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我國每年產生大量的疏浚底泥，疏浚底泥通常就地存放，含水率高、壓縮性強、沉積固結速率慢、占地面積大、含有重金屬/有機物等污染物。通過固化/穩定化處理提升疏浚底泥工程和環境特性，將其轉化為建筑材料進行資源化利用，不但可以解決污染底泥的處理問題，而且為工程建設提供了材料。然而，現有的固化/穩定化技術對高含水率底泥的適用性差，且存在化學兼容性差、成本高等問題。因此，開發綠色可持續的高含水率污染底泥固化/穩定化材料及技術迫在眉睫。
針對上述難題，武漢巖土所環境土力學與工程學科方向組科研人員采用具有強吸附性和化學活性的污泥焚燒飛灰（以下簡稱“污泥灰”）對高含水率疏浚底泥進行固化/穩定化處理。科研人員發現污泥灰呈多孔結構，富含大量的Si, Ca, Fe和P等活性氧化物，污染物浸出濃度低，是一種潛在的資源（圖1）；污泥灰對重金屬污染物有良好的吸附作用，主要機理包括離子交換、化學沉淀和表面絡合等（圖2）；通過堿活性激發，污泥灰可促進水化反應速度（圖3），生成水化硅酸鈣、鈣磷石等水化產物，導致其強度提升（圖4）；污泥灰固化劑用于處理高含水率污染底泥，具有強度高、浸出毒性小等特點，同時對污染物和海水有較強的化學兼容性（圖5）。本成果可為污染底泥提供一種可持續固化材料和技術，形成“以廢治廢”的綠色發展模式，對我國污染底泥安全處理和資源化利用具有重要的科學意義和實用價值。
相關研究成果發表在Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering、Journal of Cleaner Production、Waste Management、Construction and Building Materials、Journal of Materials in Civil Engineering等本領域權威期刊上。研究工作獲得國家自然科學基金國際（地區）合作研究與交流項目（5181101178）和“十三五”國家重點研發計劃課題（2019YFC1804002）的資助。
論文鏈接：
1、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167477552030161X?via%3Dihub
2、https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29MT.1943-5533.0002913
3、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652619337266?via%3Dihub
4、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061821001240?via%3Dihub
5、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653519306459?via%3Dihub
6、https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956053X17301800?via%3Dihub
圖1 污泥灰理化特性
圖2 污泥灰對重金屬鉛的吸附機理
圖3 污泥灰促進水化反應
圖4 污泥灰固化劑水化產物（CPH: 水化磷酸鈣；B:鈣磷石）
圖5 污泥灰固化劑處理污染底泥效果
(文/圖 環境土力學與工程組）