固化重金屬污染土的工程性質與作用機理研究.pdf

1、由于我國工業(yè)領域的快速發(fā)展，土壤重金屬污染問題日益嚴重。因此開展重金屬污染土的固化修復技術研究，并將其廣泛應用于重金屬污染場地的修復與再利用具有重要的意義。
　　本文采用水泥、粉煤灰作為固化劑，通過系統(tǒng)的試驗和深入的理論分析，研究固化重金屬污染土的工程性質、淋濾特性，電阻率特性及微結構變化規(guī)律。得到的主要結論如下:
　　(1)對比分析了養(yǎng)護齡期、固化劑類型及摻量和重金屬類型及摻量對固化重金屬污染土無側限抗壓強度和壓縮指標的影

2、響。結果表明:水泥/粉煤灰固化重金屬污染土的無側限抗壓強度和壓縮模量均隨養(yǎng)護齡期的增大而增大，壓縮系數(shù)隨之減小;固化土體的無側限抗壓強度和壓縮模量隨著水泥摻量的增大而增大，壓縮系數(shù)隨之減小，隨著粉煤灰摻量的增大土體的強度及壓縮性變差;重金屬離子濃度越高，固化效果越差。
　　(2)對水泥/粉煤灰固化重金屬污染土的三軸應力-應變特性進行了研究。得知固化重金屬污染土的變形大體上可分為三個階段:彈性變形階段、塑性屈服階段和破壞階段。三種固

3、化重金屬污染土的破壞應力大小順序為:Pb＞Cr＞Zn;破壞應變大小順序為:Cr＞Zn＞Pb。水泥/粉煤灰固化鋅污染土的破壞應力隨Zn2+濃度的增大而減小;破壞應變則相反。水泥固化鋅污染土的破壞應力比水泥+粉煤灰的破壞應力大，而破壞應變則相反。
　　(3)通過TCLP試驗對比分析了養(yǎng)護齡期、固化劑類型及摻量和重金屬類型及摻量對固化重金屬污染土淋濾特性的影響。結果表明:固化污染土的濾出液中重金屬離子濃度隨著養(yǎng)護齡期的增大而減小;對于水

4、泥和水泥+粉煤灰固化鉛和鋅污染土，當重金屬離子濃度小于5000mg/kg時濾出液重金屬濃度均滿足環(huán)境要求;水泥和水泥+粉煤灰固化鉻污染土濾出液重金屬濃度均滿足環(huán)境要求;粉煤灰固化效果較差;水泥和粉煤灰對重金屬離子包裹吸附作用的大小順序為:Cr＞Zn＞Pb。
　　(4)對水泥/粉煤灰固化重金屬污染土的平均電阻率、孔隙液電阻率及電阻率結構參數(shù)的變化規(guī)律進行了研究，并對固化污染土的平均電阻率與強度特性和淋濾特性之間的關系進行了分析。結果

5、表明:不同固化劑固化污染土的電阻率大小為:水泥＞水泥+粉煤灰＞粉煤灰;固化土體的平均電阻率和孔隙液電阻率均隨著養(yǎng)護齡期的增大而增大;平均結構因子和平均形狀因子隨養(yǎng)護齡期的增大而增大，各向異性系數(shù)相反;平均電阻率與強度及壓縮性呈正相關，與濾出液中重金屬離子濃度呈負相關。
　　(5)對比分析了不同養(yǎng)護齡期和不同重金屬及摻量下水泥和水泥+粉煤灰固化重金屬污染土的微結構特征。結果表明:水泥/粉煤灰固化污染土中有大量水化產物生成，其孔隙數(shù)量