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某冶炼厂旧址重金属污染土壤资源化技术研究及工程应用

重金属污染，土壤修复，固化/稳定化，资源化，工程应用

        随着工业的高速发展，我国老工业场地土壤重金属污染严重，其土壤重金属污染具有污染因子复杂、污染面积广、修复难度大等特点。本研究结合株洲清水塘老工业区某冶炼厂场地修复工程案例，采用固化/稳定化技术开展了重金属污染土壤资源化技术研究。通过对该冶炼厂的调查，该场地为铅、镉、汞、砷四种重金属复合污染，污染深度达16 m。采用毒性淋溶连续提取法提取了场地污染土壤中的可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态、铁锰氧化态和残渣态五种重金属形态，其中铅、镉、汞、砷的可交换态和碳酸盐结合态之和分别是26.29、19.97、31.91和15.35%。表明四种重金属均具有较强的迁移能力，迁移风险比较大，危害周边生态健康。采用不同碱性固化/稳定化药剂投加量P（2~15 wt.%）进行污染土壤固化/稳定化，结果表明：当药剂投加量P≥10 wt.%时，固化/稳定化修复后的土壤重金属浸出浓度低于污水综合排放标准值；将修复前（后）土壤、页岩和煤矸石按照不同比例混合开展烧结砖制备实验，并优化了烧结温度，实验结果表明：将三种原材料按照7：2：1的比例混合后，修复后的土壤为原料制备的烧结砖强度达MU10级以上，碱性固化/稳定化药剂有利于提升烧结强度；当烧结温度T≥800℃时，重金属在烧结砖中以长石结构形态存在，其浸出浓度低于地表水IV级标准值，满足无害化要求。基于固化/稳定化和烧结砖制备实验结果，采用碱性固化/稳定化药剂投加量P=10 wt.%，对株洲清水塘老工业某冶炼厂45902 m³重金属污染土壤进行了修复；并以修复后的土壤原料，于800℃条件下进行烧结砖准备，成功实现了场地重金属污染土壤的资源化利用。通过对冶炼厂旧址重金属污染土壤开展资源化技术研究及工程应用，成功实现了重金属污染土壤的无害化修复与资源化利用，为后续老工业区场地修复工程提供参考。