道路石灰在固化重金属污染土壤中的机理与工程实践

日期:2025-11-28 11:26 来源:润丰矿业 作者:赵明 浏览量:5

日期:2025-11-28 11:26 作者:赵明 浏览量:5

随着城市化进程,大量工业污染场地的土壤修复与再开发成为紧迫任务。石灰,作为一种廉价且有效的固化/稳定化药剂,在固化重金属污染土壤方面发挥着重要作用,并可将处理后的土壤用于道路工程的填方材料,实现“修复”与“利用”的结合。

图片描述

石灰固化重金属的机理:

pH调节与沉淀作用: 这是最主要的机制。石灰提高土壤pH至10-12的强碱性范围。在此条件下,大多数重金属离子(如Pb、Cd、Zn、Cu、Ni)会形成难溶的氢氧化物和碳酸盐沉淀。例如:Cd²⁺ + 2OH⁻ → Cd(OH)₂↓。这种沉淀作用极大地降低了重金属在环境中的迁移性和生物可利用性。

吸附与共沉淀: 石灰水化产生的Ca(OH)₂和后续火山灰反应生成的C-S-H、C-A-H凝胶,具有巨大的比表面积和表面电荷,能通过物理吸附和化学吸附固定重金属离子。部分重金属离子甚至可以取代Ca²⁺或进入C-S-H的晶格结构中,发生同晶替代,实现稳定化。

图片描述

** encapsulation(包裹作用):** 形成的胶凝产物将污染土壤颗粒包裹、固结在一个致密的基质中,如同被“水泥化”,从物理上阻隔了其与外界环境的接触,降低了淋滤风险。

用于道路工程的实践与要求:

修复目标与可行性评估: 首先需明确修复后土壤作为路基填土的用途控制标准。并非所有污染土都适合,需评估其重金属毒性、浓度及经石灰固化后的长期稳定性。

配合比设计: 设计目标不仅是力学性能,更重要的是浸出毒性。需要通过毒性特性浸出程序等标准试验,确定满足环保要求的最佳石灰剂量。

施工工艺: 与常规石灰土施工类似,但要求更高:

均匀性: 必须保证石灰与污染土的极致均匀混合,杜绝“毒瘤”存在。

压实与养生: 高压实度形成更致密的包裹结构;充分养生确保长期化学稳定。

监测: 施工后需建立长期监测井,监控地下水质变化。

最终处置与封闭: 处理后的污染土通常被限制使用于被严格封闭的道路结构内部(如底层基层或路堤),并辅以土工膜等防渗措施,形成一个多屏障系统。

这项技术将环境岩土工程与道路工程紧密结合,实现了“以废治污”和“资源再生”,是可持续发展理念在土木工程领域的深刻体现。

相关推荐