复配固化/稳定剂处理复合放射性重金属污染底泥:以信江流域为例

目前,国内外对信江河流域的研究仅限于沉积物重金属及核素污染特征研究,对信江流域疏浚后底泥沉积物中重金属的处理研究甚少。因此以信江(鹰潭段)底泥沉积物为研究对象,采用三种稳定剂协同硅酸盐水泥固化/稳定化重金属污染底泥,研究一种河流底泥重金属固化/稳定化技术,可以用于河流底泥重金属修复治理工作。通过开展室内无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,确定了水泥和三种稳定剂的最优配比,并结合固相形貌特征、矿相组成和固化/稳定化前后的重金属形态变化,据此分析底泥重金属Pb、U的固化/稳定化机制。研究表明:本实验条件下,适用于信江(鹰潭段)底泥重金属的最佳硅酸盐水泥复配固化体掺比配方为:水泥30%、磷酸二氢钾(磷与重金属摩尔比为1∶1)、膨润土5%、粉煤灰5%。复配试剂处理后底泥中Pb、U两种重金属活性态比例降低约30%,该方法有效地限制了底泥中重金属Pb、U的迁移。扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析表明,固化体中主要水化产物为水化硅酸钙(C-S-H)、钙矾石(Aft)和膨润土团块体,三者相互胶结从而起到提高固化体强度和对重金属进行吸附、包覆的作用。本研究阐明了河流底泥重金属固化/稳定化技术的作用机理,并发现该技术对放射性核素也有较好的稳定效果,能为信江流域疏浚底泥工程及其周边场地土壤治理提供参考依据及技术支撑。

污染土壤重金属稳定化复配固化剂研发与验证

文章以工业废渣、矿物材料和磷酸盐材料为基础材料,逐步开展单一重金属稳定化实验(实验Ⅰ)、复合重金属稳定化实验(实验Ⅱ)及污染土壤重金属稳定化验证实验(实验Ⅲ)。实验Ⅰ中,工业废渣稳定效果最佳,对重金属Pb、Zn、Cd的去除率均超过93%;工业废渣与重金属溶液反应后的上清液p H值升高明显,平均增幅5左右。实验Ⅱ中,复配固化剂可实现对重金属Pb、Zn、Cd的同时去除,Pb、Zn和Cd的去除率分别为88.29%~99.95%、40.73%~99.46%和14.80%~98.35%;复合重金属溶液与药剂反应后,除S13~S16组外,上清液pH值略升高;不同比例复配固化剂对复合溶液重金属的去除率有所差异,沉淀中矿物种类和衍射峰强度略有差异;Cd2+倾向于与PO43-形成沉淀,复配固化剂和重金属生成一系列在中性环境难溶或者微溶于水的沉淀;与实验Ⅰ产物特征相比,复配固化剂与复合重金属反应后无明显的羟基硝酸铅矿物相生成。实验Ⅲ中,1#固化剂对土壤的p H值改变较小,2#固化剂对土壤中重金属的固化效果优于1#固化剂;对所挑选的3种重金属的固化效率均高于85%的试块进行重金属形态分析,试块中重金属固化效果明显,但残渣态比例偏小;1#固化剂适合于中性和近中性的土壤,2#固化剂适合于偏酸性或酸性土壤,可同步实现调节土壤pH和稳定化重金属。

复配材料钝化重金属污泥试验及工程应用研究

利用多组分新型高效材料与普通硅酸盐水泥制得复配材料,开展箱涵清淤重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)污染底泥钝化试验及工程应用研究,采用无侧限抗压强度和毒性浸出浓度评价钝化效果,进一步分析重金属赋存形态变化探讨钝化机制.结果表明,底泥:复配材料:黄沙质量配比为5:4:1时,钝化效果最佳.实际工程应用中,H型和O型固化砖抗压强度分别达10.82和10.11MPa,毒性浸出浓度远低于鉴别标准值(GB5085.3-2007),满足资源化应用要求.重金属浸出浓度与离子交换态和有机结合态占比呈正相关,有机结合态和铁锰氧化态分别为底泥和固化砖中重金属的主要赋存形态,二者占比在固化前后呈现完全相反的变化趋势,该变化对固化稳定化重金属起重要作用.除H型Cr外,其他固化砖中重金属残渣态占比均有所增加.该复配材料基于多组分物质间相互协同作用实现重金属钝化具有实际应用前景.

新型固化剂固化/稳定化重金属复合污染土的机理研究

采用新型固化剂对重金属Pb、Cd、Cu复合污染土进行固化/稳定化处理。为探究其机理,该文对固化土的重金属形态、浸出毒性及微观结构进行了检测。结果表明,随着固化剂掺量的增加,重金属的浸出浓度降低,固化剂掺量为10%时,Pb、Cd、Cu的浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值,固化/稳定化后重金属污染土的无侧限抗压强度达4.1 MPa,可用作路基填料。经固化/稳定化处理后,重金属的存在形态从弱酸提取态向更加稳定的残渣态转化。固化/稳定化过程中生成水化硅酸钙和钙矾石,对固化土内部结构起填充作用,可改善固化土强度。通过物理包裹、沉淀、吸附及离子置换作用,新型固化剂对重金属离子产生固化/稳定化作用,该技术可用于实际重金属复合污染土的处理。

广东某河道复合重金属污染底泥固化/稳定化小试研究

以广东省某河道底泥为对象,研究了相关河段的底泥中重金属形态分布特征及防治措施。通过考察不同固化/稳定化药剂对受复合重金属污染的河道底泥的固化/稳定化效果,最终选定"水泥(投加量10%)+Fe^(2+)+(Fe(SO_(4))_(2)投加量10%)"为此次研究的最佳药剂选择和配比。样品底泥的pH值上升,铜、镍、镉、铅及砷的浸出浓度显著下降,通过Tessier的五步连续提取程序分析底泥中重金属形态变化,铜、镉、镍及铅的残渣晶格结合态(Ts5)升高,而砷的铁锰氧化物结合态(Ts3)升高。

模拟酸雨对微米和纳米羟基磷灰石稳定化污染土壤的铜和镉淋溶效应

采用室内土柱淋溶试验,以1%的质量比向铜、镉复合污染土壤中添加微米羟基磷灰石(MHA)和纳米羟基磷灰石(NHA)稳定化培养72 h,并探讨模拟酸雨对稳定化修复土壤中Cu和Cd的释放影响,包括淋溶液的pH值、电导率(EC)、Cu和Cd浓度,以及Cu和Cd生物有效性的变化。结果表明,MHA处理淋溶液pH值最高,达7.78,其后依次为NHA和对照(CK)处理,且3种处理的pH值均高于模拟酸雨。MHA和NHA处理均增加了淋溶液EC值,MHA处理EC最高值是CK处理的10.41倍。与CK处理相比,MHA处理显著增加淋溶液Cu浓度,而NHA处理则降低Cu浓度;MHA和NHA处理均降低淋溶液Cd浓度。淋溶前MHA处理Cu和Cd的生物有效性降幅分别为75.0%和90.7%,NHA处理Cu和Cd生物有效性降幅分别为59.6%和52.2%,说明MHA处理稳定化效果比NHA处理更好。但是在模拟酸雨淋溶下,MHA处理Cu释放量更多,表明经MHA处理稳定的Cu和Cd在酸雨淋溶下易再次被活化。

垃圾焚烧飞灰中Pb及特征药剂稳定化处理

筛选几种重金属药剂用于稳定垃圾焚烧飞灰,以重金属Pb为处理目标,通过单一或复配形式研究药剂的稳定效果并采用红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)分析重金属稳定机理.结果表明,有机药剂稳定后Pb的螯合率高于无机药剂,投加质量分数为2%二乙基DTC能使Pb的浸出满足危险废物填埋污染控制标准(GB 18598-2019)要求,然而5%的硫化钠和磷酸二氢钠稳定后Pb的浸出浓度仍不达标;药剂处理后,Pb的部分不稳定态被转化为稳定态,且相比于无机药剂,有机药剂稳定后Pb的残渣态占比更高,抗酸碱能力更强;无机药剂处理后Pb的浸出性与养护时间成负相关,而有机药剂则由于特征官能团的氧化等因素而成正相关.成本核算结果表明,0.9%二乙基DTC和3%磷酸二氢钠复合药剂稳定飞灰在满足GB 18598-2019要求的基础上,成本相比于单一二乙基DTC处理降低26.72%.复合药剂处理后,飞灰中出现了N、S、P的特征吸收峰,重金属主要以螯合、沉淀作用稳定,同时整个体系的矿物组成并未发生改变,但结晶相的吸收峰强度明显减弱.

湖南某化工厂重金属污染土壤修复试验研究

以湖南某化工厂砷锑铅污染土壤为研究对象,利用试验探索合适、适量的修复剂对重金属砷锑污染土壤的修复效果,筛选出适用药剂及配比,确定最优的稳定化修复条件。结果表明:污染土壤∶氧化钙∶硫酸亚铁∶磷酸二氢钾∶硅藻土重量比为94∶2∶2∶1∶1,将土壤、药剂按配比搅拌均匀后加入30%去离子水搅拌均匀,常温养护7 d后,经修复处理后的土壤中浸出浓度符合《地下水环境质量标准》(GB/T14848-2017)Ⅳ类质量标准,经过10 a的酸雨淋洗没有发生返溶现象,具有长期稳定的效果,对人体健康无影响。

某退役磷化工场地重金属及氟化物复合污染土壤异位固化/稳定化修复试验研究

针对某退役磷化工场地重金属及氟化物复合污染土壤,开展异位固化/稳定化修复效果试验研究。对测试土壤样品分别采用固化/稳定化药剂A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅲ、A-Ⅳ、A-Ⅴ投加不同比例(3%、5%、7%)进行多组试验,对修复前后土壤进行浸出毒性分析,以评价固化/稳定化药剂类型、药剂投加比等特性与污染土壤修复效果之间的差异。结果表明:A-Ⅰ、A-Ⅱ系列药剂对重金属及氟化物复合污染土壤有较好的固化/稳定化效果,A-Ⅲ对重金属污染土壤固化效果显著。

雄黄矿区含砷危险废物稳定化治理药剂研究及应用

以湖南某雄黄矿区采选含砷危险废物作为研究对象,通过小试试验药剂筛选、效果验证,确定航天凯天环保科技股份有限公司自主研发的复配重金属高效稳定剂(HK-As-4系列)稳定化效果最优,确定药剂适宜的添加范围。并通过药剂中试试验验证了5%复配重金属高效稳定剂能满足雄黄矿区含砷危险废物的稳定化要求,处理后样品p H在7~12间,砷浸出浓度低于2.5 mg/L,满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598-2001)中要求的危险废物入场标准。

基于污染场地重金属-有机物复合污染土壤修复方法分析

在大自然当中,土壤是较为宝贵的资源之一,且是人类生存与发展的基础。在现实生活中土壤的污染呈现有多种形式,而重金属-有机污染物复合污染也是较为常见的形式之一,且污染物特性导致其在修复机理上存在明显的差异和修复难度增加。笔者根据自身实际工程案例进行分析,阐述现场被重金属-有机污染物复合污染土壤采用联合修复的技术方式进行改善,以供参考!

复合型螯合药肥对镉铅污染土壤的原位固定修复效应分析

以镉铅复合污染土壤为对象,采用田间试验,通过种植水稻、红薯和小白菜,施用钠基、钾基和钙基3种复合型螯合药肥,分析土壤中Cd和Pb的固定效率,探讨复合型螯合药肥对降低农产品Cd和Pb含量的效果。结果表明,复合型螯合药肥施用量在耕层土重的0.5%以上即可有效降低土壤中Cd和Pb的移动性,土壤中Cd和Pb的固定效率分别达到49.2%-66.2%和79.9%-93.6%,且可使稻米、红薯干和小白菜等农产品中Cd含量降低至国家标准(GB 2762—2012)限值以内,其降低幅度分别为69.5%-79.7%、42.9%-47.6%和80.5%-83.7%;但对稻米和小白菜中Pb含量无明显的降低作用。同时,该药肥对土壤pH值和稻谷、红薯及小白菜的产量无明显影响。研究表明,供试钠基、钾基和钙基3种复合型螯合药肥可推荐用作镉污染土壤的原位固定修复材料。