地質(zhì)聚合物污染阻截墻的泛堿控制及對重金屬的吸附性能

楊雁惠，洪 梅

(1.吉林大學(xué)新能源與環(huán)境學(xué)院，長春 130021； 2.吉林大學(xué)石油化工污染場地控制與修復(fù)技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，長春 130021)

0 引 言

地下水污染風(fēng)險管控技術(shù)中，地下阻截墻法是經(jīng)濟(jì)有效的方法。阻截墻通過阻隔切斷污染擴(kuò)散的途徑，限制污染物遷移來達(dá)到污染控制的目的[1]。目前常用的阻截墻灌漿材料有水泥膨潤土泥漿和普通水泥泥漿[2]。地質(zhì)聚合物是一種以硅氧四面體、鋁氧四面體為構(gòu)成單元，經(jīng)各單元相互連接而成的網(wǎng)格狀聚合體,呈無定型和半晶體態(tài),因其與有機(jī)聚合物有著相似的結(jié)構(gòu)而得名。通過鋁硅酸鹽材料(如偏高嶺土、粉煤灰、鋼渣、礦渣等)和化學(xué)激發(fā)劑(高濃度堿金屬氫氧化物或硅酸鹽溶液)反應(yīng)合成[3]。地質(zhì)聚合物因?yàn)榫哂辛鲃有院肹4]、凝結(jié)時間可調(diào)[5]、早強(qiáng)快硬、耐久性能良好、不易受環(huán)境影響等優(yōu)點(diǎn)[6-11]，當(dāng)?shù)刭|(zhì)聚合物作為阻截墻灌漿材料時，不僅可以控制凝結(jié)時間，有效阻截污染物擴(kuò)散，且因?yàn)榈刭|(zhì)聚合物具有類分子篩結(jié)構(gòu)，還可以吸附污染源中的重金屬離子[12-13]。

地質(zhì)聚合物中的堿性激發(fā)劑主要為硅酸鹽的玻璃體結(jié)構(gòu)解聚提供反應(yīng)條件[14]，Na2O的含量決定反應(yīng)程度和結(jié)構(gòu)致密化程度[15]。而過量未反應(yīng)的Na2O在孔溶液中形成Na+，Na+因?yàn)槠淙踅Y(jié)合性可以在孔隙內(nèi)移動，特別是當(dāng)樣品中有水分移動時，會隨著水分遷移至表面，與空氣中的CO2反應(yīng)，生成白色碳酸鹽沉積物，形成泛堿的現(xiàn)象[16-17]。將地質(zhì)聚合物應(yīng)用于對地下污染源的阻截時，地下水的流動會加速游離Na+和OH-的遷移，在材料的近表面區(qū)域形成膨脹，使表面剝落，若不加以控制，持續(xù)泛堿會通過薄弱區(qū)域由表及里，對阻截墻材料形成結(jié)構(gòu)破壞[18-21]。……