KMP固化穩(wěn)定化鉛鋅鎘污染土的影響因素及重金屬運移特性試驗研究.pdf

1、高濃度復(fù)合重金屬污染場地的固化穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù)，是當(dāng)今環(huán)境巖土工程界研究的熱點、重點、難點內(nèi)容之一。目前最為廣泛使用的傳統(tǒng)水泥基材料較難滿足高濃度復(fù)合重金屬污染土的固化穩(wěn)定要求。
　　本文依托國家863計劃項目《有色冶金企業(yè)場地高風(fēng)險污染土壤的固化穩(wěn)定化工藝技術(shù)研究與示范》(2013AA06A206)，國家自然科學(xué)基金重點項目《城市化過程中天然沉積土污染演化機理與控制技術(shù)研究》(41330641)，國家自然科學(xué)基金項目《磷酸鹽固化劑

2、封閉高濃度復(fù)合重金屬污染黏土的機理及穩(wěn)定性研究》(41472258)及江蘇省杰出青年科學(xué)基金項目《特殊路基填土固化穩(wěn)定再生利用的關(guān)鍵問題研究》(BK2012022)等課題，選擇新型磷酸鹽固化劑(型號:KMP)固化穩(wěn)定化重金屬Pb、Zn、Cd污染土，通過室內(nèi)試驗、柱狀模型試驗和數(shù)值模擬等方式，研究了KMP固化劑固化穩(wěn)定化修復(fù)高濃度復(fù)合重金屬污染土的關(guān)鍵工藝參數(shù)、低溫影響特性、和重金屬運移特性，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)通過TCL

3、P試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗和固化土有效磷含量的測定試驗，研究KMP固化土的浸出特性和強度特性。結(jié)果表明，采用預(yù)酸化法1所制KMP固化土試樣在浸出毒性最低，強度最高，固化土中有效磷含量最高;對于不同含水率的KMP固化土，隨著初始含水率的升高，固化土的強度逐漸下降，在初始含水率達(dá)到35％時固化土強度已不足150kPa;固化土浸出液中重金屬濃度隨含水率的升高呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，且在初始含水率為25％時(對應(yīng)似水灰比4.17)浸出毒性最低。

4、
　　(2)通過改變KMP固化劑的摻量、提高M(jìn)gO含量和摻加低堿性水泥的方式，對高含水率條件下KMP固化土強度過低的缺陷進(jìn)行改良。研究發(fā)現(xiàn):同等條件下，KMP+低堿PC固化土的強度最高，且最高強度可達(dá)378kPa，同時其浸出毒性可以滿足要求，而KMP+MgO固化土pH值過高，浸出毒性也較高。
　　(3)低溫影響試驗研究結(jié)果表明:隨著養(yǎng)護(hù)溫度的下降，KMP和KMP+低堿PC固化土中重金屬Pb、Zn、Cd浸出濃度略微上升，其穩(wěn)定

5、重金屬的能力受低溫影響較小，而普通水泥固化土重金屬Pb、Zn、Cd浸出濃度受溫度影響較大;隨著養(yǎng)護(hù)溫度的下降，水泥、KMP和KMP+低堿PC固化土的強度均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，且強度下降幅度越來越大。
　　(4)滲透試驗結(jié)果表明，固化土的飽和滲透系數(shù)為4.65×10-9m/s;結(jié)合一維土柱擴散模型試驗和數(shù)值模擬，反算求得KMP固化土中重金屬Pb、Zn、Cd的有效擴散系數(shù)De和分配系數(shù)Kp。重金屬Pb、Zn、Cd的有效擴散系數(shù)De分別

6、為1.5×10-13m2/s、7.4×10-13m2/s和1.6×10-12m2/s，分配系數(shù)Kp分別為7690mL/g、3150mL/g和1640mL/g，并通過文獻(xiàn)對比討論了重金屬有效擴散系數(shù)的影響因素。
　　(5)通過數(shù)值模擬研究了KMP異位固化穩(wěn)定化修復(fù)白銀污染場地的長期運移特性，研究了兩種地表水流速情況下的重金屬Pb、Zn、Cd擴散運移特性，模擬結(jié)果表明:當(dāng)流速為0.05m/s和1.46m/s時，水中重金屬Pb、Zn、C