10.3.2　重金属元素迁移过程

在自然环境下，炉渣浸出过程缓慢，主要包括短期表面和水溶相浸出、中期酸溶相浸出及长期基体相风化等三个部分，实际环境中这些过程可以利用各种化学反应相互关联、相互影响。炉渣浸出液化学特性与重金属元素浸出释放密切相关。浸出液化学特性主要通过浸出体系的pH值和氧化还原电位影响重金属元素浸出。在溶解初始阶段，焚烧炉渣浸出液的pH值快速升高，浸出体系进入碱性环境，此后在很长的一段时间，浸出液的pH值保持一个相对稳定的水平，这一水平由炉渣酸溶相破坏和溶解而建立酸缓冲体系基本形成，不同的焚烧炉渣有不同缓冲阶段，这取决于缓冲成分特性、炉渣矿物学、缓冲物质浸出动力学和周围环境等，而且焚烧炉渣中很多重金属浸出行为对浸出体系的酸碱性都有依赖性，如Cd、Cu、Pb和Zn等。另外，焚烧炉渣中存在着大量的无定形相，在浸出过程中还可能出现部分二次沉淀物，这些沉淀物的比表面积巨大，并且在它们上面存在着大量可供金属离子吸附的反应位点，浸出液中溶解的重金属极易吸附在无定形相或二次沉淀物的表面上。多数研究者认为，同焚烧炉渣相结合的铁、铅氧化物及氢氧化物是重金属元素的主要吸附载体。

在矿物分解和风化过程中，二次矿物逐渐形成，它们形成的沉淀可以吸附某些重金属，共同形成沉淀，再一次阻碍重金属的浸出和迁移。某些浸出的金属离子对长期风化后形成的硅酸盐凝胶有较高的亲和能力，在特定的情况下，玻璃相中重金属氧化物沉淀能够转换成含水硅酸盐，最终形成硅酸盐凝胶。

炉渣水溶液中络合反应也将改变水相中某些重金属元素的赋存形态，如果这种复杂的赋存形态能在水相中长久存在，则络合反应将导致焚烧炉渣中重金属迁移，一个典型无机络合物的例子是在氯浓度高时，会形成可迁移的阴离子。复杂金属与可溶性有机物如有机酸通过形成可溶性的络合体，也可以增加金属的移动性，已经发现溶解性有机碳（DOC）对焚烧炉渣中Cu的浸出有很大影响。