摘 要

近几年我国的发展速度越来越快，城市化和工业化的速度以及社会经济的发展给环境的污染带来了极大地危害，无论是国内还是国外，土体重金属污染成了不可避免的环境问题，由于土壤在整个生态系统的重要作用，重金属污染给生态系统带来了严重的影响。因此本次研究决定采用磷酸盐稳定剂对Cd污染土进行修复，以降低Cd对环境的危害性。试验首先制备不同浓度的Cd污染土，然后采用应变控制式无侧限压缩仪对未污染土和不同浓度Cd污染土进行了无侧限抗压强度试验，以及采用稳定化修复药剂进行了毒性浸出试验，通过一系列的试验数据对比分析，可以发现对于不同浓度的Cd污染土体，随着Cd浓度的增加，其无侧限抗压强度呈现先升高后降低的趋势，说明低浓度Cd可使土体的无侧限抗压强度值提升。但总体而言，Cd浓度的增加使污染土体的无侧限抗压强度值逐渐下降。另外，通过对Cd污染土的毒性浸出试验数据进行处理，结果表明拌合搅拌的方式处理高浓度污染土可以加速土的毒性析出，对修复高浓度Cd污染土有较好的作用。

关键词：磷酸盐稳定剂 Cd污染 稳定化修复 毒性浸出试验

Experimental Study on Repairing Cd Contaminated Soil by Phosphate Stabilizer

Abstract

The development of our country in recent years, increasing speed, the speed of urbanization and industrialization, and social and economic development has brought environmental pollution greatly harm, whether domestic or abroad, the soil heavy metal pollution has become inevitable environmental problems, due to the important role in the ecosystem, soil heavy metal pollution poses a serious influence to ecosystem. Therefore, this study decided to use phosphate stabilizer to repair the contaminated soil of Cd, so as to reduce the harm of Cd to the environment. Test first, the preparation of different concentrations of Cd contaminated soil, and then USES the strain controlled unconfined compression apparatus of uncontaminated soil and different concentration of Cd pollution in soil without confining compressive strength tests are carried out, and the stabilization repair agent is used for leaching toxicity test, through contrast analysis, a series of test data can be found for different concentrations of Cd contaminated soil, with the increase of Cd concentration, the unconfined compressive strength presents a trend of reducing the rise, that low concentration of Cd can make the unconfined compressive strength of soil mass value promotion. But in general, the increase of Cd concentration makes the unconfined compressive strength of contaminated soil gradually decrease. In addition, the toxic leaching test data of Cd contaminated soil were processed, and the results showed that mixing and stirring treatment of high concentration contaminated soil could accelerate the toxic precipitation of soil, and have a better effect on repairing high concentration Cd contaminated soil.

Key words: phosphate stabilizer; Cd pollution; stabilization repair; toxicity leaching experiment

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究意义 2

1.2文献综述 3

1.2.1污染土的力学特性研究 3

1.2.2污染土的修复方法 4

1.2.3污染土的修复药剂 5

1.3研究内容及技术路线 6

1.3.1研究内容 6

1.3.2技术路线 7

第二章 试验方案设计 8

2.1污染土的制备 8

2.1.1 Cd污染土浓度的设定 8

2.1.2土类型的选择 8

2.1.3 Cd污染物药剂的配制 9

2.2污染土无侧线抗压强度试验 9

2.3稳定化修复Cd污染土 10

2.3.1稳定剂选择及用量设定 10

2.3.2 Cd污染土浓度等级的选择 11

2.3.3修复方式的选择 11

2.3.4拌合器皿的选择 11

2.4毒性浸出试验 12

第三章 试验实施及结果分析 13

3.1试验实施 13

3.1.1 Cd污染土的制备 13

3.1.2 Cd污染土的无侧限抗压强度试验过程 14

3.1.3稳定化修复Cd污染土 15

3.1.4毒性浸出试验 15

3.2结果分析 16

3.2.1 Cd污染土的无侧线抗压强度结果分析 16

3.2.2 稳定化修复后的Cd污染土毒性浸出值分析 18

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 22

致谢 23

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

在时代车轮不断滚动的过程中，国内经济有了显著的发展，同时在政府的引导调控下，工业化以及城市化进程也在不断增速，这些增长的背后不但消耗了大量的资源，而且资源利用率很低。在我国城市规模不断扩大的过程中，很多城市的垃圾处理以及排污能力均未能跟上城市的发展速度，因而就引发了大量的问题。例如：基本产业布局不合理，重工业化发展水平不高，同时有些中小型工业企业存在部分的境污染等问题，而其中最为显著的就是环保问题，比如说土壤污染、声音污染、水体污染、大气污染等。相关统计数据说明，由于工业活动引发的污染占到了污染总量的70%以上，很多企业在加工生产的过程中都会产生一些固体废弃物、废气以及废液等。由于企业环保意识不足或是不想在这一方面投入过多的成本，因此就使得很多有害物质在未经处理的情况下进入了我国的河流以及大气当中。工业发展所造成的污染已日趋严重，超出了环境的自净能力，随着自然的循环，在地表中就沉积了大量有害物质。在风雨的侵蚀下，一些有害物质就进入到了土体中，在这些种种污染物质中，Cd污染物对城镇化进程和人们的生命健康造成了严重的影响。

土壤的污染和其他类型的污染有不同之处。比如说，相对而言大气及水体污染更为明显，而且反应更快，土体污染却存在着明显的滞后性与隐蔽性,而且土壤污染通常要通过复杂的物理化学分析检测,甚至对生命健康造成一定影响后才会被发现。除此之外，累积性也是土壤污染的另外一大特性，当有害物质沉积或是渗透到土体当中，那么很难像水体或是大气一般迅速稀释迁移或是扩散。同时，土地污染还存在着不可逆性与分布不均匀的特性，其中前者是指土壤当中的重金属物质一般很难降解，所以当重金属污染土壤所造成的后果就很难逆转，而后者是指由于土壤存在众多的种类，而种类的差异又导致土壤的性质也不尽相同，因而土壤当中的污染物质通常会长期存在，所以就导致土壤当中的污染物质具有明显的空间变异性与分布不均匀的特性。因为土体污染存在上述特点，所以其形成以及发展就需要经历较为漫长的过程，在治理土壤污染问题的过程中就会遇到重重的困难，简单的针对污染源进行阻断很难达到治理土壤污染的目的，同时土体也很难自行恢复。而且在对土壤污染进行治理的过程中会遇到难度大、成本高以及周期长等众多的问题，因而我国政府土壤治理问题极为重视。2016年，我国国务院针对土壤的治理问题制定并实施了具体的计划，该计划当中主要包含了10大目标，明确了今后我国土壤修复的方向。预计2020年，我国可以初步控制土体污染的发展趋势，使遭到污染的土地达到90%的安全利用率，并在2030年实现95%的安全利用率。国内的环保部门也针对有毒有害物质以及重金属等制定了详细的规划，针对此类物质的排放提出了明确的要求，以期在控制环境污染的同时，改善我国地下水及土壤的情况。

1.1.2研究意义

人类的很多活动都可能会伴随着Cd污染物的排放，比如说垃圾填埋，化肥、农药等的使用，固体废弃物、废气及废水等的排放都可能会将Cd排放至土壤当中，从而引发一定的污染。假如Cd含量过高，那么就会降低土壤的质量引发环境污染等问题。因为土壤的结构较为特殊，因此其吸附能力很强，所以当重金属物质排放到土壤之后其就会被土壤的表面或是内部的孔隙吸附。因为这一过程很难逆转，所以Cd就会在土壤当中长期存在，而且很难引起人们的注意。在不断排放与积累的过程中，土壤当中吸附的有害物质就会超出某一临界值，从而在气流或是水流的影响下，使有害物质进入大气或是对地下水造成影响。除此之外，受污染土地当中生长的植物也会在将重金属吸收的过程中使其转移至生物圈，从而影响到生态系统，威胁人们的生命以及健康。数十年前就由于Cd的污染问题造成一定的危害，比如说日本于1955年由于痛痛病引发了群体中毒事件，而该事件的始作俑者就是Cd污染。国内也曾产生过类似的案例，比如说我国广西与湖南分别于2012年与2013年出现了Cd超标的问题，两地分别对河流以及土地造成了极为严重的危害，从而引发了不可挽回且无法估量的损失，影响极为恶劣。

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