砷污染土壤对生态环境和人体健康构成严重威胁,生石灰作为一种高效的固化稳定化药剂,在砷污染土壤修复中发挥着重要作用。生石灰固化稳定化砷的机理涉及多种物理化学过程:首先,生石灰水化后显著提高土壤pH值,促进砷酸根离子与钙离子形成难溶性砷酸钙化合物;其次,在高pH环境下,土壤中铁铝氧化物表面电荷发生改变,增强对砷的专性吸附;此外,生石灰水化产物与土壤颗粒发生凝聚作用,将砷包裹在固化基质中,降低其迁移性。研究表明,当生石灰投加量为5%-8%时,砷的浸出浓度可降低70%-90%,有效阻断其环境风险。

在实际工程应用中,生石灰固化稳定化技术的效果受多种因素影响。土壤质地决定生石灰的混合均匀度,黏质土壤需要更高的机械搅拌强度;砷的赋存形态影响固化效率,水溶态和交换态砷更易被固定,而残渣态砷本身稳定性较高;土壤中共存阴离子如磷酸根、碳酸根会与砷竞争反应位点,需适当增加生石灰投加量。工程案例显示,对于初始砷浓度在200-500mg/kg的污染土壤,生石灰投加量控制在5%-10%,经过28天养护后,砷浸出浓度可满足相关标准要求。然而,长期监测发现,固化体在酸性降水淋溶下可能出现砷的再活化,需要定期评估其长期稳定性。

未来生石灰固化稳定化技术的发展应注重多技术联用和长期效能评估。将生石灰与零价铁、粉煤灰等材料复合使用,可发挥协同固化效应;开发智能化施工设备,确保药剂与污染土壤的均匀混合;建立基于风险管理的长期监测体系,评估固化体在不同环境条件下的稳定性。随着土壤修复行业的规范化发展,生石灰固化稳定化技术将在砷污染场地治理中发挥更重要的作用,为保障土地安全利用提供技术支持。