浸出毒性實驗

浸出毒性實驗-實驗?zāi)康牧私馐姓勰嗝撍囡炋幚砉に嚰敖龆拘缘膶嶒灧椒?。掌握泥餅中重金屬的固化機理。二實驗原理污泥中含有大量的重金屬，包括生物毒性顯著的Cr、Cd、Pb、Hg以及類金屬As,以及具有毒性的重金屬Zn、Cu、Co、Ni、Sn、V等。其中Cr、Cd、Pb、Cu、Hg、As、Be、Ni、Tl被列入“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”。它們會對人體和環(huán)境造成嚴(yán)重危害。表1-1列出了污泥中重金屬的來源及危害。表1污泥中重金屬的來源及對人體的危害種類來源對人體的危害Cr含鉻礦石加工、重金屬表面處理、皮革、六價鉻有強氧化作用，會引發(fā)慢性中毒印刷、耐火材料等三價鉻毒性小，但更易被吸收和蓄積Cd電鍍、顏料、塑料、合金、電池業(yè)等刺激呼吸道，損傷腎臟，能長期潛伏Pb蓄電池、冶金、機械、涂料、電鍍等“三致”，積累性傷害，有機鉛毒性更大Zn有色金屬冶煉等急性中毒為主，血壓升高、氣促、休克等Cu有色金屬冶煉、能源、化工等急性胃腸炎，發(fā)熱、高燒，特別是硫酸銅Ni鎳礦開采冶煉等致癌，致敏，羧基鎳毒性特別大Hg工業(yè)汞原料、含汞農(nóng)藥等急性為腎臟損傷，慢性為肺炎、呼吸衰竭As印刷合金、電鍍廢水等心血管、神經(jīng)、呼吸等多種急慢性損傷城市污泥產(chǎn)量巨大，同時重金屬在不同性質(zhì)污泥中的成分、含量、形態(tài)分布不同，因此采用固化/穩(wěn)定化方法處理污泥中的重金屬是一種更為經(jīng)濟有效的方法㈣。固化(Solidfication)是指添加固化劑于廢棄物中，使其變?yōu)椴豢闪鲃有曰蛐纬晒腆w的過程，而不管廢棄物與固化劑間是否產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合［19］。穩(wěn)定化(Stabilization)是指將有害污染物轉(zhuǎn)變成低溶解性、低毒性及低移動性的物質(zhì)，以減少有害物潛力的技術(shù)。實際工程中經(jīng)常將重金屬的固化/穩(wěn)定化（Solidification/Stabilization,簡稱為S/S）結(jié)合起來使用。目前常見的污泥固化技術(shù)主要包括：水泥固化、石灰固化、塑性材料固化、熔融固化、自膠結(jié)固化和大型包膠固化等。常見的污泥穩(wěn)定化技術(shù)主要包括：pH控制、氧化/還原電勢控制、沉淀等。污泥中含有大量有機物，在填埋場厭氧環(huán)境下容易發(fā)生厭氧消化產(chǎn)生有機酸，加之酸雨等酸性介質(zhì)的存在，容易造成污泥中重金屬的溶出。因此，固化/穩(wěn)定化作為一種重要的重金屬處理方法，被廣泛應(yīng)用于污泥填埋的研究中。采用脫水污泥及強度破壞實驗后的固化體碎片用來進行重金屬的浸出特性實驗。參照U.S.EPA的TCLP方法，對固化體開展翻轉(zhuǎn)振蕩的標(biāo)準(zhǔn)浸出測試，以醋酸溶液為浸提劑，模擬污泥固化體在進入填埋場后，其中的重金屬在填埋場滲濾液的影響下從污泥固化體中浸出的過程。自然養(yǎng)護是模擬污泥泥餅成型的固化試塊在填埋場的自然條件下的長時間的固化效果。本研究中沒有向脫水泥餅中額外添加水泥等固化劑，脫水過程中添加的石灰在自然養(yǎng)護過程中，在一定的溫度和濕度下會發(fā)生類似水泥熟料的水化膠凝反應(yīng)過程。一般反應(yīng)速度較普通硅酸鹽水泥的水化速度慢，這有利于污泥固化體后期強度的增長。由于石灰等發(fā)生火山灰的水化膠凝反應(yīng)時間較長，為了縮短自然養(yǎng)護的齡期以及消除長齡期養(yǎng)護中可能帶來的實驗偶然誤差，本研究采用了蒸汽養(yǎng)護的方法加速固化體中水化膠凝反應(yīng)過程，使SiO2,Al2O3,CaO之間的一些可能需要1年以上的水化反應(yīng)縮短為幾個小時就可完成。三實驗原料與儀器1.原料及藥品脫水泥餅、蒸餾水。冰醋酸：優(yōu)級純。浸提劑：按照液固比為20:1計算出所需浸提劑（醋酸溶液，pH=2.88土0.05,配制方法為試劑水稀釋5.7ml冰醋酸至1L）的體積濾膜：微孔濾膜，孔徑0.45“n。2.實驗儀器本實驗中使用的主要設(shè)備有：（1）GJ密封式振動粉碎機；（2）壓力機；（3）成型模據(jù)；（4）烘箱；（5）立式壓力蒸汽滅菌器；（6）翻轉(zhuǎn)式振蕩儀；（7）原子吸收光譜；（8）提取瓶；（9）壓力過濾器；（10）天平；（11）振蕩設(shè)備;（12）篩。實驗內(nèi)容做浸出毒性試驗之前，對其樣品的制備尤為重要。其樣品的制備程序如下：預(yù)處理脫水泥餅放入105^烘箱，放置24h以上，烘干后泥餅放入密封式震動粉碎機，破碎后泥餅收集保存。取300g樣品，加入60g水，混勻，放入模具中壓力成型，得到樣品試塊。毒性浸出浸出毒性試驗分為兩部分，第一部分將樣品試塊破碎，置于2L提取瓶中，按液固比為20:1（L/kg）計算出所需浸提劑的體積，加入浸提劑，蓋緊瓶蓋后固定在翻轉(zhuǎn)式振蕩裝置上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為30±2r/min，^23±2°C下振蕩18±2h。在振蕩過程中有氣體產(chǎn)生時，應(yīng)定時在通風(fēng)櫥中打開提取瓶，釋放過度的壓力。第二部分將樣品試塊放入立式壓力蒸汽滅菌器，120C蒸汽養(yǎng)護3h，取出樣品，其