1.1 国外研究现状分析
Day and Ryan[1]介绍了采用水泥土固化受到重金属污染的地基土的工程实例。结果表明固化后的地基土承载力达到了设计要求,原有的重金属污染物扩散渗透也得到了有效控制。有研究结果显示采用水泥土固化化工厂场地的污染地基之后,其强度随时间而增长,渗漏液pH则随时间而降低,从原有的11降低到了5年后的7左右,原有的污染物Pb、Cd和Cu的浓度都低于美国环境保护局规定的界限值[5,9]。值得指出的是:上述研究并没有涉及固化后的污染物在干湿循环条件下是否再溶出,而干湿循环条件下污染物很有可能再溶出[10]。Tsuneoka的研究显示,水泥等固化剂固化处理重金属污染土之后,不同的土性影响着污染物的再溶出特性[11]。Jelisic指出水泥固化重金属污染土之后,土中重金属离子浓度降低很多,固化土样的力学特性与重金属污染物的含量和种类没有关系[12]。而另有研究结果显示[13,14],水泥搅拌法固化重金属污染黏土的效果与水泥的掺入量、重金属的含量和成分密切相关。这些分歧表明,有关重金属污染物-固化剂-土的相互作用机理还缺乏清楚的认识,固化封闭机制方面需要进一步深入探讨。Gervais和Ouki[15]通过扫描电镜,发现污染土中加入水泥后,由于水泥和土的硬化反应生成水化硅酸钙(CSH),从而形成致密的结构,污染物将被牢固镶嵌到其中,在一般的条件下难以再溶出。Van der Sloot等人[16]对比了现有的美国、荷兰、日本和法国现有的污染物渗漏实验规范,指出就最大溶出量而言,荷兰的实验规范可作为上限,而法国的规范则可以作为下限来考虑。在重金属污染土的长期稳定性状方面,川地武[2]与Shi and Spence[13]指出水泥固化后的重金属污染土如果长期处在地下水位变动的环境下,则容易受到干湿循环的影响而产生开裂,已经固化的重金属有可能沿裂纹再溶出,也就是说水泥固化重金属污染土在干湿循环条件下,其长期稳定性有待进一步的研究。然而目前这一推论缺乏相应的实验验证和具体的机理分析。Schwantes和Batchelor[17]指出,经过水泥固化封闭后的重金属污染土仍会有再溶出的风险存在,因此很有必要研究在一定条件下固化重金属污染土的稳定性状。
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