最新土壤污染化學修復教學講義ppt.ppt

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1、土壤污染化學修復引言化學修復是利用加入到土壤中的化學修復劑與污染物發(fā)生一定的化學反應，使污染物被降解和毒性被去除或降低的修復技術主要方法化學淋洗技術化學固定技術溶劑浸提技術化學氧化修復技術化學還原與還原脫氯修復技術土壤性能改良技術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

2、為淋洗劑去除污染土壤中的重金屬。結果表明,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

3、形態(tài)存在,但過高的酸度會嚴重地破壞土壤的理化性質,使大量土壤養(yǎng)分淋失,并嚴重破壞土壤微團聚體結構其自身的性質使其無法再利用同時在淋洗過程中還會產生大量廢液,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等。螯合劑的作用機理就是首先

4、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范圍內與大部分金屬特別是過渡金屬形成穩(wěn)定的復合物,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。近年來發(fā)現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

5、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?；瘜W淋洗對污染土壤的修復因土壤類型不同而略有差別。對于砂質壤土,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的含量、pH值、清洗劑與金屬的濃度比、土壤性質、泥漿稠度等有關。如在沙質黏土中，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

6、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，如在酸性EDTA淋洗液處理石灰質土壤時，碳酸鈣質土壤同時被溶解，大多數的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。特別適用于輕質土、和砂質土，但對滲透系數很低的土壤效果不好。影響化學淋洗的主要因素土壤質地如不同質地的土壤對重金屬的結合力大小不同，一般地粘土比砂土對重金屬離子有更強的結合力，使得結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

7、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,不再適合化學淋洗。土壤中有機質含量土壤有機質的含量與污染物的吸附量成正比,土壤有機質含量較高時不利于污染物的去除。如土壤中的有機物質特別是腐殖質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

8、的難度。所以陽離子交換容量大的土壤不適合用化學淋洗技術修復。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、濃度及老化時間密切相關對原油來說,其組分比較復雜,各組分與土壤結合的緊密程度不同,去除的難易程度也不盡相同,一般膠質和瀝青質等成分較難洗出,因而膠質和瀝青質含量較高的稠油則較難去除;