重金屬污染土壤物理/化學(xué)修復技術(shù)主要包括物理工程措施、熱脫附技術(shù)、固化/穩定化技術(shù)(又名鈍化技術(shù))、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、淋洗技術(shù)、冰凍土壤修復技術(shù)、電動(dòng)修復技術(shù)、阻隔填埋技術(shù)和化學(xué)氧化/還原技術(shù)。
土壤物理/化學(xué)修復技術(shù)
物理工程措施:物理工程措施主要有排土、換土、去表土、客土和深耕翻土等措施。排土、換土、去表土和客土的修復施工工程量較大,且存在污土的處理問(wèn)題。深耕翻土是采用深耕,上下翻動(dòng)土壤層,降低表層土壤中的重金屬含量。物理工程措施中較常見(jiàn)的是客土和污土相結合,將一定量的干凈客土和污土成比例混合,從而使得土壤中的重金屬含量降低。深耕翻土在污染較輕的土壤修復過(guò)程較常見(jiàn),客土和換土多用于重污染土壤修復工程。
熱脫附技術(shù):通過(guò)直接或間接加熱,將污染土壤加熱至目標污染物的沸點(diǎn)以上,通過(guò)控制系統溫度和物料停留時(shí)間,有選擇地促使污染物氣化揮發(fā),使目標污染物與土壤顆粒分離、去除。適用于受重金屬汞污染的土壤修復。
固化/穩定化技術(shù):向污染土壤中添加固化劑/穩定劑,經(jīng)充分混合,使其與污染介質(zhì)、污染物發(fā)生物理、化學(xué)作用,將污染土壤固封為結構完整的具有低滲透系數的固化體,或將污染物轉化成化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài),降低污染物在環(huán)境中的遷移和擴散。固化/穩定化技術(shù)不適用于以污染物總量為驗收目標的項目。
表1 一些常見(jiàn)的土壤鈍化劑[1]
鈍化劑種類(lèi) | 名稱(chēng) | 主要作用機理 | |
無(wú)機鈍化劑 | 堿性物質(zhì) | 石灰、白云石、石膏、硅酸鹽、碳酸鈣、粉煤灰等 | 吸附作用、沉淀作用 |
黏土礦物 | 沸石、蛭石、蒙脫石、高嶺土、膨潤土、硅藻土、海泡石等 | 吸附作用、離子交換作用 | |
有機鈍化劑 | 生物炭 | 骨炭、秸稈炭、糞便炭、果殼炭等 | 吸附作用、離子交換作用 |
有機肥 | 糞便、堆肥、腐殖質(zhì)等 | 絡(luò )合作用 | |
有機酸 | 檸檬酸、草酸、酒石酸、蘋(píng)果酸、胡敏酸、富里酸等 | 絡(luò )合作用 | |
有機高分子 | 殼聚糖、海藻糖等 | 吸附作用 | |
有機廢物 | 污泥、秸稈、雞蛋殼、牡蠣殼、棉籽殼等 | 絡(luò )合作用、吸附作用 |
水泥窯協(xié)同處置技術(shù):利用水泥窯回轉窯內的高溫、氣體長(cháng)時(shí)間停留、熱容量大、熱穩定性好、堿性環(huán)境、無(wú)廢渣排放等特點(diǎn),在生產(chǎn)水泥熟料的同時(shí),焚燒固化處理污染土壤。本技術(shù)不宜用于汞、砷、鉛等中間污染較重的土壤。
土壤淋洗修復技術(shù):是通過(guò)注入和抽吸淋洗液,淋洗液和污染的土壤充分混合,土壤中的重金屬通過(guò)溶解、乳化和化學(xué)作用滲入到淋洗液中,隨淋洗液的吸出而去除的修復技術(shù)。該技術(shù)是將淋洗液注入污染的土壤,再用泵將吸附過(guò)污染物的淋洗液抽吸處理,一般需要用清潔的淋洗液反復多次淋洗,然后對污染的淋洗液進(jìn)行收集處理與回用。土壤淋洗技術(shù)不宜用于土壤細粒(粘/粉粒)含量高于25%的土壤。
冰凍土壤修復技術(shù):是圍繞已知的污染源在地下以等距離的形式垂直安放合適的管道,再在管道內輸送入無(wú)害的冰凍劑,凍結土壤中的水分,形成地下凍土屏障,防止土壤中的重金屬遷移擴散。
電動(dòng)土壤修復技術(shù):是通過(guò)電流的作用,在電場(chǎng)的作用下,土壤中的重金屬離子(如Pb、Cd、Cr、Zn等)以電透滲和電遷移的方式向電極運輸,然后集中收集處理。電動(dòng)修復方法特別適合于低滲透的粘土和淤泥土,可以控制污染物的流動(dòng)方向。
阻隔填埋修復技術(shù):將污染土壤或經(jīng)過(guò)治理后的土壤置于防滲阻隔填埋場(chǎng)內,或通過(guò)敷設阻隔曾阻斷土壤中污染物遷移擴散的途徑,使污染土壤與四周環(huán)境隔離,避免污染物與人體接觸和隨土壤水遷移進(jìn)而對人體和周?chē)h(huán)境造成危害。阻隔填埋技術(shù)不宜用于污染物水溶性強或滲透率高的污染土壤,不適用于地質(zhì)活動(dòng)頻繁和地下水水位較高的地區。
污染土壤化學(xué)氧化/還原技術(shù):化學(xué)修復是根據土壤和重金屬的性質(zhì),選擇合適的化學(xué)修復劑加入土壤(如改良劑、沉淀劑、增溶劑等),通過(guò)對重金屬的吸附、氧化還原、沉淀以及萃取,以降低重金屬的生物有效性。
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