铝酸盐材料对镉污染土壤的稳定化修复及其机理

为研究铝酸盐材料对于修复Cd污染土壤的可行性,以常见的硅酸盐材料为参照,比较了两者对土壤中Cd的稳定化效果,并对相关反应机制进行了讨论.结果表明:当土壤中Cd的质量分数为54.6 mg·kg-1时,铝酸盐和硅酸盐材料使Cd的7 d浸出质量浓度分别降低58.07％～77.75％和63.46％～93.02％,180 d浸出质量浓度分别降低28.72％～79.23％和41.08％～86.63％;当土壤中Cd的质量分数为2 940.03 mg·kg-1时,铝酸盐和硅酸盐材料使Cd的7 d浸出质量浓度分别降低76.97％～93.15％和19.05％～94.38％,180 d浸出质量浓度分别降低56.56％～88.87％和-32.68％～49.79％.这说明铝酸盐材料对土壤中Cd的稳定化效果优于硅酸盐材料.在CdCl2溶液中(94.02 mg·L-1),铝酸盐和硅酸盐材料分别使Cd质量浓度降低了 99.92％～99.93％和99.68％～99.92％,并使pH分别增大了 6.56～6.81和7.01～7.69.通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS等分析手段发现,铝酸盐材料可通过水化反应生成Ca—Si—H和Ca—Al—Si—H凝胶,以实现对Cd的物理包裹和吸附,并可通过使pH增大而生成Cd(OH)2、CdO或CdCO3沉淀,进而实现了对Cd的稳定化.本研究表明铝酸盐材料较硅酸盐材料对Cd的稳定化更为高效且长效,可为Cd污染土壤修复提供参考.