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          科研進展

          武漢巖土所在重金屬污染地下水低碳吸附材料方面取得進展

          發表日期:2022-07-19來源:武漢巖土力學研究所放大 縮小

            隨著城鎮化的不斷推進,我國每年產生超過19億噸建筑廢棄物,其中廢棄混凝土占比超過85%。然而,廢棄混凝土被大量堆存,不但侵占土地,而且造成土水污染和資源浪費?,F有廢棄混凝土再利用研究多關注大塊廢棄混凝土的建材回用,忽略了破碎過程產生的廢棄混凝土細粉(占比超40%),其處理途徑不足成為建筑廢棄物資源化的新瓶頸。

            針對上述難題,武漢巖土所海洋與環境巖土工程研究中心科研人員采用熱改性方法對廢棄混凝土細粉進行活化,并將其運用于鉛、砷重金屬污染地下水的吸附治理。研究發現廢棄混凝土細粉內有大量的堿性水化產物、豐富的表面官能團和復雜的多孔結構,對鉛、砷去除率分別達到95%(C0=1000 ppm)和96%(C0=100 ppm),較傳統吸附材料吸附能力提升2.8倍以上(圖1、2);經過高溫熱改性后,廢棄混凝土細粉鈣束縛能力提高,表面官能團活性增強,孔隙結構向大孔轉化;生成了具有高離子交換能力的Aft、Afm再水化產物,促進了鉛、砷離子的固定作用(圖3);改性廢棄混凝土細粉對鉛、砷去除的主要機理包括孔隙/表面沉淀、表面絡合、離子交換、礦物固溶等(圖4)。本成果的改性廢棄物材料有望作為一種新型低碳介質材料應用于可滲透反應墻技術,實現重金屬污染地下水的低成本凈化,為建筑廢棄物的再利用提供了新思路,推動解決建筑廢棄物資源化的“最后一公里”。

            相關研究成果發表在本領域權威期刊Environmental Pollution和Science of The Total Environment。研究工作獲得國家重點研發計劃(2019YFC1804002)、國家自然科學基金國際合作與交流基金(51861165104)等項目資助。

            論文鏈接:

            1、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749121003560

            2、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969721058423

            

          圖1 改性廢棄混凝土細粉對鉛、砷吸附的動力學曲線    

          圖2 改性廢棄混凝土細粉對鉛、砷吸附的等溫線    

          圖3 改性廢棄混凝土細粉吸附鉛、砷后的表面形貌    

          圖4 改性廢棄混凝土細粉對鉛、砷的吸附機理

          附件:
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