生物炭负载铁锰双氧化物固化稳定化土壤中砷

砷(As)在土壤中的赋存形态复杂, 常规固化稳定化材料处理不同形态As时存在局限。针对该问题,通过整合生物炭(bio-char, BC)表面吸附-静电引力-络合螯合与铁锰双氧化物(ferric manganese binary oxides, FMBO)共沉淀-氧化还原作用, 制得负载了FMBO的BC新功能材料BC_FM, 并与硅酸盐水泥复配固化稳定化As, 利用响应面法探讨影响因素对处理效果的影响。结果表明:在BC_FM与硅酸盐水泥配比为9.88%和8.80%、养护20.53 d条件下, As浸出浓度最低为0.055 mg/L, 可交换态含量占比从4%降至0.5%, 残渣态含量占比从77%升至87%, 无侧限抗压强度>50 kPa。推测BC_FM固化稳定化机制为Fe-O(H)-As共沉淀、Mn-O(H)-As氧化和BC功能的联合作用。该研究结果可为长效固化稳定化As提供新的技术方案。     

污染土壤稳定化碳排放计算方法及案例研究

基于污染土壤稳定化全生命周期分析,确定碳排放核算边界,提出碳排放计算方法.稳定剂生产、基础设施建设、工程实施、稳定化土壤处置是污染土壤稳定化主要碳排放来源;方案设计、稳定化土壤养护和工程验收产生的碳排放量占总碳排放量的比例较小.基于提出的碳排放计算方法,评价了某砒霜厂遗留地块污染土壤原地异位稳定化的碳排放.结果表明,该工程总碳排放量为421516.31kg,稳定化每吨污染土壤的碳排放量为34.78kg;稳定剂原材料产生的碳排放是稳定化最主要的碳排放来源,占总碳排放量86.26%;其次为稳定剂原材料和稳定剂运输过程中运输工具能源消耗产生的碳排放,占总碳排放量10.82%.据此,研发低碳稳定剂和缩短材料运输距离是污染土壤稳定化碳减排的2个重要路径.     

生活垃圾焚烧飞灰固化体力学及重金属浸出特性

以苏州七子山生活垃圾焚烧厂产生的飞灰为研究对象,采用水泥作为固化剂,研究水泥飞灰固化体的应力应变特征及重金属浸出特性,并探讨了水泥飞灰配合比、养护时间等关键性因素对这些特性的影响。实验结果表明:较养护3 d的样品,其余养护时间的样品强度平均增长了约96.2%,而其破坏应变平均减小了56%。随着水泥含量和养护时间的增加,飞灰固化体的强度上升,而其破坏应变减小,该趋势主要归因于钙矾石(AFt)的形成促进了飞灰固化体强度的发展。较飞灰原样,飞灰固化体的重金属浸出浓度随着水泥含量、养护时间的增加而降低了38%~99%,重金属的迁移被限制,主要归因于水化硅酸钙(C—S—H)和钙矾石(AFt)的形成,以及飞灰和水泥水化反应创造的强碱性环境。     

含磷物质与活性炭复配稳定土壤重金属研究

利用含磷物质、活性炭及两者复配组合对污染土壤中的重金属进行稳定化处理,根据稳定效率对稳定剂进行筛选,并分析稳定前后土壤重金属的生物有效性、赋存形态变化。结果表明:经磷矿粉+5%煤基活性炭稳定7 d后,土壤中Pb、Zn、Cu、Cd稳定效率分别达75.85%、61.03%、52.80%、49.92%,土壤重金属的DTPA和PBET生物有效态均降低。BCR形态分级实验表明:该复合稳定剂对土壤重金属的稳定化效应较好,重金属的酸可提取态均有所减少,转化为其他难以分解转移的形态。结果表明,磷矿粉和煤基活性炭可作为资源回收利用,应用于土壤重金属污染修复。     

污染场地固化/稳定化修复的评价方法与标准

固化/稳定化技术是一项在欧美等国家的污染场地修复中广泛应用的技术.在分析固化/稳定化修复效果常用的浸出试验方法和物理评价方法以及相对应的评价标准的基础上,发现我国固化/稳定化修复效果的评价方法仅有少量振荡浸出试验的方法,还缺少动态浸出试验的评价方法;浸出毒性测试普遍采用硫酸硝酸法浸出评估,忽略了As、Cr(Ⅵ)等含氧阴离子在中性至弱碱性pH下溶解度达到最大的情况;固化/稳定化修复效果的评价标准则主要借鉴固废毒性鉴别与管理方法,但该方法未规定污染土壤资源化再利用时的评价依据;另外,污染土壤和固体废物的自身特性也有一定的差异.提出了基于我国国情的污染土壤固化/稳定化浸出测试和评价标准体系:当污染土壤固化/稳定化后采用卫生填埋或一般工业固体废物贮存、处置场处置时,可参考固体废物填埋处置时的评价方法与标准;当污染土壤固化/稳定化后原址填埋时,则应增加绕流浸出方法或穿透浸出试验方法,其评价标准可参考GB/T 14848—1993《地下水质量标准》或根据关注点浓度的要求进行风险评估推算确定;当污染土壤固化/稳定化后再利用时,需根据再利用的具体情景选择相应的评价方法与标准.      

磷酸盐对铅污染土壤稳定化修复机理的研究

在铅污染土壤中分别加入磷酸二氢钠(SDP)、磷酸氢二钠(DSP)、磷酸钠(TPA),研究不同磷酸盐对铅污染土壤的稳定化效果及其修复机理,并与未处理的铅污染土壤进行比较。结果表明:SDP、DSP、TPA处理后,均能在较短的养护时间(5d)后显著降低污染土壤中铅的浸出浓度,最佳稳定率分别达78.98%、86.43%、91.47%,且磷酸盐的作用效果与其投加量呈正相关,稳定化效果能在较长时间内保持稳定;磷酸盐的作用机理主要是通过磷酸根与铅离子生成在较大的pH值范围内稳定存在的磷酸铅类化合物,特别是Pb_(10)(PO_4)_6(OH)_2的形成有利于提高污染土壤中铅的稳定性。     

铁锰双金属材料在不同pH条件下对土壤As和重金属的稳定化作用

pH是影响土壤As和重金属赋存形态及稳定化过程的重要因素,本文以人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)为研究对象,研究了其在不同pH条件下对3种As和重金属复合污染土壤的稳定化作用,同时探讨了材料添加对土壤pH和酸碱缓冲性的影响.结果表明,As、Pb元素分别在土壤pH 3~9的中性偏酸性条件、pH 5~10的中性偏碱性条件下较为稳定,Cd、Zn、Cu在pH为7~11的碱性条件下浸出浓度较低.在碱性条件下,FMBO材料自身稳定性及稳定化作用均优于酸性条件,在As和重金属稳定的最适pH范围内,随着材料添加量增加,稳定化效率逐渐升高,其对As、Pb、Cd、Zn、Cu的稳定化效率最高分别能达到92.7%、100%、97.0%、88.7%、82.7%.添加FMBO材料可使土壤pH值升高,并能够提高土壤的酸缓冲能力,对As和重金属的长期稳定性有促进作用,而对土壤碱缓冲作用影响较小.从浸出元素的相关关系可以看出,Fe元素对土壤中As的稳定性有重要作用,Pb、Cd、Zn、Cu的稳定性受土壤pH影响较大.     

铬污染土壤稳定化处理对蚯蚓的毒性效应

浸出毒性测试是评价重金属污染土壤稳定化处理效果的主要方法,但该方法不能准确反映稳定化处理后土壤的生物毒性变化.本研究以多硫化钙(CPS)稳定化处理的电镀厂铬(Cr)污染土壤为对象,以赤子爱胜蚓为指示生物,研究评估土壤稳定化处理的生物毒性效应.结果表明,在Cr污染土壤中,随着CPS投加量的增加,蚯蚓的毒性效应逐渐减弱随后增强.高浓度Cr污染土壤经过CPS稳定化处理后仍然具有明显的生物毒性,CPS与土壤中Cr(VI)投加比(物质的量比,下同)为3时土壤浸出毒性虽满足浸出标准,但对蚯蚓的7 d致死效应高达100%,且暴毒期间出现肉眼可见的外部形态变化,回避率为83.3%,在暴毒第5 d时蚯蚓体内总Cr含量为20.9 mg·kg~(-1).CPS对蚯蚓具有较强的生物毒性作用,在不含Cr污染的对照组土壤中,CPS投加量与稳定化处理Cr污染土壤中稳定化药剂投加比为5相同时,蚯蚓的7 d急性毒性致死率为100%.蚯蚓的致死率和外部形态变化可快速直观地反映重金属污染土壤的生物毒性,可为土壤稳定化处理的安全性与生物毒性评估提供参考依据.     

西海堤垃圾场和西田垃圾场陈垃圾特性研究

结合深圳市宝安区西海堤垃圾场和西田垃圾场现场实验,分析了陈垃圾的物理成分,并将其与新鲜垃圾物理成分作对比,得出易降解有机物含量、塑胶含量和无机物含量与陈垃圾稳定化的关系.     

不同性质污泥在模拟填埋场中的稳定化进程研究

为确定污泥达到稳定化所需的时间,研究了污泥及改性污泥在填埋后的稳定化进程.结果显示,经过498d的降解,生物污泥、生物污泥+矿化垃圾和化学污泥中有机质的降解率分别为67.1%、61.6%和30.5%.污泥初始有机质含量越高,总降解率越高.生物污泥较化学污泥易于降解.按照污泥中的有机质降到100mg·g-1预测,污泥填埋场达到稳定化所需时间约为3年;按照生物可降解物质（BDM）降到4.76%为污泥达到完全稳定状态预测,污泥填埋场达到稳定化所需时间是2.9~4.7年.从上海老港污泥填埋场多年的实际运行情况来看,污泥填埋场在封场3年后即可达到稳定化,所形成的矿化污泥即可开采和利用.