view in publisher's site

Green remediation of As and Pb contaminated soil using cement-free clay-based stabilization/solidification

Highlights•Lime activated clay hydration and limestone promoted polymerization of hydrates.•The presence of As and Pb interfered with the hydration of clay minerals.•A portion of As(III) was oxidized into As(V) in the alkali-activated clay system.•As and Pb were immobilized via precipitation of Ca3(AsO4)2·4H2O and Pb3(NO3)(OH)5.AbstractStabilization/solidification (S/S) is a low-cost and high-efficiency remediation method for contaminated soils, however, conventional cement-based S/S method has environmental constraints and sustainability concerns. This study proposes a low-carbon, cement-free, clay-based approach for simultaneous S/S of As and Pb in the contaminated soil, and accordingly elucidates the chemical interactions between alkali-activated clay binders and potentially toxic elements. Quantitative X-ray diffraction and 27Al nuclear magnetic resonance analyses indicated that the addition of lime effectively activated the hydration of kaolinite clay, and the presence of limestone further enhanced the polymerization of hydrates. X-ray photoelectron spectroscopy showed that approximately 19% of As[III] was oxidized to As[V] in the alkali-activated clay system, which reduced toxicity and facilitated immobilization of As. During the cement-free S/S process, As and Pb consumed Ca(OH)2 and precipitated as Ca3(AsO4)2·4H2O and Pb3(NO3)(OH)5, respectively, accounting for the low leachability of As (7.0%) and Pb (5.4%). However, the reduced amount of Ca(OH)2 decreased the degree of hydration of clay minerals, and the pH buffering capacity of the contaminated soil hindered the pH increase. Sufficient dosage of lime was required for ensuring satisfactory solidification and contaminant immobilization of the clay-based S/S products. The leachability of As and Pb in high-Ca S/S treated soil samples was reduced by 96.2% and 98.8%, respectively. This is the first study developing a green and cement-free S/S of As- and Pb-contaminated soil using clay minerals as an environmentally compatible binding material.Graphical abstractDownload high-res image (257KB)Download full-size image

پاک‌سازی سبز از خاک آلوده به Pb (Pb)و خاک آلوده به Pb (Pb)

کاره‌ای مهم: هیدراسیون خاک رس و سنگ آهک، پلیمر شدن هیدرات ها را ارتقا داد. حضور as و Pb در هیدراسیون کانی‌های رسی دخالت داشت. بخشی از (III)به عنوان (V)در سیستم خاک رس activated - فعال اکسید شد. همانطور که Pb (S / S)۲ · ۴ H۲O و Pb۳ (NO۳)۲ ] O (S / S)یک روش احیا کم‌هزینه و با کارایی بالا برای خاک‌های آلوده می‌باشد، اما روش مرسوم S / S به دلیل محدودیت‌های زیست‌محیطی و نگرانی‌های پایداری است. این مطالعه یک روش مبتنی بر کربن، عاری از سیمان و خاک رس را برای S / S از as و Pb در خاک آلوده پیشنهاد می‌کند و بر این اساس، برهم کنش شیمیایی بین binders های خاک قلیایی و عناصر بالقوه سمی را توضیح می‌دهد. آنالیزهای پراش اشعه ایکس و ۲۷ آنالیز رزونانس مغناطیسی هسته Al نشان داد که افزودن آهک به طور موثری هیدراسیون رس کائولینیت را فعال کرده، و حضور آهک به طور موثری پلیمر شدن هیدرات ها را افزایش می‌دهد. طیف‌سنجی photoelectron الکترونی نشان داد که حدود ۱۹ % از [ III ] به عنوان [ V ] در سیستم خاک رس alkali - فعال اکسید شده، که سمیت و تثبیت آسان As If را کاهش می‌دهد. در طول فرآیند S / S عاری از سیمان، همانطور که Pb (OH)۲ و ca۳ (AsO۴)۲ · ۴ H۲O و Pb۳ (NO۳)۵ نیز افزایش یافت، به ترتیب برای the پایین مثل (۷ %)و Pb (۵.۴ %)رسوب داده شد. با این حال، مقدار کاهش Ca (OH)۲ درجه هیدراسیون مواد معدنی خاک را کاهش داد، و ظرفیت بافری خاک آلوده، مانع افزایش PH شد. مقدار کافی آهک برای حصول اطمینان از انجماد قابل‌قبول و تثبیت آلاینده‌ها در محصولات S / S مورد نیاز است. جذب سطحی Pb و Pb در نمونه‌های خاک تیمار شده با کلسیم بالا به ترتیب با ۹۶.۲ % و ۹۸.۸ % کاهش یافت. این اولین مطالعه‌ای است که یک خاک سبز و عاری از سیمان را با استفاده از مواد معدنی رسی به عنوان یک پیوند سازگار با محیط سازگار با محیط‌زیست (۲۵۷ KB)دانلود کرده

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.