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有机污染土壤修复技术研究进展(三)

来源:时间:2025-04-30 04:07:36

2.2.3 電動修複法

電動修複主要將電極插入受汙染土壤區域,有机研究 通過施加微弱電流形成電場,污染 土壤空隙裏的土壤水或外加流體,可以作為介質[44]。修复 在電場裏,技术进展由於電勢 梯度作用,有机研究使有機汙染物隨流體介質做定向移動,污染 從而消除土壤中的土壤有機汙染物[45, 46]。 電動修複現已 進入現場修複應用階段,修复 我國也先後開展了菲和 五氯酚等有機汙染土壤的技术进展電動修複技術研究。

PazosM[47]等已摻入柴油(20,有机研究000ppm)的土壤為 研究對象進行電動處理, 通過使用檸檬酸作為處 理流體以增強電滲流,污染 研究基於柴油燃料去除和 該技術對物理化學和生物參數的土壤影響確定在不同 電場強度(1V/cm 和 2V/cm)下的處理效率,實驗結 果表明,修复 電場強度為 2V/cm 時汙染物去除效率達 到 73%,技术进展比電場強度為 1V/cm 的去除率高出 45%。 杜瑋[48]等以鉻-菲(500mg/kg)的複合汙染物作為 研究對象, 研究不同修複電壓, 表麵活性劑(Tri鄄 ton、X-100 (曲拉通 100)、SDBS (十二烷基苯磺酸鈉)) 以及陰極電解質的 pH 對電動修複的效果的 影響,實驗結果表明,電壓適當升高、土壤 pH 控製 在酸性範圍以及添加表麵活性劑會提高土壤中汙 染因子的去除率。 Korolev[49]等研究了電動修複技 術對含有不同性質石油汙染土壤的去除效率,實 驗結果表明, 增加石油的密度和瀝青質會阻礙石 油汙染物在電動修複過程中的遷移, 從而降低電 動修複效率。 電動修複技術具有成本低, 綠色環 保,無二次汙染,對於低滲透性土壤有較好的修複 效率等優點, 其不足之處主要體現在電動修複過 程對陽極材料耐腐蝕性要求高, 為便於汙染因子 的遷移對土壤的含水率有極高的要求,同時,長時 間通電過程產生的熱量會破壞土壤結構, 需要對 修複達標的土壤進行恢複處理。

2.2.4 超臨界流體技術

流體在超臨界或亞臨界狀態下具有很強的擴 散能力和溶解能力,通過調節流體溫度和壓力,可 將土壤中的汙染物萃取出來。 常用的超臨界流體 和亞臨界流體有 CO2 和 H2O 等。 歐陽勳[50]運用超 臨界 CO2 流體萃取土壤中的 PAHs, 采用單因素 法,研究不同壓力、溫度、共溶劑和土壤含水率對 土壤中的 PAHs 萃取效果的影響, 通過正交實驗 優化出最佳實驗條件。 江明華[51]等通過超臨界流 體萃取模型的優缺點, 針對現有超臨界流體萃取 土壤有機汙染物在傳質過程數據匱乏, 以內擴散 控製過程為基礎, 建立基於微分床單元的質量守 恒模型, 模擬超臨界流體萃取土壤汙染物的傳質 過程, 並對超臨界流體萃取土壤汙染物模型進行 優化。 Islam M N[52]等通過亞臨界水提取來土壤中 的潤滑油汙染物達到土壤修複的目的, 對比動態 和靜態-動態兩種操作模式的可行性,實驗結果發 現, 采用動態萃取方式對 12g 的汙染土壤處理 120min,石油烴去除率可達 52%;而采用靜態-動 態結合萃取方式循環操作 4 次, 處理 120min 後, 汙染土壤中的石油烴去除率可達 98%.。 超臨界流 體技術處理有機汙染土壤具有處理效率高, 綠色 環保,二次汙染少,處理過程中不會對土壤結構造 成破壞,但經過超臨界流體技術僅限於異位處置, 處理過程中涉及高壓設備的使用, 處理現場存在 很大的安全隱患, 處理後所萃取的汙染物進行二 次處理。

2.3 化學修複法

化學修複方法是利用化學作用將土壤中的汙 染物分解成無毒小分子, 從而達到土壤修複的目 的,一般適用於高濃度汙染場地的處理,主要的修 複技術包括土壤淋洗技術、化學氧化、等離子體降 解和光催化降解等。

2.3.1 土壤淋洗技術

土壤衝洗是一種發展中的技術, 已成功用於 有機物的全麵去除。 美國環保署於 20 世紀 90 年 代初完成了移動式土壤衝洗係統的建設, 用於泄 漏和不受控製的危險廢物場所[53]。 土壤清洗是一 種非原位修複技術,它使用液體,通常是不同種類 的萃取劑(有機化合物,酸,張力活性物質等)的水 溶液,以去除土壤中的化學汙染物。 將挖出的汙染 土壤與提取單元中的含有萃取劑的水混合並攪 拌。 洗滌後,允許土壤顆粒沉澱,洗滌溶液可以分 離和再生或送到垃圾填埋場。 已經在各種各樣的 論文中研究了從土壤中提取農藥, 土壤清洗最適 合含有至少 50%砂和礫石的土壤[54, 55]。

張春峰[56]通過添加表麵活性助劑對土壤中的 主要有機汙染物硝基苯進行洗脫,經過化學淋洗, 土壤中的硝基苯和苯胺的含量明顯降低, 洗脫的 效率高達 85%和 90%以上, 洗脫後的土壤達到環 境風險可接受水平。 Reddy[57]等評估了使用不同的衝洗劑,包括去離子水,螯合劑(0.2MEDTA),環糊 精(10%羥丙基-β-環糊精/HPCD)和表麵活性劑 (5%CA-720)對 PAHs 汙染土壤的強化修複,每個 衝洗溶液的效果在不同的色譜柱中以恒定的水力 梯度(1.2×10-4cm/s)進行測試。土壤淋洗技術具有 成本低廉,處理效率高,能夠處理大批量有機汙染 土壤,淋洗係統可實現自動化操作,生產效率高以 及對土壤結構不會造成影響等優點, 針對土壤中 有機汙染物的淋洗處理需要選定合理的淋洗劑, 避免引入二次汙染,去除效果受土壤結構影響。

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