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一般的异位土壤淋洗修复技术流程为:
(1)挖掘土壤。
(2)土壤颗粒筛分,剔除杂物如垃圾、有机残体、玻璃碎片等,并将粒径过大的砾石移除。
(3)淋洗处理,在一定的土液比下将污染土壤与淋洗液混合搅拌,待淋洗液将土壤污染物萃取后,静置,进行固液分离。
(4)淋洗废液处理,含有悬浮颗粒的淋洗废液经处理后,可再次用于淋洗。
(5)挥发性气体处理达标后排放。
(6)淋洗后的土壤符合控制标准,进行回填或安全利用,淋洗废液处理中产生的污泥经脱水后可再进行淋洗或送至最终处置场处理。
淋洗剂种类
土壤污染源可以是无机污染物或有机污染物,淋洗剂可以是清水、化学溶剂或其他可能把污染物从土壤中淋洗出来的流体,甚至是气体。常见的有如下几种:
无机淋洗剂
如酸、碱、盐等无机化合物,其作用机制主要是通过酸解或离子交换等作用来破坏土壤表面官能团与重金属或放射性核素形成的络合物,从而将重金属或放射性核素交换解吸下来,从土壤中分离出来。适用于砷等重金属类污染物的处理。
络合剂
如EDTA、NTA、DTPA、柠檬酸、苹果酸等,其作用机制是通过络合作用,将吸附在土壤颗粒及胶体表面的金属离子解络,然后利用自身更强的络合作用与重金属或放射性核素形成新的络合体,从土壤中分离出来,适用于重金属类污染物的处理。
表面活性剂
主要指阳离子、阴离子型表面活性剂,去除土壤中有机污染物主要通过卷缩和增溶。卷缩就是土壤吸附的油滴在表面活性剂的作用下从土壤表面卷离,它主要靠表面活性剂降低界面张力而发生,一般在临界胶束浓度(表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度)以下就能发生。增溶就是土壤吸附的难溶性有机污染物在表面活性剂作用下从土壤解吸下来而分配到水相中,它主要靠表面活性剂在水溶液中形成胶束相,溶解难溶性有机污染物,一般要在临界胶束浓度以上才能发生。另外,表面活性剂的乳化、起泡和分散作用等也在一定程度上有助于土壤有机污染物的去除。表面活性剂适用于重金属类和有机类污染物的处理。
除此之外,还有些土壤淋洗工程选用了皂角苷等生物表面活性剂和结合了以上几种的复合淋洗剂等,适用于更多种类的污染物。
存在的问题
在淋洗修复过程中由于使用了人为添加的化学、生物物质等,土壤质量,如土壤中的微生物含量可能会因此受到一定的影响。在土壤淋洗修复后,一般需采用适当的农艺措施加快土壤质量的恢复进程。
采用人工络合剂虽可取得较高的淋洗效率,但这些化学物质难以生物降解,可能会向地下迁移而污染地下水,需要筛选无毒或毒性较小,易生物降解的淋洗剂,来提高淋洗修复技术的可接受性。另外,采用异位土壤淋洗技术则便于回收淋出液进行后续处理,也能起到很好的解决作用。
另外在实际情况下,土壤中的污染物可能会在不同的介质中存在,单靠土壤淋洗技术不能很好地解决问题,需要结合其他的土壤修复技术,设计更全面的修复工程来解决一些实际的污染问题。
展望
在处理某些特殊污染土壤时不能单靠一种治理方法,淋洗修复技术作为污染治理的前处理步骤,具有广阔的应用前景。如在对核污染土壤的治理中,放射性核素或重金属的浓度较大,具有较强的生物毒性,不利于生物处理,经过淋洗技术的预处理,能有效增强之后生物处理的效果。
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