土壤物理化学性质
一般而言,土壤酸碱度、含水量、机械组成、污染物质种类和含量是主要指标。在分析结果的基础上确定主要关注的土壤污染物种类,为后续处理确立目标污染物。
污染土壤的理化性质
土壤 pH 特征 水泥或石灰为基料的系统在凝结及硬化阶段都需要碱性环境(pH>10)。另外,介质的碱性特征有利于重金属的沉淀反应,对重金属固化的长期稳定性起到了十分重要的作用。为了保证碱性环境,固化前需要添加相应的碱性物质(如石灰、粉煤灰等),而土壤 pH 特征将关系到碱性物质的用量。
土壤物质组成与其它污染介质相似,土壤中的Mn、Zn、Cu 和 Pb 的可溶性盐类会延长水泥的凝固时间并大大降低其物理强度。6价Cr能够与水泥中的Ca发生反应形成 CaCrO4,从而抑制水泥的水化过程。硫酸盐可以与水泥反应生成“水泥杆菌”,这种晶体较强的体积膨胀会使混凝土受到破坏;硝酸盐、硫酸盐也会强烈地影响水泥固化体的水化和硬化。
有机污染物会抑制水泥的凝固和硬化,影响固化体中晶体结构的形成;由于极性的差异,有机污染物不易与无机固化剂发生反应,因此在无机材料固化体中的稳定性不高,通常需要添加有机改性石灰和黏土等物质来屏蔽这些影响。
以石灰为基料的固化/稳定化系统
石灰是一种非水硬性胶凝材料,其中的 Ca 能够和土壤中的硅酸盐形成水化硅酸钙,起到固定/稳定污染物的作用。与水泥相似,以石灰为基料的固化/稳定化系统也能够提供较高的 pH,但是石灰的强碱性并不利于两性元素的固化和稳定。另外,该系统的固化产品具有多孔性,有利于污染物质的浸出,且抗压强度和抗浸泡性能不佳,因而较少单独使用。石灰可以激活火山灰类物质中的活性成分产生粘结性物质,对污染物进行物理和化学稳定,因此石灰通常与火山灰类物质共用。
固化/稳定化效果的评价
判断一种固化/稳定化方法对污染土壤是否有效,主要可以从固化体的物理性质和对污染物质浸出的阻力两个方面加以评价。
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