土壤重金属长期稳定化修复研究

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1、2010年重金属污染综合防治技术研讨会论文集土壤重金属长期稳定化修复研究李真子摘要稳定化技术已广泛应用于重金属污染土壤的修复，但我国现行的土壤环境质量标准缺乏对土壤修复长期性效果的评判。本文采用分子键合稳定化技术(LSS)针对湖南典型Cd污染土壤开展了稳定化修复工程效果研究，并且通过多次浸出实验对LSS稳定剂修复土壤中重金属的长期稳定性进行了评估。随着浸提次数的增多，重金属离子的浸出浓度逐渐降低，最后更趋于平稳，说明LSS稳定剂与重金属反应生成的产物是稳定的，在环境中不会导致重金属离子的重新释放。关

2、键词土壤；重金属；长期稳定性；分子键合技术土壤是我们人类赖以生存的自然资源之一，但是随着近年来人口的急剧增长、工农业的迅猛发展，固体废物的堆放和倾倒，有害废水的渗透，农用物资长期不合理的使用，大气中的有害气体及飘尘随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染【l。21。重金属作为一类重要的污染物，尤其是汞、镉、铬、铅、砷等，在土壤中具有滞留时间长、不能被微生物降解等特点，并且可以通过植物或食物链途径逐渐累积，已经对土壤资源的可持续利用和人类健康构成了严重的威胁【3圳。因此，如何有效的控制、治理和修复土壤重金属

3、污染，成为了我国当前生态环境保护工作的首要任务。其中污染土壤修复的理论与技术更是成为了当前整个环境科学与技术研究的前沿。土壤稳定化修复技术是通过向土壤中添加化学物质，改变重金属的形态或价态，将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性小的状态或形式，即通过降低污染物的生物有效性，实现其无害化或降低其对生态系统危害性的风险【5】。为了达到更好的处理效果，稳定化技术常与固化技术联合使用，在稳定化实施后将污染物固封在固化体中，方便污染土壤运输后最终处置。目前常用的固化剂是无机粘结物质，如水泥、石灰等。然而，由于

4、认识不足，有些修复项目单独使用固化技术，直接将污染废物或土壤用水泥等固化剂包裹，并直接做填埋处理。这种处理处置方式很可能是无法达到重金属治理效果的。其原因是，水泥等固化剂对重金属的稳定化是通过提高PH，生成重金属氢氧化物或碳酸盐，以及物理上的封闭实现的。在填埋场的环境中过一段时间，水泥会出现破裂，而重金属也会从相对不稳定的碳酸盐结合态、氢氧化物态中释放，造成二次污染。目前我国污染土壤修复标准体系尚没有完善建立。以土壤重金属含量限量值作为评价土壤重金属修复标准，不代表重金属有效态的含量，不能反映土壤实

5、际污染状态17{J。对于稳定化技术来说，其不能减少污染物的总量，在环境变化时，难以预测长期的稳定行为，污染物可能会被重新活化，造成污染物的释放。因此，对于稳定剂修复效果的评估还应考虑到重金属稳定化体的长期稳定性【91。而对于水泥、石灰等具有短期稳定效果的固化剂，在单独应用前需通过进一步的实验论证其长期效果。本文采用分子键合稳定化技术针对重金属Cd污染土壤开展了稳定工程化应用及稳定效果研究，并且采用多次重复浸出实验对稳定化实施后土壤重金属的长期稳定性进行了评估，以期对多种重金属污染土壤稳定化修复提供新

6、的技术方案和评价标准。3012010年重金属污染综合防治技术研讨会论文集l材料与方法1．1供试地点供试地点为湖南某地化工污染土地，污染原因为化工厂违规排放。该处土壤主要污染物为重金属镉，并主要集中于表层0-20cm土壤。试验地区土壤镉总量约为0．6mg／kg．3mg／kg。1．2稳定剂稳定剂为盛世环保公司分子键合技术(LSS)专用稳定剂，主要应用于土壤及固体废物的处理，它可以和存在于污染物中的以不稳定的形式存在的重金属反应，生成多种重金属原矿晶体，降低污染物的毒性，同时减少污染物的迁移性，从而有效降

7、低污染风险。1．3工程实施方式中试规模为60平米土壤，处理深度为20cm，工程施工方式为人工作业及机械作业结合。混合的均匀度是稳定剂能在工程应用中发挥良好效果的核心。通常，在实验室操作中，稳定剂和土壤的混合能够达到理想的均匀度，稳定剂的效果能得到最大的发挥。而由于缺乏合适的设备及工程经验，稳定剂修复效果在土壤修复工程中会大打折扣。而我国由于土壤污染修复启动较晚，更是缺乏成功的土壤稳定化修复工程案例。本次中试工程采用的混合方式为原位机械混合，所采用的设备为分子键合专用混合设备，分子键合拌合器主要由特制

8、的搅拌轴及搅拌刀组成，通过联动挖掘机的液压传动装置，通过挖掘机的伸缩臂调整，在一定工作范围内进行原位混合操作。分子键合拌合器的设计考虑到了混合均匀度和混合深度及速度等多项参数，同时针对不同的地表情况有多种移动配合装置，保证在各种地况下顺利施工。为了验证稳定剂修复工程应用中的稳定化效果，稳定化效果验证实验采用了分子键合稳定化中试后的土壤样品。样品分别采于重度污染修复中试区(距离污染源300m)及轻度污染修复中试区(距离污染源500m)两个位置。1．4稳定化效果评估为了验