基于磷礦粉的固化劑穩(wěn)定鋅鉛污染黏土的環(huán)境安全性及路用性能研究.pdf

1、重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)是我國(guó)工業(yè)化和城市化進(jìn)程中關(guān)注的重要環(huán)境問(wèn)題之一。固化穩(wěn)定化是修復(fù)重金屬污染土的最佳方法之一，固化劑的選擇和重金屬修復(fù)土耐久性問(wèn)題是研究的主題。水泥作為固化劑得到廣泛的應(yīng)用，但由于其高能耗、非環(huán)保的缺點(diǎn)，需開(kāi)展新型環(huán)境友好型固化劑的研究，以滿足我國(guó)城市工程建設(shè)和環(huán)境需求。
　　本文以國(guó)家自然科學(xué)基金《城市化過(guò)程中天然沉積土污染演化機(jī)理與控制技術(shù)研究》、江蘇省杰出青年基金《特殊路基填土固化穩(wěn)定再生利用的關(guān)鍵問(wèn)題研究

2、》、863計(jì)劃《有色冶金企業(yè)場(chǎng)地高風(fēng)險(xiǎn)污染土壤的固化穩(wěn)定化工藝技術(shù)研究與示范》和江蘇省科技計(jì)劃項(xiàng)目《城市典型工業(yè)污染場(chǎng)地評(píng)價(jià)和修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究》為課題依托，選擇基于磷礦粉的新型固化劑（SS-B和SS-C）固化人工制備鉛鋅污染黏土，研究了其物理化學(xué)特性、環(huán)境安全性、強(qiáng)度特性、應(yīng)力應(yīng)變特性、路用性能等。取得如下主要研究成果:
　　(1)系統(tǒng)回顧了以磷礦粉作為穩(wěn)定劑修復(fù)重金屬污染土的處理效果和穩(wěn)定機(jī)理，總結(jié)了重金屬污染場(chǎng)地修復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)和

3、修復(fù)土二次利用的研究現(xiàn)狀，指出現(xiàn)有研究的不足。
　　(2)通過(guò)含水量和干密度測(cè)試，對(duì)比了水泥和新型固化劑固化鉛鋅污染土的物理特性;通過(guò)pH值測(cè)試試驗(yàn)，考察固化土的化學(xué)穩(wěn)定性。結(jié)果表明，含水量變化不大，同條件下新型固化劑固化土干密度比水泥固化土大6％左右;水泥固化土pH值為7-11，新型固化劑固化土pH值為8.5-9.5。
　　(3)通過(guò)TCLP試驗(yàn)，探明新型固化劑和水泥的摻量（4％和6％）對(duì)鋅鉛溶出量、去除率、淋濾液pH值和

4、電導(dǎo)率的影響特性，探討鉛鋅去除率與養(yǎng)護(hù)齡期(7d、14d、28 d)、固化土pH值和初始重金屬濃度的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，6％摻量的新型固化劑鋅去除率比水泥高20％-40％，新型固化劑鉛去除率均高于99％，比水泥高20％-55％。
　　(4)通過(guò)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，揭示了初始鉛鋅濃度、養(yǎng)護(hù)齡期和固化劑摻量對(duì)固化土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變曲線、破壞應(yīng)變和變形模量的影響規(guī)律;討論了固化土強(qiáng)度特性的影響因素。結(jié)果表明，初始鋅濃度高于1.0

5、％時(shí)，SS-B固化土強(qiáng)度比水泥固化土高30％以上，反之水泥固化土強(qiáng)度高;SS-C固化鋅鉛污染土強(qiáng)度亦均高于水泥固化土。
　　(5)通過(guò)回彈模量試驗(yàn)和水穩(wěn)性試驗(yàn)，嘗試性的探討固化重金屬污染土再利用作為路基的可能性，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)和施工工藝。結(jié)果表明，新型固化劑和水泥固化高濃度鉛鋅污染土的回彈模量分別為35 MPa和42 MPa，均滿足相關(guān)規(guī)范要求，新型固化劑固化土水穩(wěn)性優(yōu)越于水泥固化土，初步提出綜合pH值，TCLP溶出和強(qiáng)度控