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表3 金属氧化物固化稳定剂修复土壤砷污染案例
目前,虽然固化稳定化修复技术具有快速、简单、成本低且二次污染小等优点,但常用的固化稳定剂对土壤砷污染修复效果以及现场应用等方面依然存在一些不足。该技术只是改变重金属在土壤中的存在形态,重金属仍存留在土壤中,土壤很难恢复到原始状态,不适宜进一步利用,因此一般需和其他修复技术联合使用。
2.2 土壤淋洗修复
土壤淋洗(soilwashing)修复技术是从污染土壤中去除有机和无机污染物的过程,通过污染土壤和淋洗剂的高能量接触(包括物理和化学作用)实现污染物的分离、隔离和无害化转变。土壤淋洗修复技术分为原位化学淋洗修复和异位化学淋洗修复技术。原位化学淋洗修复技术是根据污染物纵向分布的深度,借助外力或淋洗剂自身重力对土壤中污染物进行淋洗提取的过程,并利用抽提井或明渠对淋洗剂进行收集。异位化学淋洗修复技术通过以下步骤来实现修复:1)将污染土壤挖掘并转移;2)将转移出的污染土壤置于淋洗装置中进行处理;3)收集淋洗废液并对淋洗废液中的污染物进行无害处理;4)将修复后的土壤回填。
土壤淋洗修复技术的关键是找到有效的淋洗剂,对淋洗剂的要求:1)对土壤中的砷有很强的溶解能力;2)对土壤理化性质破坏较小;3)成本低且具有实用性;4)淋洗废液易于处理,不对环境造成二次污染,且淋洗剂可以重复使用。对于含砷的复合污染土壤,目前常采用的淋洗剂包括无机淋洗剂(如磷酸)、螯合剂〔如草酸、乙二胺四乙酸(EDTA)〕、生物表面活性剂和复合淋洗剂等。唐敏等采用柠檬酸(0.25mol/L)修复土壤砷污染研究表明,柠檬酸是一种环境友好且高效的砷淋洗剂,其对土壤中砷的去除率最高可达70.58%。
Mukhopadhyay等首次采用天然表面活性剂无患子(soapnutfruit)和磷酸的混合剂提取土壤中砷,当pH为4~5时,砷的去除率高达70%。Tokunaga等分别采用浓度为1.6mol/L的氢氟酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸、过氧化氢作为淋洗剂对高浓度砷污染(2830mg/kg)的火山灰土进行淋洗修复,结果发现各种酸对砷的提取效果由高到低依次为磷酸>氢氟酸>硫酸>盐酸>硝酸>高氯酸>过氧化氢;经过6h,磷酸对砷的去除率高达99.9%。Nicolas等采用氢氧化钠联合表面活性剂作为淋洗剂修复土壤砷污染(50~250mgkg),结果表明,2h内土壤中砷的去除率可达79%~82%。
虽然土壤淋洗修复技术具有操作灵活、效果稳定、修复彻底、周期短、效率高等优点,但同时也易引起某些营养元素的淋失和沉淀。该技术适用于面积小、污染重的土壤治理。该技术修复土壤砷污染在欧美等发达国家已有成功案例(表4)。
表4 土壤淋洗修复技术修复土壤砷污染工程案例
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