工业化进程的加快在提高人们生活便利性的同时也带来一系列环境问题,其中重金属污染因其具有毒性危害大、生物富集性强等特点越来越受到人们的关注。河流所接纳的污/废水中含有大量重金属离子,这些重金属会经沉淀、吸附、络合等物理化学作用沉积在河道底泥中,并逐渐累积。当外界条件发生变化时,沉积在底泥中的重金属极易释放出来,产生一系列环境危害。因而对受重金属污染的河道底泥进行绿色高效的处理处置就显得尤为重要。底泥疏浚作为一种能彻底去除污染底泥进而有效改善水体水质的工程措施,正得到越来越广泛的应用。伴随着经济社会的进一步发展,填埋、堆肥等传统的疏浚底泥处理手段局限性愈加明显,因此发展针对河道疏浚底泥的无害化、资源化处理处置手段显得迫在眉睫。然而,受污染疏浚底泥中含有的大量重金属污染物又极大地限制了底泥的资源化利用。已有研究表明,河道疏浚底泥中Al2O3、Si O2、Fe2O3等无机组分含量丰富,可以替代黏土作为陶瓷生产的原料,同时陶瓷烧结过程中生成的铝硅酸盐等产物相又可起到重金属稳定化的作用。因而,以河道底泥为原料经高温烧结过程制备相应的陶瓷产品,可以在达到良好的重金属稳定化效果的同时实现固体废物的有效资源化利用。因此,本研究将探讨陶瓷烧结过程中重金属在河道疏浚底泥中的稳定化机理,研究建立模拟体系,将河道疏浚底泥分别与氧化镉以及氧化镉、氧化铅、氧化镍按照一定摩尔配比混合,并将混合后的样品在不同温度下进行烧结制得相应产品。研究进一步借助XRD、SEM-EDX、ICP-AES等分析测试手段,对两种混合体系下所制备的产品进行了从结构到性质的完整表征,既对重金属在以河道底泥为基体的复杂体系中的迁移转化行为及稳定化机制进行了较为深入的探究,也对烧结产品在较为严苛的酸性介质中长期存在时自身结构的稳定性及各元素自身浸出特性进行了完整的检验和评估。实验过程中还通过调整产品制备过程中的相关参数,验证了外界因素对于产品结构和性质的影响。研究结果表明,不管是底泥与镉组成的单金属体系还是底泥与镉、铅、镍三种重金属组成的多金属混合体系,重金属都可以在以河道底泥为基体制备得到的烧结产品中达到稳定化状态。从重金属迁移转化的角度来看,对于单金属体系而言,烧结温度较低时重金属镉的持有相以金属氧化物和硅酸盐类为主,到达一定温度后,镉会结合进入铝硅酸盐结构达到更为稳定的状态。原料配比的不同会导致生成不同的最终赋存产物。具体而言,重金属镉的含量较高时,一次反应生成的含镉相会进一步与氧化镉结合生成一系列含镉的二次产物;而镉含量较低时,氧化镉则会较多地与底泥中组分发生反应,产物相也多为含镉的一次产物。对于多金属混合体系,三种重金属(镉、铅、镍)可以通过与河道底泥中的组分反应生成铝硅酸盐或者三种重金属间彼此发生固相反应生成结构更为稳定的尖晶石结构而被有效地稳定。从烧结产品微观形貌的变化角度来看,烧结温度对于单金属和多金属混合体系下产品的微观形貌都有着显著影响:低温烧结的产品结构松散,致密性较差,而较高温度烧结产品结构则变得更加密实,并且高温会推动固相反应的进行进而促使产品表面衬度差异更为明显。从酸性介质中样品主要元素的浸出行为角度来看,较高的烧结温度下得到的样品各元素均有着较低的浸出率,重金属元素间以及重金属元素与体系中其他主要元素间都存在着对于H+的竞争,并且这种竞争以烧结产品中重金属的稳定性变化为主导,其他元素的浸出量随着重金属在产品中的稳定性变化产生相应的趋势上的变化。