条件下的长期稳定性和耐久性。
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《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业的快速发展,土壤重金属污染问题日益突出,尤其是高浓度的铜污染土,对环境和人类健康构成了严重威胁。
工业废渣作为工业生产过程中产生的废弃物,其有效利用对于环境保护和资源循环利用具有重要意义。
本研究旨在探讨工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土的技术方法和效果,为实际工程应用提供理论依据。
二、研究方法与材料1. 研究方法本研究采用实验室模拟与现场试验相结合的方法,对工业废渣和水泥的协同固化效果进行综合评价。
通过实验室试验确定最佳固化配方,再在现场进行应用试验,验证其实际应用效果。
2. 实验材料(1)高浓度铜污染土:取自某地区受铜污染的土壤。
(2)工业废渣:包括不同类型的工业废渣,如钢渣、矿渣等。
(3)水泥:采用普通硅酸盐水泥。
三、实验过程与结果分析1. 实验室模拟试验(1)准备不同配比的工业废渣与水泥混合物,分别与高浓度铜污染土混合。
(2)通过搅拌、养护等工艺,观察混合物的固化效果。
(3)采用X射线衍射、扫描电镜等手段,分析固化体的微观结构及重金属的固定效果。
(4)通过对比不同配比下的重金属浸出率、抗压强度等指标,确定最佳固化配方。
2. 现场应用试验(1)根据实验室模拟试验结果,选择最佳配方在现场进行应用试验。
(2)记录施工过程中各项指标的变化,如混合物的搅拌时间、养护时间等。
(3)对处理后的土壤进行定期监测,评估其环境安全性和工程适用性。
四、结果与讨论1. 固化效果评价根据实验室和现场试验结果,工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土的效果显著。
在最佳配方下,混合物的重金属浸出率显著降低,抗压强度达到要求。
扫描电镜和X射线衍射分析表明,工业废渣和水泥能够与土壤中的重金属离子发生反应,形成稳定的化合物,从而将重金属固定在土壤中。
2. 影响因素分析(1)工业废渣类型:不同种类的工业废渣具有不同的化学成分和物理性质,对固化效果有显著影响。
在选择工业废渣时,需考虑其与水泥的协同作用及对重金属的固定能力。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业的快速发展,环境污染问题愈发凸显,尤其是土壤重金属污染已成为关注的焦点。
其中,高浓度的铜污染土壤不仅影响农业生产和生态环境,还对人类健康构成潜在威胁。
因此,寻找有效的土壤修复技术显得尤为重要。
本研究旨在探讨工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的可行性及效果,为实际环境治理提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义当前,国内外学者对土壤重金属污染修复技术进行了大量研究,其中水泥固化技术因其操作简便、成本低廉等优点被广泛关注。
然而,传统的水泥固化方法在处理高浓度重金属污染土壤时,往往存在固化效果不佳、易产生二次污染等问题。
因此,本研究通过引入工业废渣作为协同固化剂,以期提高水泥固化的效率及效果,同时实现工业废渣的资源化利用,减少环境污染。
三、试验材料与方法1. 材料准备试验所使用的工业废渣主要包括冶金渣、电镀渣等,这些废渣中含有一定量的活性成分,可以与水泥发生化学反应,提高固化效果。
试验所用的高浓度铜污染土取自某污染区域。
2. 试验方法(1)将工业废渣与水泥按不同比例混合,制备成协同固化剂。
(2)将协同固化剂与高浓度铜污染土混合,控制含水率、搅拌时间等条件。
(3)对固化后的土壤进行物理和化学性质分析,包括重金属浸出率、抗压强度等指标的测定。
四、试验结果与分析1. 固化效果评价通过对比不同比例的工业废渣与水泥混合后的固化效果,发现当工业废渣与水泥的比例达到一定值时,固化体的重金属浸出率最低,抗压强度最高。
这表明在该比例下,工业废渣与水泥的协同作用最为显著。
2. 物理性质分析对固化后的土壤进行物理性质分析发现,随着工业废渣比例的增加,土壤的密度和硬度均有所提高。
这表明工业废渣的加入有助于提高土壤的稳定性。
3. 化学性质分析化学性质分析结果显示,经过协同固化的土壤中,重金属铜的浸出率显著降低。
这表明协同固化技术可以有效固定土壤中的重金属,减少其对环境和人体的危害。
研究重金属污染土壤固化稳定化
研究重金属污染土壤固化稳定化一、重金属污染土壤的现状与危害土壤是生态系统的重要组成部分,然而,随着工业化和城市化进程的加速,重金属污染土壤的问题日益严重。
重金属如铅、镉、汞、铬等在土壤中积累,会对土壤的物理、化学和生物学性质产生不良影响。
从物理性质方面来看,重金属污染可能改变土壤的颗粒结构,使其变得更加紧实或松散,影响土壤的通气性和透水性。
这会进一步影响植物根系的生长和发育,因为植物根系需要适宜的土壤通气和水分条件。
在化学性质上,重金属会与土壤中的矿物质、有机物发生化学反应。
例如,一些重金属会与土壤中的腐殖质结合,改变腐殖质的化学结构和功能。
同时,重金属还可能影响土壤的酸碱度,使土壤酸化或碱化,从而影响土壤中养分的有效性。
对于植物来说,这意味着它们可能无法从土壤中获取足够的养分,如氮、磷、钾等,导致生长不良。
从生物学角度,重金属污染对土壤微生物群落有着极大的危害。
土壤微生物在土壤生态系统中起着至关重要的作用,它们参与土壤中有机物的分解、养分循环等过程。
重金属的存在会抑制微生物的生长和代谢活动,减少微生物的数量和种类。
一些对重金属敏感的微生物可能会死亡,而一些能够耐受重金属的微生物可能会过度生长,打破土壤微生物群落的平衡。
这种微生物群落的失衡会进一步影响土壤的生态功能,如土壤的自净能力下降。
此外,重金属污染土壤还会通过食物链传递,对人类健康造成威胁。
植物从污染土壤中吸收重金属,然后这些植物可能被动物食用,重金属就会在动物体内积累。
当人类食用这些受污染的动植物时,重金属就会进入人体,在人体内积累并可能引发各种疾病,如肾脏疾病、神经系统疾病、癌症等。
二、固化稳定化技术的原理与方法固化稳定化是一种常用的处理重金属污染土壤的技术,其目的是通过物理、化学或物理化学方法将土壤中的重金属固定在土壤中,使其难以迁移和释放,从而降低其对环境和人类健康的危害。
(一)物理方法1. 土壤淋洗土壤淋洗是一种通过用水或其他溶剂冲洗土壤,将重金属从土壤中分离出来的方法。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》一、引言随着工业化的快速发展,土壤污染问题日益严重,尤其是重金属污染,如铜污染。
高浓度的铜污染土不仅对生态环境造成严重威胁,还可能通过食物链影响人类健康。
因此,寻找有效的土壤修复技术显得尤为重要。
本研究旨在探讨工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的可行性及效果,以期为实际工程应用提供理论依据。
二、研究方法1. 试验材料本试验所使用的工业废渣主要来源于冶炼、化工等行业的固体废弃物,水泥为普通硅酸盐水泥。
试验土样为高浓度铜污染土。
2. 试验方法(1)将工业废渣进行破碎、筛分、烘干等预处理,以获得适宜粒径的废渣。
(2)将水泥与预处理后的工业废渣按一定比例混合,制备成固化剂。
(3)将固化剂与高浓度铜污染土按不同比例混合,制备成试样。
(4)对试样进行固化处理,观察并记录试样的固化过程及固化效果。
(5)对处理前后的试样进行重金属浸出实验、物理性能测试等,评价固化效果。
三、试验结果与分析1. 固化过程及效果观察在固化过程中,工业废渣与水泥发生化学反应,生成具有胶凝性能的物质,将土颗粒胶结在一起,形成稳定的结构。
随着固化时间的延长,试样的强度逐渐提高,颜色逐渐变深。
2. 重金属浸出实验通过重金属浸出实验发现,经过工业废渣协同水泥固化的高浓度铜污染土,其铜离子浸出量明显降低,说明固化效果显著。
3. 物理性能测试对处理前后的试样进行物理性能测试,如抗压强度、抗折强度、渗透性等。
结果表明,经过固化的试样物理性能明显提高,满足实际工程应用的要求。
四、讨论与结论1. 讨论本研究表明,工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土具有较好的效果。
通过化学反应,生成具有胶凝性能的物质,将土颗粒胶结在一起,形成稳定的结构。
同时,重金属离子被固定在结构中,降低了浸出量。
此外,固化的试样物理性能得到提高,满足实际工程应用的要求。
然而,本研究仍存在一定局限性,如试验条件、试验周期等方面的限制,需进一步深入研究。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》范文
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,土壤污染问题日益严重,尤其是重金属污染,如铜污染。
高浓度的铜污染土不仅对生态环境造成严重威胁,也对人类健康产生潜在危害。
因此,寻求有效的重金属污染土壤修复技术成为当前环境领域的重点研究方向。
水泥固化技术因其操作简便、成本低廉等优点,在重金属污染土壤修复中得到了广泛应用。
然而,单纯的水泥固化技术有时难以满足高浓度重金属污染土壤的修复需求。
近年来,工业废渣作为一种具有潜在利用价值的资源,被逐渐引入到土壤修复领域。
本研究以工业废渣为辅助材料,协同水泥固化高浓度铜污染土,以期为重金属污染土壤的修复提供新的思路和方法。
二、研究方法1. 材料准备本试验采用某地区高浓度铜污染土作为研究对象,同时收集工业废渣(如冶炼渣、煤矸石等)和普通水泥。
所有材料均经过粉碎、筛分等预处理,以满足试验要求。
2. 试验设计本试验采用室内模拟试验方法,通过改变工业废渣与水泥的比例、混合方式、养护条件等因素,探究不同条件下工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的效果。
3. 试验方法与步骤(1)将工业废渣与水泥按一定比例混合,制备成复合固化剂;(2)将复合固化剂与高浓度铜污染土按一定比例混合,搅拌均匀;(3)将混合后的土样放入模具中,进行养护;(4)养护结束后,对土样进行物理、化学性质分析,包括重金属浸出毒性、强度等指标。
三、试验结果与分析1. 工业废渣与水泥的比例对固化效果的影响结果表明,在适当的比例下,工业废渣可以显著提高水泥固化的效果。
当工业废渣与水泥的比例为3:1时,固化体的强度和稳定性达到最佳。
2. 混合方式对固化效果的影响本试验对比了干混和湿混两种混合方式。
结果表明,湿混的固化效果更好,因为湿混可以更好地保证土样与固化剂的均匀混合。
3. 养护条件对固化效果的影响养护温度和湿度对固化效果具有重要影响。
在适宜的养护条件下,固化体的强度和稳定性更高。
4. 物理、化学性质分析经过工业废渣与水泥的协同固化,高浓度铜污染土的重金属浸出毒性明显降低,符合国家土壤环境质量标准。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,高浓度的重金属污染问题日益突出,其中铜污染尤为严重。
对于这类污染土壤的处理,采用有效且经济的修复技术至关重要。
近年来,工业废渣与水泥固化技术被广泛应用于高浓度重金属污染土壤的治理。
本实验主要研究了工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的技术,以期为重金属污染土壤的治理提供新的方法和思路。
二、材料与方法1. 材料本实验主要使用水泥、工业废渣(如冶炼渣、烟气脱硫渣等)以及高浓度铜污染土。
所有材料均经过实验室的严格筛选和预处理。
2. 方法本实验采用协同固化的方法,将工业废渣与水泥按照一定比例混合,然后与高浓度铜污染土进行固化处理。
处理过程中,我们观察并记录了土壤的固化效果、重金属的浸出率等指标。
三、实验过程与结果1. 实验设计我们首先设定了不同的工业废渣与水泥的比例,然后分别对高浓度铜污染土进行固化处理。
处理过程中,我们严格控制了水灰比、固化时间等参数,以保证实验的准确性。
2. 实验结果通过实验,我们发现工业废渣与水泥的协同作用可以有效固化高浓度铜污染土。
随着工业废渣比例的增加,土壤的固化效果逐渐增强,重金属铜的浸出率显著降低。
此外,我们还发现,适当的固化时间和水灰比对固化效果也有重要影响。
四、讨论本实验结果证明,工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土是一种有效的方法。
这一方法不仅可以降低重金属的浸出率,还可以利用工业废渣,实现废物的资源化利用。
然而,本实验仍存在一些局限性。
例如,我们未能全面考虑不同类型和来源的工业废渣对固化效果的影响。
此外,对于固化体的长期稳定性和环境风险评估也需要进一步研究。
五、结论本实验通过研究工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的技术,得出以下结论:1. 工业废渣与水泥的协同作用可以有效固化高浓度铜污染土,降低重金属的浸出率。
2. 适当的固化时间和水灰比对固化效果有重要影响。
3. 利用工业废渣协同水泥固化技术,可以实现废物的资源化利用,对重金属污染土壤的治理具有重要意义。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》范文
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一摘要:本文针对高浓度铜污染土的治理问题,通过实验研究了工业废渣与水泥协同固化的效果。
实验结果表明,利用工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土具有良好的可行性和环境效益。
本文详细描述了实验方法、实验结果,并对相关领域的技术进展和影响进行了深入分析。
一、引言随着工业的快速发展,重金属污染问题日益突出,尤其是铜污染已成为环境保护的热点问题。
高浓度铜污染土的治理不仅关乎环境质量,还直接影响到人类的健康与安全。
当前,如何有效地治理铜污染土成为环境科学领域的重点研究方向。
而工业废渣作为一种常见的废弃物,其资源化利用是当前研究的热点之一。
本文旨在研究工业废渣与水泥协同固化高浓度铜污染土的可行性及效果。
二、实验材料与方法1. 实验材料实验选用当地的高浓度铜污染土、水泥及常见工业废渣(如炉渣、矿渣等)。
实验用土和废渣均需进行破碎和筛选处理。
2. 实验方法(1)将高浓度铜污染土与不同比例的工业废渣混合;(2)加入水泥作为固化剂,进行搅拌;(3)将混合物在标准条件下进行固化,并测定其物理性质和重金属固化效果;(4)通过对比不同配比下的固化效果,确定最佳配比方案。
三、实验结果与分析1. 固化效果评价通过对不同配比下固化体的物理性质和重金属固化效果进行评价,发现工业废渣与水泥的协同作用可以有效降低土壤中的铜离子含量,提高固化体的稳定性和强度。
2. 最佳配比方案实验结果表明,当工业废渣与水泥的比例为XX:XX时,固化效果最佳。
此时,土壤中的铜离子含量显著降低,且固化体具有较高的稳定性和强度。
3. 环境效益分析工业废渣的利用不仅减少了废弃物的排放,还降低了治理成本,具有显著的环境效益。
此外,协同水泥固化的方法还可以用于其他重金属污染土的治理,具有广阔的应用前景。
四、相关领域技术进展及影响随着环保意识的不断提高和资源循环利用的推广,越来越多的研究者开始关注工业废渣在环境污染治理中的应用。
重金属工业污染场地固化稳定处理研究进展
重金属工业污染场地固化稳定处理研究进展一、本文概述随着工业化的快速发展和城市化进程的加速,重金属工业污染场地问题日益凸显,对环境和人类健康构成了严重威胁。
重金属污染场地的固化稳定处理是当前环境修复领域的研究热点之一。
本文旨在综述重金属工业污染场地固化稳定处理的研究进展,分析现有技术的优缺点,探讨未来发展方向和挑战。
本文首先介绍了重金属工业污染场地的来源、危害及其固化稳定处理的必要性。
随后,详细阐述了目前常用的固化稳定处理技术,包括物理法、化学法和生物法等,并分析了各种技术的原理、适用范围和效果。
接着,本文讨论了固化稳定处理技术在实际应用中面临的挑战,如成本、效率、二次污染和长期稳定性等问题。
本文还关注了固化稳定处理技术的新兴研究方向,如纳米材料的应用、复合污染场地的处理以及环境友好型材料的开发等。
本文提出了未来重金属工业污染场地固化稳定处理技术的发展方向和建议,以期为我国环境污染修复提供科学依据和技术支持。
总体而言,本文全面梳理了重金属工业污染场地固化稳定处理的研究进展,旨在为相关领域的科研人员、政策制定者和工程技术人员提供参考和启示,共同推动我国重金属污染场地修复技术的进步和环境可持续发展。
二、重金属工业污染场地概述重金属工业污染场地,是指因工业生产活动导致土壤中重金属含量超过环境背景值,并可能对生态环境和人类健康造成危害的场地。
这些场地通常来源于金属冶炼、电镀、化工、矿业等行业的废弃物处理不当或事故泄漏。
重金属污染场地不仅对土壤生态系统造成严重影响,而且通过食物链、地下水等多种途径威胁人类健康,其治理与修复已成为环境保护和生态文明建设的重要课题。
重金属工业污染场地的主要特征包括:污染源复杂多样,涉及的重金属种类繁多,包括镉、铅、汞、铬、砷等污染程度和深度不一,有的污染仅限于表层土壤,有的则深达地下数十米污染场地环境条件复杂,不同地区的气候、水文地质条件、土壤类型等都会影响重金属的迁移和转化规律。
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》范文
《工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,高浓度的重金属污染,尤其是铜污染,已成为一个亟待解决的全球性问题。
这种污染不仅对土壤生态环境造成严重影响,也对人类健康构成了威胁。
因此,寻找一种有效的处理方法来修复重金属污染的土壤显得尤为重要。
近年来,工业废渣与水泥协同固化技术因其成本低、效率高、操作简便等优点,在重金属污染土壤的修复中得到了广泛的应用。
本文将重点研究工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的试验过程及结果。
二、材料与方法1. 材料本试验选用的工业废渣主要为炉渣、矿渣等,同时选用了普通硅酸盐水泥作为固化剂。
试验所用的高浓度铜污染土取自某重工业区。
2. 方法本试验主要采用室内模拟试验的方法,将工业废渣与水泥按照一定比例混合,然后与高浓度铜污染土进行协同固化。
通过改变废渣与水泥的比例、混合方式、养护时间等条件,观察铜离子的固化效果,并采用X射线衍射、扫描电镜等手段对固化体进行微观结构分析。
三、试验结果与分析1. 固化效果试验结果表明,工业废渣与水泥的协同作用可以显著提高对高浓度铜污染土的固化效果。
当废渣与水泥的比例达到一定值时,铜离子的浸出率显著降低,说明铜离子被有效地固定在固化体中。
此外,随着养护时间的延长,固化体的强度逐渐提高,这也为后续的土壤修复工作提供了保障。
2. 微观结构分析通过X射线衍射和扫描电镜等手段对固化体进行微观结构分析,发现工业废渣与水泥在协同固化的过程中,会发生一系列的化学反应,生成一些新的矿物相。
这些新的矿物相具有良好的稳定性和吸附性能,可以有效地固定土壤中的铜离子,防止其再次进入环境。
四、讨论本试验研究了工业废渣协同水泥固化高浓度铜污染土的可行性及效果。
结果表明,该技术具有成本低、效率高、操作简便等优点,可以有效地修复高浓度铜污染土。
然而,在实际应用过程中,还需要考虑一些因素,如废渣与水泥的比例、混合方式、养护时间等。
此外,不同地区、不同类型的高浓度铜污染土的固化效果可能存在差异,因此在实际应用中需要进行针对性的试验研究。
重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望
重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是目前全球环境保护的重大问题之一。
重金属具有较强的毒性和生物积累性,对土壤和水体造成严重污染,危害人类健康和生态环境。
重金属污染土壤的修复成为环境科学领域的研究热点。
本文将围绕重金属污染土壤修复技术的现状与展望展开讨论。
一、重金属污染土壤的现状重金属是一类密度大于5g/cm3的金属元素,具有较强的毒性和生物积累性。
在工业生产和人类活动中,重金属通过废水、废气和固体废物的排放进入土壤和水体中,导致土壤污染。
重金属污染对土壤的物理性、化学性和生物性都会造成严重破坏,影响土壤的生产力和生态功能。
镉污染土壤会导致作物吸收镉元素,造成人体健康问题;铅污染土壤会影响土壤微生物的活性和作物的生长。
重金属污染土壤的修复迫在眉睫,成为环境科学研究的重要课题。
二、重金属污染土壤修复技术的现状目前,重金属污染土壤的修复技术主要包括生物修复、化学修复和物理修复三大类。
1. 生物修复技术生物修复技术是利用微生物、植物或动物等生物体对重金属进行修复的方法。
常见的生物修复技术包括菌相协同修复、植物吸附和积累修复、土壤动物生物修复等。
菌相协同修复技术通过微生物的作用,将土壤中的重金属形成难溶于水的化合物,从而减少重金属对植物和土壤微生物的危害。
植物吸附和积累修复技术则是通过植物的根系吸收土壤中的重金属,并转运到地上部分,从而净化土壤。
土壤动物生物修复技术也是一种有效的修复方法,通过土壤中的蚯蚓、蠕虫等生物的活动,促进土壤中重金属的迁移和转化。
2. 化学修复技术化学修复技术是利用化学物质对重金属进行修复的方法。
常见的化学修复技术包括盐基固化、还原沉淀、络合剂等。
盐基固化技术是利用石灰、氢氧化钙等碱性物质,与重金属形成难溶性化合物,将重金属固化在土壤中。
还原沉淀技术是通过还原剂和沉淀剂将土壤中的重金属转化为难溶性或不溶性的物质,达到修复土壤的目的。
络合剂技术则是通过添加络合剂,使重金属形成络合物,并减少其对土壤的毒害。
水泥基固化剂处理含重金属土壤的研究
水泥基固化剂处理含重金属土壤的研究随着工业、农业、生活等领域的发展,含重金属污染已成为严重的环境问题。
尤其是在城市,很多地方的土壤中含有大量的重金属,比如铅、镉等,对人体健康和生态环境带来巨大的威胁。
因此,研究治理含重金属土壤的方法变得十分紧迫。
本文介绍一种治理方法——水泥基固化剂处理含重金属土壤的研究。
一、水泥基固化剂的原理水泥基固化剂是一种可固化各种废弃物和含重金属的土壤的材料。
其主要原理是水泥随着水的加入发生硬化反应,使废弃物与周围环境隔离,并将有害物质固定在水泥石中。
其制备方法简单,成本低,且固结效果好,是治理含重金属污染的一种良好途径。
二、水泥基固化剂处理含重金属土壤的条件水泥基固化剂处理含重金属土壤,需要满足以下条件:1.含重金属污染程度较浅,土壤吸附剂的性质能使其与重金属物质良好结合。
2.水泥基固化剂的添加量和水泥和水的混合比例要均匀。
3.加入适量的助剂,如砂子,小石子等,有助于固化。
4.治理后需要进行再生检测,保证治理效果。
三、水泥基固化剂处理污染土壤的治理效果水泥基固化剂可以将重金属物质等有害物质置于水泥石中,达到有效固化的效果。
治理后,经过检测,水泥基固化剂处理的重金属的释放量比不处理的少,土壤的抗压强度也得到了一定程度的提升,且治理后土壤从经济和环保角度都能得到进一步的利用。
四、不同环境因素对水泥基固化剂效果的影响在实际治理中,不同的环境条件如温度、湿度等,都会对水泥基固化剂的效率造成一定影响。
当环境湿度较高时,水泥基固化剂的固化效果更为明显,而在温度过低的情况下,其固化的速度会相对较慢,具有一定的局限性。
因此,在实施治理时,应根据当地的环境条件选择适当的水泥基固化剂,并做好后续检测工作,以确保治理效果的稳定和可持续性。
综上所述,水泥基固化剂是一种非常有效的治理含重金属土壤的方法。
它不仅具有成本低、操作方便、固结效果好等诸多优势,而且能够将土壤中的重金属等有害物质置于水泥石中,达到有效治理的效果。
《水泥协同多源固废固化镉污染土性能研究》
《水泥协同多源固废固化镉污染土性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,特别是镉(Cd)污染。
镉污染不仅对生态环境造成严重影响,还可能通过食物链对人类健康构成潜在威胁。
因此,如何有效处理和修复重金属污染土壤,已经成为当前环境科学研究的重要课题。
其中,水泥和多种来源的固体废弃物(固废)因其独特的物理化学性质,被广泛应用于土壤修复领域。
本研究旨在探讨水泥协同多源固废固化镉污染土的性能,以期为实际工程应用提供理论依据。
二、研究方法本研究选取了某地区镉污染土壤作为研究对象,通过添加不同比例的水泥和多种固废进行实验。
首先,对原始土壤进行采样和镉含量分析;然后,设计不同配比的水泥和固废混合物,与镉污染土壤进行混合固化;最后,通过实验室模拟和现场试验,分析混合物的物理、化学性质及其对镉的固化效果。
三、多源固废与水泥的协同作用实验结果表明,水泥和多源固废在固化镉污染土方面具有显著的协同作用。
具体而言,水泥通过与土壤中的重金属离子发生反应,形成稳定的结晶化合物;而多源固废中的某些物质能够吸附土壤中的镉离子,进一步增强固化效果。
此外,多源固废的添加还可以改善混合物的物理性质,如提高混合物的强度和稳定性。
四、固化效果分析本研究从多个方面对固化效果进行了分析。
首先,通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段,分析了混合物中镉的存在形态和分布情况。
结果表明,经过水泥和多源固废的协同作用,镉在混合物中形成了稳定的结晶化合物,有效降低了其生物可利用性。
其次,通过对混合物进行浸出实验和长期稳定性测试,发现混合物具有良好的抗浸出性能和长期稳定性。
最后,对混合物的物理性质进行了分析,发现添加多源固废可以显著提高混合物的强度和稳定性。
五、讨论与展望本研究探讨了水泥协同多源固废固化镉污染土的性能,为重金属污染土壤的修复提供了新的思路和方法。
然而,仍需进一步深入研究以下几个方面:一是优化水泥和多源固废的配比,以提高固化效果;二是探讨不同来源、不同性质的镉污染土壤对固化效果的影响;三是研究混合物在实际环境中的长期性能和抗外界环境因素的能力。
重金属污染的土壤修复的技术研究现状分析
重金属污染的土壤修复的技术研究现状分析摘要:土壤是人类生产活动的重要物质基础,随着社会经济的高速发展和高强度的人类活动,土壤受污染面积不断扩大,土壤质量持续恶化,影响到实现可持续发展的战略目标。
由土壤污染导致的农产品的生态安全问题已不容忽视。
因此,开展污染土壤修复活动,完善土壤修复技术体系,对阻断污染物进入食物链,防止对人体健康造成危害,实现社会经济可持续发展是非常重要的。
为了降低重金属污染的影响,过去数十年来,基于物理、化学和生物科学的基本知识,开发了各种土壤修复技术,旨在降低重金属浓度或生物利用度。
关键词:污染土壤;修复;技术一、污染源来源随着工业化和城市化的飞速发展,土壤重金属污染已成为不容忽视的突出环境问题。
土壤重金属污染有人为原因和自然原因两种,人类活动是土壤重金属污染的主要成因。
土壤重金属污染源土壤中重金属来源十分广泛,但主要可分为两大类,即:自然来源、人为污染输入。
(1)自然来源岩石在风化过程产生了土壤,不同的岩石含有不同的重金属,因此成土母岩的化学成分以及成土过程中遇到的环境条件均可决定土壤中重金属元素的种类和初始值;此外,森林火灾、火山爆发、植被排出、风力扬尘、海浪飞溅等过程使多种重金属悬浮在空气中,这些重金属极易被植物吸收或通过尘降进入土壤中。
(2)人为污染输入随着城镇化、工农业现代化的飞速发展,相比于土壤重金属污染的自然来源,人为因素造成的重金属污染已越来越严峻。
在各种人为因素中,工农业及交通排放等原因带来的重金属污染较为严重,而有色重金属的开采冶炼则是土壤重金属污染的主要来源。
人为污染主要是点性污染,其对土壤环境的污染是不均匀的,会造成局部地区重金属污染及其严重的现象。
同时不同的人类活动带来的重金属污染也不同,如城镇化发展、交通活动排放产生的汞污染和铅污染最为严重。
在农业活动中,化肥、农药、污水灌溉以及废弃物施用是加剧土壤重金属污染的主要途径之一。
二、传统修复技术中国的土壤修复技术起步较欧美晚,传统的客土法技术仅适用于对一些污染面积比较小的土壤进行治理、修复。
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Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2014, 4, 1-7/10.12677/ag.2014.41001Published Online February 2014 (/journal/ag.html) Study on Heavy Metal Contaminated Soils Dealt withCement Solidification/StabilizationFuning Zhai, Tengyu Zhang, Yong Ding, Shuai KangSchool of Environment and Architecture, University of Shanghai for Science and Technology, ShanghaiEmail: snsfzfn@Received: Nov. 30th, 2013; revised: Dec. 30th, 2013; accepted: Jan. 12th, 2014Copyright © 2014 Funing Zhai et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unre-stricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. In accordance of the Creative Commons At-tribution License all Copyrights © 2014 are reserved for Hans and the owner of the intellectual property Funing Zhai et al. All Copyright © 2014 are guarded by law and by Hans as a guardian.Abstract:With the sustainable development of economy in China, environmental pollution is aggravated constantly and the soil in city is polluted severely. Heavy metal ions in soil may lead to the change in soil engineering properties. Their leakage would also harm the surrounding environment. Currently the cement solidification technology is a useful method of solidifying and stabilizing heavy metal contaminated soils. Different heavy metal types and contents, cement contents and curing time will bring different influences on strength and deformation properties of solidified contaminated soils. Keywords: Heavy Metal; Contaminated Soils; Cement; Solidification/Stabilization水泥固化法处理重金属污染土的现状研究翟福宁,张腾瑜,丁勇,康帅上海理工大学环境与建筑学院,上海Email: snsfzfn@收稿日期:2013年11月30日;修回日期:2013年12月30日;录用日期:2014年1月12日摘要:随着我国经济的持续发展,环境污染不断加剧,城市土地被重金属污染亦屡见不鲜。
土体受到重金属离子污染后,会引起土的工程性质的改变,重金属离子的渗出也会给周围环境带来严重的危害。
目前水泥固化技术是固化/稳定重金属污染土的常用方法。
不同重金属类型、不同重金属离子含量、水泥掺量以及养护龄期条件均会影响固化污染土的强度和变形特性。
关键词:重金属;污染土;水泥;固化法1. 引言近年来,随着我国城市建设的发展以及产业布局的调整,很多大城市中心区、郊区的大型企业,例如化工厂、炼油厂、钢铁厂等都逐步实施了退城进园、关停并转措施。
然而,由于这些企业设备陈旧、工业“三废”排放技术不完善以及环保政策等原因,大量有毒有害重金属、有机污染物渗入土壤和地下水并逐年在地表以下积聚起来,导致了地基土体遭受到严重的污染。
土体被重金属离子污染后,可能会导致地基破坏和失稳,同时污染土中重金属离子的渗出也会给周围环境带来严重的危害。
一直以来,对于重金属污染土的危害及其防治技术的一系列问题得到国内外广大学者的高度重视[1-5]。
20世纪70年代以来,欧美国家对污染土的处置方法进行了一系列的研究,污染土地基处理技术得到了发展。
其中采用水泥固化/稳定技术由于具有成本相对较低、施工方便、处理后的地基土强度高以及对生物降解有良好阻碍的优点,被广泛地应用于污染场地及固体废弃物填埋处理中[1,5-7]。
采用水泥等固化材料处重金属污染土后,土体的抗剪强度、抗压强度、压缩特性等随时间得到显著增长,渗漏液的pH值随时间而降低,各类污染物的浓度都能达到相关规范标准的要求[5,6]。
表1总结了目前此项技术在各发达国家的应用现状。
到目前为止,我国的相关研究与发达国家相比,处理技术处于滞后状态。
因此,积极开展固化/稳定技术的相关研究并加以推广,是我国现代化城市发展的一个重要课题,也是生态文明建设的必要要求。
2. 污染土的来源和外观特征所谓污染土是指由于外来致污物质侵入土体后,原有性质发生了改变的土[12]。
通常是由于地基土受到生产及生活过程中产生的三废污染物(废气、废液、废渣)侵蚀,使土性发生化学变化。
从污染源看,工业上主要是生产过程的原料泄露和在生产中产生的附带废弃物,如制造酸碱的工厂、造纸厂、冶炼厂等等;农业上主要是化肥和农药;生活中主要是垃圾和废弃物。
从污染成分上看,主要分为有机物和无机物,有机物包括落地原油、农药、垃圾淋滤液和河流疏浚污泥;无机物包括放射性物质、金属离子和酸、碱、盐等。
污染源是通过渗透作用侵入土中,引起土中不同矿物被污染腐蚀,导致土体结构发生改变,使土变成具有蜂窝状的结构,颗粒分散、表面粗糙,甚至出现局部空穴。
土体状态会变软,由硬塑或可塑变为软塑,甚至流塑。
土的颜色也与污染前不同,有的呈黑色、灰色、棕色或杏红色等等。
建筑物本身也因为不均匀沉降而发生开裂。
地下水多呈黑色或其他不正常的颜色,并有特殊气味[13]。
3. 污染土力学性质的研究目前,国内发表的关于污染土的研究成果也大多数是有关环境保护工程和土壤学方面的,而纯岩土工程意义上的成果却很少,而且多以工程实例报道为主[14]。
因此,污染土的力学性质研究都是针对具体的工程,以岩土工程勘察评价为目的,对已污染的土做基本的力学性质的测试,如压缩、直剪试验等,通常都是取原状样,也有少数与未被污染的土进行了对比试验。
3.1. 污染土的抗剪性和压缩性土的抗剪性和压缩性是其工程性质最基本,也是最重要的组成部分,测试方法通常都是以室内压缩和直剪试验为主。
例如,李相然等[15]对济南典型地区地基土污染腐蚀性质进行了研究,将原状黏土与在盐酸中浸泡7 d后的腐蚀土的压缩曲线相比较(见图1),发现两条压缩曲线呈现不同的斜率,原状土压缩曲线要比受盐酸浸泡后的压缩曲线平缓,压缩系数增大。
傅世法等[4]对同一地区已被污染和未被污染的原状土样进行了压缩和直剪试验。
实验结果表明,污染土的压缩性增加、凝聚力增加、摩擦角减小,但是对于污染的机制未进行详细说明。
李琦等[16]叫对造纸厂废碱液Table 1. Application of S/S technique in waste management and contaminated soil remediation表1.固化/稳定技术在废弃物管理和污染土修复中的应用现状国别应用现状文献来源美国确认为可有效处理57个资源保持与恢复法案(RCRA)中所罗列的有害废弃物的最佳处理技术。
恢复法案(RCRA)中所罗列的有害废弃物的最佳技术。
固化/稳定技术已成功应用到约24%的专项基金投资的污染场地的修复工程[8]法国一般用来固化堆弃在固体废弃物填埋场中的工业废料,也是填埋场中工业废弃物的唯一处理方法[9]英国被指定为工业废弃物和受污染淤泥的处理方法[9,10]日本将固化/稳定技术处理污染土和固体废弃物作为21世纪环境岩土工程领域中优先和重点研究课题[11]Figure 1. Void ratio change analysis of undisturbedsoil and polluted soil图1. 原状土与污染土孔隙比变化分析污染土进行了室内试验,研究表明,经腐蚀后的土样孔隙比增加,液、塑增大,试样强度下降,压缩性增加。
黏土试样被腐蚀后,压缩和强度变化幅度最高,其次是粉质黏土,粉土最小。
在国外,美国Pennsy- lvania州的Lehigh大学已经研究出一种用于危险和有毒物质渗透试验的三轴仪,用以研究污染物在土中的渗透性,并测定土的抗剪强度以及测定不同温度的影响。
3.2. 污染土的膨胀性污染土在干燥的条件下结晶膨胀,导致建筑物损坏,因此,对于干旱地区污染土的膨胀性研究也是必不可少的。
如范青娟等[17]对地基土浸碱膨胀做了膨胀率和膨胀力的室内和现场试验,现场测试得到的最大膨胀力为480 kPa,采用平衡法测得的最大膨胀力为522 kPa。
室内试验在有限条件下,浸碱3个月后,测得的最大膨胀力为500 kPa,说明室内试验与现场试验是比较接近的。
关于有机污染物对土性质的影响,主要是对腐植质进行了一些土壤化学的研究,力学研究未见报道。
国外为了研究孔隙内流体黏土压缩性的影响,曾用四氯化碳进行试验,得到土的压缩性要比水充满时小些[18]。
对于落地原油污染的土也未见有力学研究的报道。
到目前为止,还没有人对污染土进行回弹试验、蠕变试验及动力特性方面的试验。
4. 污染土的固化机制固化/稳定化技术(Solidification/Stabilization,简称S/S)作为废物资源化利用技术及最终处置的预处理技术,已得到广泛应用。