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1.4室内模拟实验设计
本研究采用实验室模拟的方式进行最优修复技术的可行性论证,并利用响应曲面法对修复技术的关键参数进行优化设计。实验结果利用Design-Ex-pert8.0软件进行数据分析。
1.5室内模拟主要仪器及分析方法
土壤中Cd的分析参考《土壤质量铅、镉的测定KI-MIBK萃取火焰原子吸收分光光度法》(GB/T17140—1997),使用NovAA300型火焰原子吸收光谱仪检测。苯并[a]芘参照文献,使用Agilent7890A/5975C气相色谱—质谱联用(GC/MS)仪检测。
2、结果与讨论
2.1典型化工污染场地修复技术的筛选
2.1.1修复技术初筛
Cd的生物有效性高,与其他重金属相比,Cd更容易对人体健康构成威胁。苯并[a]芘具有较高的辛醇/水分配系数和较高的蒸汽压,在自然状况下苯并[a]芘很难降解,容易在土壤等环境中积累,造成土壤环境污染。两者往往同时或者先后进入同一环境介质或生态系统而形成复合污染,从而对环境造成更加严重的危害。现有的报道中,同类型的污染场地采用的修复技术较多。综合考虑场地及施工条件后,针对该污染场地初筛4种修复技术:原位微生物修复、原位化学淋洗、化学氧化还原以及异位化学淋洗。
查阅大量文献,并针对初筛后4种修复技术实施效果、修复特点及限制性因素等进行了总结。根据修复技术筛选指标体系所需信息,将初筛的修复技术相应的信息抽取归纳,具体信息见表2。
通过现场调研发现,污染场地土壤黏粒含量较低,位置临近运河且地下水网发达,为防止污染地下、地表水,选择异位修复更为合理。根据初筛技术信息、现场调研以及业主需求对待选修复技术进行量化评分,投入成本、资源负担、修复时间、二次污染、环境风险、修复区干扰等指标的量化标度为低(短)为5分,较低(较短)为4分,一般为3分,较高(较长)为2分,高(长)为1分;可操作性、社会认可度的量化标度为低(短)为1分,较低(较短)为2分,一般为3分,较高(较长)为4分;高(长)为5分;技术成熟度以实施场地数量在1~10个为2分,实施场地数量在20~60个为3分,60个以上为4分,则修复技术评分见表3。
2.1.2基于Topsis法的修复技术筛选
对初筛后的4种修复技术进行评价,首先根据修复技术评分构建规范化决策矩阵犃,如下:
式中:aij为修复技术i(i=1,2,…,m)对应指标j(j=1,2,…,n)的评分;rij为aij的规范化值。
构建加权规范化决策矩阵kij,见式(3)。
式中:Vj为指标j对应的权重。
确定最佳方案A+={k1+,k2+,…,kn+}和最差方案A-={k1-,k2-,…,kn-},式中:kj+和kj-分别代表待选方案中指标j评价值的最佳水平和最差水平。通过式(4)、式(5)计算修复技术i与最佳方案和最差方案之间的欧几里德距离,可用于量化各修复技术与最佳修复技术和最差修复技术的差距,通过式(6)计算修复技术i与最佳方案的相对接近度。
式中:Di+为修复技术i和A+之间的欧几里德距离;Di-为修复技术i和A-之间的欧几里德距离。Ci为修复技术i与最佳方案的相对接近度,即综合评价指数。
根据Topsis法计算各修复技术与最佳修复技术和最差修复技术的差距,结果见表4。
由表4可知,异位化学淋洗最接近最佳修复技术,为本次筛选的最优修复技术,故本次实验研究采用异位化学淋洗修复Cd、苯并[a]芘复合污染土壤。
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