碳化作用对固化污染土中铅运移特性的影响

彭之晟 曹智国 章定文

(1东南大学交通学院, 南京 211189)(2东南大学道路交通工程国家级实验教学示范中心, 南京 211189)(3黄河勘测规划设计研究院有限公司, 郑州 450003)

大量钢铁厂、化工厂等重污染企业随着城市化推进正逐步实施“退城进园”、搬迁或关停等工作.但以往工业生产中排放的废气、废水、废渣处理技术不完善,使得这些厂区原址成为严重的工业污染场地,并且具有污染物种类多、污染深度大、污染浓度高等特征[1].2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤污染状况较为严峻,工矿业废弃地土壤污染问题较为突出,主要的无机污染物为重金属[2].固化/稳定化技术(solidification/stabilization)是目前国内外常用的污染场地修复技术之一,其优势包括成本低、施工便捷、强度高以及对生物降解具有良好阻碍作用等[3].

二氧化碳碳化作用是导致非饱和条件下水泥固化重金属污染土在服役过程中性状改变的主要原因之一.碳化作用是指空气中的二氧化碳(CO2)通过水泥土孔隙进入土体与水泥水化产物中的氢氧化钙、水化硅酸钙和水化铝酸钙等反应生成碳酸钙(CaCO3),降低孔隙溶液pH值的过程[4].水泥水化产物的溶解和CaCO3的生成改变水泥土孔隙率、孔隙分布特征和微观胶结状态等性状,使重金属运移特性发生改变[5],使固化土的物理力学性能和化学稳定性产生显著变化.

重金属污染物在固化体中的运移特性与固化体的孔隙结构密切相关.碳化作用下水泥材料固……