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摘要
在我国积极推进煤炭清洁高效利用背景下，亟待解决低阶煤热解半焦的有效利用问题。同时我国重金属污染土壤治理已上升为国家安全战略。以乌鲁木齐和石河子煤为原料经热解制得半焦，将其作为铬和镉污染土壤的钝化材料。利用热重分析得到两种煤样热解的特征温度；采用N2等温吸附对半焦的孔隙结构进行了表征。通过重金属浸提试验，研究了半焦钝化剂作用时间和添加量对单一及复合污染土壤中，重金属有效态含量的影响。研究结果表明，乌鲁木齐煤基半焦具有较适宜重金属钝化的表面特征，孔径主要集中在1.8 nm～4.0 nm，单位面积酸性和碱性官能团数量较多，分别为0.0026 mmol/m2和0.0164 mmol/m2；当其添加量为5%、粒径300 μm～500 μm、与土壤作用时间90 d的条件下，铬和镉的生物有效态含量分别下降了78%和21%。相比于单一污染土壤，竞争作用使得复合污染土壤中铬和镉的钝化效果略有下降。此外，土壤中添加半焦后，土壤的pH值保持在稳定的弱碱性范围内，其有机质含量和阳离子交换量均有提高，改善了土壤的理化性质，可增强土壤肥力。研究成果可为重金属污染土壤的规模化治理提供理论指导。
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