酸雨入渗作用下MICP固化重金属污染土的淋滤特性研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gauxten01
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由于社会经济飞速发展,对土地需求较大,重金属污染问题日益严重。目前污染土治理中MICP技术较其他技术成本低、效果好、污染小。我国酸雨问题严重,酸雨入渗能够加速土中有毒重金属释放,还会使碳酸钙发生溶解。因此,研究在酸雨入渗作用下微生物诱导碳酸钙沉淀固化重金属污染土的淋滤特性极为必要。本文基于微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)的方法,采用巴氏芽孢杆菌对铅污染土进行修复,并设计了pH值为3.5、4.5、5.6的3种典型的酸雨条件,用pH值为7.5的去离子水作为对照,利用土柱淋滤的试验方法,对经微生物诱导碳酸钙沉淀技术固化后的铅污染土进行分析研究,得到了淋滤前后的无侧限抗压强度、淋滤特性以及微观结构的变化规律。主要结论如下:(1)MICP固化铅污染土的无侧限抗压强度随淋滤液pH值的降低而降低,随初始Pb2+浓度的增大呈先增大后减小的规律。(2)MICP固化铅污染土经pH值为3.5、4.5、5.6的模拟酸雨溶液淋滤后,淋出液的pH值随淋滤液pH值的降低而降低,其中淋滤液pH值为5.6时,淋出液与去离子水淋滤试样的淋出液pH值接近。淋滤液pH值为4.5时,初始Pb2+浓度为1000mg/kg固化试样淋出液pH值随淋滤进行保持稳定,初始Pb2+浓度为500mg/kg固化试样淋出液pH值在淋滤后期,有所降低,而初始Pb2+浓度为100mg/kg、5000mg/kg固化试样淋出液pH值在淋滤中期开始下降。淋出液的Pb2+、Ca2+浓度规律一致,随淋滤液pH值的降低,Pb2+、Ca2+淋出量逐渐增加。淋滤初期大量Pb2+、Ca2+淋出,随着淋滤的进行仅有少量Pb2+、Ca2+淋出,且当固化试样初始Pb2+浓度为100mg/kg、5000mg/kg时,Pb2+、Ca2+淋出量大于初始Pb2+浓度为500mg/kg、1000mg/kg的固化试样。(3)随着淋滤液pH值的降低,MICP固化试样中铅离子的形态变化规律为可交换态逐渐增加,碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机物结合态和残渣态逐渐降低。(4)通过XRD、SEM及能谱分析结果发现MICP技术可以有效固化Pb2+,在酸雨入渗作用下,随着模拟酸雨溶液pH值的降低,碳酸钙、碳酸铅矿物的衍射峰强度降低,且随着初始Pb2+浓度的增加,衍射峰强度先增大后减小。当淋滤液pH值为3.5、4.5时,很难观测到完整的矿化产物晶体。结果与宏观性质变化相互印证。
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