岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (9): 2966-2982.doi: 10.16285/j.rsm.2025.00373CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.00373
王贺,邓清洋,程 钰,汪晓,陈李洁
WANG He, DENG Qing-yang, CHENG Yu, WANG Xiao, CHEN Li-jie
摘要:
土壤重金属(heavy metal,简称HM)污染是中国面临的普遍且严峻的环境挑战,经处理的污染土壤在复杂环境下仍存在二次释放风险。开发了一种新型固化剂——硅藻土−粉煤灰基地质聚合物(diatomaceous earth-fly ash-base geopohymer,简称D-FA),由磷酸(H3PO4)、粉煤灰和硅藻土合成,用于固化/稳定化受Pb2+/Zn2+污染的红黏土。在酸性−干湿循环耦合条件下,通过毒性浸出试验(toxicity characterization leaching procedure,简称TCLP)评估短期有效性,利用加速浸出试验(accelerated toxicity characterization leaching procedure,简称ATCLP)解析浸出动力学并预测长期性能。结合扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,简称SEM)、能量色散光谱(energy-dispersive spectroscopy,简称EDS)和X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)多尺度表征微观结构演变与降解机制。基于累积浸出率CFL(cumulative leaching faction)和有效扩散系数Dₑ建立耐久性评估框架,实现环境保障期预测。结果表明,D-FA使红黏土强度提高6.59倍,28 d内对Pb2+和Zn2+的固定效率分别达99.99%和73.95%。长期酸性−干湿循环条件下,D-FA对Zn2+的稳定耐久性优于Pb2+。菲克扩散模型预测,pH=5时农田保障期达数十年,草地/林地超过200 a,建筑工地可达数世纪。
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