水泥基復(fù)合材料對鉻污染土壤的固化-穩(wěn)定化研究.pdf

1、鉻及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，由此產(chǎn)生了大量的鉻污染土壤。鉻污染土壤含有Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)，尤其是Cr(Ⅵ)，對環(huán)境危害極大，對鉻污染土壤的治理，是環(huán)境保護(hù)的重大課題。在鉻污染土壤處置的各種方法中，固化/穩(wěn)定化方法是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與毒性檢測試驗(yàn)，研究了硅酸鹽水泥膠凝材料、輔助性膠凝材料及還原劑對鉻污染土壤的固化或穩(wěn)定化效果，并結(jié)合XRD、XPS、SEM、DTA等微觀分析，探討

2、了相應(yīng)的固化/穩(wěn)定化機(jī)制。結(jié)果表明：
　　 ①硅酸鹽水泥熟料和高鋁水泥熟料對鉻污染土壤均有明顯的固化效果，隨熟料摻量增加，固化體強(qiáng)度提高，總鉻和Cr(Ⅵ)浸出濃度降低。高鋁熟料的固化效果比硅酸鹽熟料略差；
　　 ②土壤中單摻礦渣、銅渣和鋼渣等輔助性膠凝材料，總鉻和Cr(Ⅵ)浸出濃度降低；與單摻硅酸鹽熟料相比，以適量的礦渣、銅渣和鋼渣等量取代硅酸鹽熟料，固化體強(qiáng)度有所降低，但幅度不大，而總鉻和Cr(Ⅵ)浸出濃度，在低摻量時(shí)

3、基本與單摻硅酸鹽熟料一致，而高摻量時(shí)有所提高，三種輔助性膠凝材料鋼渣優(yōu)于銅渣，銅渣優(yōu)于礦渣。說明在一定量下，可以用礦渣、銅渣和鋼渣等輔助性膠凝材料取代硅酸鹽熟料使用，從而降低處理成本；
　　 ③亞硫酸鹽、硫化鹽等還原劑對鉻污染土壤中Cr(Ⅵ)的還原效果差，但亞鐵鹽效果良好。亞鐵鹽雖然顯著降低Cr(Ⅵ)的浸出濃度，但隨著養(yǎng)護(hù)齡期增長，其存在反彈現(xiàn)象；
　　 ④將亞鐵鹽與膠凝材料復(fù)摻使用，不僅可以獲得較高的固化體強(qiáng)度，而且總

4、鉻和Cr(Ⅵ)浸出濃度很低，不隨時(shí)間反彈。例如：復(fù)摻0.0075molFeCl2與30％熟料時(shí)，7d和28d的強(qiáng)度分別為16.2MPa和17.8MPa，7天Cr(Ⅵ)濃度為0.41mg/1，總鉻為0.46mg/1，28天時(shí)Cr(Ⅵ)濃度為0.45mg/1，總鉻為0.48mg/1，從7天到28天Cr(Ⅵ)濃度增加0.04mg/1，Cr(Ⅲ)降低0.02mg/1。復(fù)摻強(qiáng)度與單摻硅酸鹽熟料相比保持一致，而總鉻和Cr(Ⅵ)浸出濃度不僅低于1.5

5、mg/1和0.5mg/1，且基本上不存在反彈；
　　 ⑤固化/穩(wěn)定化作用主要取決于兩個(gè)方面：一是其膠凝性，即其熟料水化產(chǎn)物對土壤顆粒的包裹和對孔隙的填充，從而阻止鉻離子的滲出；二是其還原性，亞鐵鹽或輔助性膠凝材料中含有亞鐵等還原性物質(zhì)，使Cr(Ⅵ)被還原為不易移動的Cr(Ⅲ)，降低Cr(Ⅵ)浸出濃度。
　　 通過本文的研究表明，利用膠凝材料、輔助性膠凝材料和還原劑復(fù)合，對鉻污染土壤具有良好的效固化/穩(wěn)定化效果，是一種具有