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水泥基材料和磷酸盐材料是我国目前固化稳定化广泛使用的材料,但很难满足我国对高浓度复合重金属污染场地的低掺量、低浸出的要求,因此,研发新型环境友好固化稳定化药剂并深入研究其固化稳定化高浓度复合重金属效果及机理就显得尤为迫切。本文依托国家自然科学基金项目《磷酸盐固化剂封闭高浓度复合重金属污染黏土的机理及稳定性研究》（41472258）,以甘肃白银高浓度重金属Pb、Zn、Cd污染土为修复对象,以新型固化稳定化药剂研发为目标,通过理论分析、室内试验和数值模拟,研发了新型碱激发胶凝固化剂（型号SS）,研究了SS固化剂修复高浓度污染土的浸出毒性、强度特性、重金属运移参数及重金属固定机理,主要得到了以下结论:（1）以硫酸硝酸法重金属浸出浓度为筛选标准,研究了基于不同碱激发胶凝材料固化白银Pb、Zn、Cd的固化效果。通过筛选试验可知,氧化钙、钢渣、粉煤灰三者混合的碱激发胶凝材料对白银土的浸出毒性最低,当氧化钙:钢渣:粉煤灰=30:56:14时固化稳定化白银土的效果优于其他配比,且强度随着氧化钙和钢渣掺量的增加而增大;（2）查明了SS固化土重金属Pb、Zn、Cd浸出浓度的影响因素,它包括浸出液pH值、浸出液液固比、固化土初始含水率及固化土压实度。研究发现铅锌镉的浸出浓度随着pH值的增大呈上凹形趋势,pH值小于5.5和pH值高于10.5时重金属浸出浓度较高,pH值在5.510.5范围内重金属浸出浓度较低且波动较小;重金属浸出浓度随着浸出液液固比（L/S）的增大而减小;SS固化土浸出浓度随含水率的改变呈凹形走势,且固化土初始含水率为25%（对应水灰比6.25）时浸出浓度最低;当压实度改变时,浸出浓度随着压实度的变化呈现上凸形走势,且压实度为95%时浸出浓度最高。（3）通过土柱扩散模型试验并结合数值模拟,研究了SS固化土重金属运移特性。研究发现土柱模型上层水溶液重金属浓度随时间的增长浓度逐渐增长,但增长速度趋缓;试样经过42d土柱扩散模型试验后其主要物理指标:含水率、干密度、孔隙比、饱和度和体积含水率沿深度基本保持不变,土体孔隙液除表层1 cm范围内重金属浓度升高,其他深度基本无变化;土柱扩散模型试验结果结合Pollute数值模拟软件建模分析,反算出SS固化土的有效扩散系数D*和分配系数kp:重金属Cd的有效扩散系数和分配系数为9.5×10-13m2/s、3300mL/g,重金属Zn的有效扩散系数和分配系数为8.5×10-13m2/s、8600mL/g,最后讨论了孔隙率、土壤孔隙水初始浓度的获取方法、饱和度、计算方法等对重金属有效扩散系数的影响。（4）通过X射线衍射、扫描电镜及红外射线衍射试验,研究了SS固定重金属机理。结果表明SS固化剂固化稳定化重金属Pb、Zn、Cd包含物理封闭和物理吸附两种手段,但Pb和Cd可以通过分子置换加入到碱激发胶凝材料的结构中,Zn和Cd可以与氢氧根离子形成沉淀从而减少重金属毒性浸出浓度。