重金属类固废环境风险高,多属于危险废弃物。研究重金属类固废在堆存、运输、处置、资源化利用和意外事故等过程中,重金属源释放的机理和特征,对管控重金属类固废全生命周期的环境效应和环境风险,具有重要的现实意义和理论价值。本文以化工、石化行业常见的废催化剂和冶金行业水淬渣为研究对象,定量表征连续浸出和柱淋溶场景下重金属类固废中重金属源释放规律及影响因素,并进行模型拟合,主要结论如下。
（1）在连续浸出体系中,重金属类固废特征污染物源释放累积释放率随液固比增大而增加,金属源释放控制机制与液固比大小无关。标准液固比场景中,p H 4.5的浸提液可促进重金属类固废中特征污染物释放,累积释放率相较p H 7.0的浸提液增加9.81%;20 mg·L-1DOM（p H 7.0）和p H 7.0的浸提液中重金属类固废特征污染物的累积释放率无显著差别。重金属类固废特征污染物源释放遵循基质相粒径越小,金属释放量越大;酸性基质相可促进金属的释放;基质相中金属含量越高,金属释放量越大;基质相中有机官能团可抑制部分金属释放。
（2）在柱淋溶浸出体系中,重金属类固废特征污染物源释放累积释放率在20mg·L-1DOM（p H 7.0）的浸提液中最高,在p H 4.5的浸提液中其次,在p H 7.0的浸提液中最低。p H 4.5的浸提液加快柱淋溶浸出体系中重金属类固废表面碳酸化,阻碍内部金属浸出。重金属类固废特征污染物源释放遵循粒径越小,金属释放量越大;基质相中酸性物质可促进金属的释放;基质相中金属含量越高,金属释放量越大。
（3）重金属类固废特征污染物源释放特征在连续浸出与柱淋溶两种浸出体系下具有差异。在连续浸出和柱淋溶浸出体系中,5种重金属类固废均释放8种金属,但在连续浸出体系下不同浸出液中检出金属共49次,比在柱淋溶体系不同浸出液中多7次;金属累积释放率均值及最大值在连续浸出体系中均高于在柱淋溶浸出体系中。柱淋溶浸出体系包含固液气三相,更容易导致重金属类固废表面碳酸化,阻碍内部金属浸出。
（4）连续浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放与经验模型中一阶反应模型拟合最优,说明在连续浸出体系中重金属类固废特征污染物释放主要受表面冲刷控制;连续浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放与机理模型中缩芯模型拟合较好。当基质相呈酸性,重金属源释放机制不受浸提液影响。当基质相呈中性,20mg·L-1DOM（p H 7.0）和p H 4.5的浸提液改变了重金属源释放机制。
（5）柱淋溶浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放与经验模型中Elovich模型拟合最优,说明在柱淋溶浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放受到一系列反应机制控制;柱淋溶浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放与机理模型中扩散模型拟合较好,说明在柱淋溶浸出体系中重金属类固废特征污染物源释放主要受扩散机制控制,有效扩散系数De的变化特征与柱淋溶实验结果相符。
（6）重金属类固废在连续浸出和柱淋溶浸出体系中均释放出高浓度的特征污染物,20 mg·L-1DOM（p H 7.0）和p H 4.5的浸提液均可促进重金属类固废特征污染物的释放,因此在重金属类固废的堆存、运输和处置过程中应注意避雨、防渗、隔离等措施,避免重金属类固废中特征污染物向地表水、地下水和土壤等环境介质中释放转移;在重金属类固废引发的污染事故应急管理中,应着重收集、处置重金属类固废初期接触的液体。
暂无评论