土壤污染化學(xué)修復(fù)ppt課件(已修改)
2025-05-18 23:39 本頁面
【正文】 第 9章 化學(xué)修復(fù)技術(shù) 引言 化學(xué)修復(fù)是利用加入到土壤中的化學(xué)修復(fù)劑與污染物發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修復(fù)技術(shù) 主要方法 ? 化學(xué)淋洗技術(shù) ? 化學(xué)固定技術(shù) ? 溶劑浸提技術(shù) ? 化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù) ? 化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)技術(shù) ? 土壤性能改良技術(shù) 一 化學(xué)淋洗技術(shù) ? 化學(xué)淋洗技術(shù)（ soil leaching and flushing/washing）是指借助能促進土壤環(huán)境中污染物溶解或遷移作用的溶劑，通過水力壓頭推動清洗液，將其注入到被污染土層中，然后把包含有污染物的液體從土層中抽提出來，進行分離和污水處理技術(shù)。 ? 在操作上又分為原位化學(xué)淋洗和異位化學(xué)清洗技術(shù)。原位化學(xué)淋洗時，淋洗液用量以到達植物根部以下而不到地下水為宜，以免污染地下水。 ? 為提高淋洗液的洗脫效率，需要在淋洗液中加入一些能增大污染物水溶性和遷移性的化學(xué)助劑。通常選擇價格低廉、可生物降解、不易造成土壤污染的化學(xué)物質(zhì) . 化學(xué)淋洗技術(shù)的關(guān)鍵步驟 ?淋洗劑的篩選 ?土壤因素影響分析 ?淋洗條件的優(yōu)化 (淋洗時間、水土比、淋洗液組合等） 淋洗劑的篩選 無機淋洗劑 ? 酸、堿、鹽等無機化合物相對其它淋洗劑具有成本較低 ,效果好 ,作用速度快等優(yōu)點。 ? 其作用機制主要是通過酸解、絡(luò)合或離子交換作用來破壞土壤表面官能團與重金屬形成的絡(luò)合物 ,從而將重金屬交換解吸下來 ,進而從土壤溶液中溶出。 ? Tampouris等通過土 柱實驗 ,研究了以 HCl + CaCl2 溶液作為淋洗劑去除污染土壤中的重金屬。結(jié)果表明 ,該淋洗劑對 Pb 的去除率為 94 % ,對 Zn 的去除率為 78 % ,對 Cd 的去除率為 70 % ,證明 HCl 和 CaCl2 溶液配合使用對修復(fù)重金屬污染土壤是非常有效的。 Alam 等通過 批處理實驗 研究了磷酸鹽對土壤中砷的去除率 ,表明磷酸鹽對鐵鋁結(jié)合態(tài)的砷有較高的去除率 ,去除率可以達到 40 %以上 ,而對于殘余態(tài)的砷無明顯效果。 酸淋洗劑一般對重金屬的去除效果好 ,但其使用帶來的負面影響也是相當嚴重。 ? 由于土壤中重金屬的溶解主要受 pH值控制 ,被酸化土壤的 pH 值只有達到一定程度 ,通常 pH 3 或 4 時 ,大部分重金屬才以離子形態(tài)存在 ,但過高的酸度會嚴重地破壞土壤的理化性質(zhì) ,使大量土壤養(yǎng)分淋失 ,并嚴重破壞土壤微團聚體結(jié)構(gòu) ? 其自身的性質(zhì)使其無法再利用 ? 同時在淋洗過程中還會產(chǎn)生大量廢液 ,增加后處理成本。 人工螯合劑 常用的螯合劑大致可分為人工螯合劑和天然螯合劑兩類。 ? 人工螯合劑包括 : 乙二胺四乙酸 ( EDTA) 、羥乙基替乙二胺三乙酸(HEDTA) 、二乙基三乙酸 (NTA) 、乙二醇雙四乙酸 ( EGTA) 、乙二胺二乙酸 ( EDDHA) 、環(huán)已烷二胺四乙酸 (CDTA) 等。 ? 天然有機螯合劑包括 :檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、乙酸組氨酸以及其他類型天然有機物質(zhì)等。 ? 螯合劑的作用機理就是首先通過螯合作用 ,將吸附在土壤顆粒及膠體表面重金屬離子解絡(luò)下來然后在利用自身強的螯合作用和重金屬離子形成強的螯合體 ,從土壤中分離出來。如 EDTA 等人工合成的有機螯合劑能在很寬的 pH 范圍內(nèi)與大部分金屬特別是過渡金屬形成穩(wěn)定的復(fù)合物 ,不僅能解吸被土壤吸附的金屬 ,也能溶解不溶性的金屬化合物 ,現(xiàn)以證明 EDTA 是有效的螯合提取劑。 表面活性劑 ?在淋洗液中添加表面活性劑能提高對有機物污染土壤的處理效果 ?表面活性劑作為重金屬的去除試劑是近幾年才發(fā)展起來的新技術(shù)。近年來發(fā)現(xiàn)一些表面活性劑對重金屬也有很好的洗脫效果。 ?同時 ,在有重金屬存在的情況下，表面活性劑本身在土壤中的吸附較弱。因此，表面活性劑已被用作去除重金屬的助劑。 ? 化學(xué)淋洗對污染土壤的修復(fù)因土壤類型不同而略有差別。 ? 對于砂質(zhì)壤土 ,由于其粘性較差 ,不易強烈吸附污染物 ,一般只需初步淋洗即可。但是對于粘性較強的壤土和粘土 ,由于容易吸附污染物 ,在進行初步淋洗之后 ,還必須進一步修復(fù)處理。 土壤因素影響分析 ? 淋洗法的除污染物效果與土壤中有機質(zhì)的含量、 pH值、清洗劑與金屬的濃度比、土壤性質(zhì)、泥漿稠度等有關(guān)。 ? 如在沙質(zhì)黏土中，含低濃度有機物時，焦磷酸鈉比 EDTA對鉛有更好的提取效果 。當有機物濃度提高時則相反。如對 Cr污染的土壤，酸溶液效果較好，而對于 Zn, Pb等重金屬污染的土壤，堿溶液是好的沖洗助劑。同時必須考慮土壤基質(zhì)，如在酸性 EDTA淋洗液處理石灰質(zhì)土壤時，碳酸鈣質(zhì)土壤同時被溶解，大多數(shù)的 EDTA被消耗。 淋洗法 /淋洗 提取法具有方法簡便、成本低、處理量大、見效快等優(yōu)點，適用于大面積、重度污染的治理。特別適用于輕質(zhì)土、和砂質(zhì)土，但對滲透系數(shù)很低的土壤效果不好。 影響化學(xué)淋洗的主要因素 土壤質(zhì)地 ? 如不同質(zhì)地的土壤對重金屬的結(jié)合力大小不同，一般地粘土比砂土對重金屬離子有更強的結(jié)合力，使得結(jié)合在土壤顆粒上的重金屬難于解吸下來，從而影響重金屬的淋洗效率。 ? 對有機物，土壤中粉砂和粘土含量較高時 ,土壤比表面積較大 ,對污染具有強烈吸附作用 ,會大大降低污染物的溶出效率 ,一般土壤中粉砂和粘土含量超過 20 %～ 30 %時 ,不再適合化學(xué)淋洗。 土壤中有機質(zhì)含量 ? 土壤有機質(zhì)的含量與污染物的吸附量成正比 ,土壤有機質(zhì)含量較高時不利于污染物的去除。如土壤中的有機物質(zhì)特別是腐殖質(zhì)對土壤中的重金屬有比較強的鰲合作用，這種鰲合作用的強弱和重金屬鰲合物在淋洗劑中的可溶性對土壤中重金屬的淋洗有比較大的影響。 土壤陽離子交換容量 ? 一般土壤陽離子交換容量越大，上壤膠體對重金屬陽離子吸附能力也就越大，從而增加重金屬從土壤膠體上解吸下來的難度。所以陽離子交換容量大的土壤不適合用化學(xué)淋洗技術(shù)修復(fù)。 污染物的種類及含量 ? 石油類污染物從土壤中洗出的難易程度與其性質(zhì)、濃度及老化時間密切相關(guān)對原油來說 ,其組分比較復(fù)雜 ,各組分與土壤結(jié)合的緊密程度不同 , 去除的難易程度也不盡相同 ,一般膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等成分較難洗出 ,因而膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高的稠油則較難去除 。柴油也有類似情況 ,有研究表明柴油中 C11～ 14的部分較易去除 , C15～ 19的部分相對難于去除 , C20～ 22的部分則很難去除 ? 不同的重金屬與土壤礦物質(zhì)的結(jié)合力大小不同，從而影響它們的淋洗，另外， wasay等認為相對低的重金屬
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1