改性水泥土墙隔离重金属污染的服役时间分析研究

摘要

为探究改性水泥土墙隔离(水泥∶高炉矿渣∶膨润土=8%∶8%∶4%)在重金属铅、锌污染下的服役性能及其影响因素,通过土柱试验测定了铅、锌离子通过改性水泥系隔离墙的运移参数特征;采用Van Genuchten解分析了渗流速度、水动力弥散系数和阻滞因子等因素对击穿时间的影响,给出了不同墙厚和水头下隔离墙的服役时间以及满足临时和长期服役条件下的墙厚取值;并基于Van Genuchten解析解,采用数值方法得到了改性水泥隔离墙设计厚度及服役时间的简化计算公式。研究结果表明:重金属锌运移通过改性水泥土的速度快于铅,且随重金属浓度增加,水动力弥散系数增大,而阻滞因子降低。当渗流速度高于10^(-11)m/s时击穿时间主要由渗流速度控制,反之击穿时间则由水动力弥散系数和阻滞因子控制。改性水泥系隔离墙厚度为0.6 m时可满足5 a内的对锌、铅的阻隔要求;墙厚大于1.2 m可满足50 a的服役要求。服役时间与墙厚平方及阻滞因子成正比,与水动力弥散系数成反比关系。