重金属污染土的固化修复及长期稳定性研究

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重金属污染土的固化修复及长期稳定性研究是国内外环境岩土界研究的热点问题。开展重金属污染土的固化稳定技术及机理研究对于我国环境保护、工程场地修复利用及可持续发展具有重要意义。基于这一背景,本文以国家自然基金项目(40802079,41172273)为依托,以水泥/粉煤灰固化修复污染土体及其长期稳定性为研究对象。借助土工试验、淋滤试验以及干湿循环试验,旨在探讨水泥、粉煤灰固化含Pb/Zn污染土体的强度及淋滤特性以及干湿循环作用下固化土体的强度、淋滤及微结构变化规律。取得主要研究成果如下:(1)系统总结了国内外污染土处置修复技术的研究现状。详细介绍各类污染土体修复技术尤其是S/S法固化修复重金属污染土的反应机理及工程特性。(2)对比不同掺量水泥、粉煤灰在固化Pb及Zn离子污染土时无侧限抗压强度、抗剪强度及压缩特性指标的变化规律。探讨不同固化剂修复时所存在的反应机理以及不同重金属离子对固化土体强度产生的影响,并提出影响固化土体强度发展的主要控制因素,指出重金属离子通过影响固化剂水化及硬凝反应的进行来影响土体强度的发展。同时从强度特性的角度对固化效果进行总体评价。(3)对比不同掺量水泥、粉煤灰固化Pb及Zn离子污染土后淋滤试验滤出液中重金属离子浓度的变化规律。探讨不同固化剂修复时所存在的反应机理以及不同重金属离子对固化土体淋滤特性产生的影响,并提出影响固化土体淋滤特性变化的主要控制因素,指出水化凝胶体的表面吸附以及金属氢氧化物沉淀的形成是影响土体淋滤特性的主要原因。同时从淋滤特性的角度对固化效果进行总体评价。(4)研究了固化土体在干湿循环作用时强度和淋滤特性变化规律,并对影响其变化趋势的反应机理进行分析,指出水化产物对强度及淋滤特性的促进作用与干湿循环破坏作用的平衡状态是控制土体固化效果的主要因素。(5)使用扫描电镜对干湿循环作用过程中试样微结构形态进行分析,其结果与干湿循环过程中土体强度及淋滤特性等宏观指标的变化规律吻合。
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