复合污染土原位淋洗修复模型试验研究文献综述

 2023-08-14 09:10:41

、文献综述(或调研报告):

多环芳烃和重金属是环境污染中的有机污染物和无机污染物的典型例子,往往同时存在于土壤环境中[1]。多环芳烃是一类广泛存在于环境中的有机污染物,具有致癌的作用,作为疏水性化合物,其水溶性低,易于吸附于土壤颗粒上,且结构稳定,难于自然降解[2]。重金属一般不能被微生物分解和化学降解,对人体健康和土壤环境产生巨大威胁[3]。多环芳烃和重金属共存于土壤环境中会形成复合污染。何勇田[4]认为复合污染是指两种或两种以上不同性质的污染物在同一环境中同时存在所形成的环境污染现象。

土壤淋洗是指借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移作用的液体或其他流体来淋洗污染土壤,然后再将包含有污染物的液体从土壤中抽提出来, 进行分离和污水处理的技术[5]。土壤淋洗可以是异位修复,也可以做到原位修复,具有高效、快捷、经济及操作简便等多种优点,是最有效的修复污染土壤的原位修复技术[6],目前,国内外都在对其进行深入研究。

在机械层面上,Feng D[7]比较了三种机械清洗方法即射流、磨损和超声波清洗从砂土中除去碳氢化合物的去除效率和功耗等。最终结果显示,喷射反应器表现最好,其次是超声波清洗,从柴油去除率和耗电量来看,磨损清洗效率最低。而若使用三者的组合,则0.1 mm砂(初始柴油含量为5%)的残余柴油含量可能低于1000 mg/L。

Deshpande S[8]通过比较八种不同的表面活性剂对土壤污染物的解吸与增溶效果,得出临界胶束浓度(CMC)对表面活性剂的作用效果有重要影响。对于相对单一的表面活性剂,混合的表面活性剂应用范围更广,通过形成协同效应,增强对污染物的解吸作用[9]

Ramamurthy A S等[10]选取SDS(​​十二烷基硫酸钠),AOT(alpha;-烯烃磺酸盐)和Tx-100(Triton X-100)表面活性剂以及络合剂EDTA(乙二胺四乙酸)来洗涤土壤,与用蒸馏水相比,土壤中Cu的提取量增加了6倍,Zn的提取量要高出1.3倍。

生物表面活性剂除具有能够增溶污染物外,还具有无毒、成本低等优点,是表面活性剂发展的另一趋势[11]。Mulligan等[12]分别用三种生物表面活性剂处理污染物中的重金属,以4%的槐糖脂溶液单独淋洗对Cu和Zn的去除率分别达到25%和60%;0.5%的鼠李糖脂溶液对Cu和Zn的去除率分别达到65%和18%;表面活性素的去除率最低,仅分别为15%和60%。

螯合剂是一种能与单价或多价金属形成金属螯合物的一类化合物,在处理重金属污染中,具有高效、快捷等特点,受到国内外学者的重视。螯合剂主要有两种类型[13]:一类是人工合成,如EDTA、CDAT和DTAP等;另一类是天然螯合剂,主要为有机酸,如草酸、苹果酸和柠檬酸等。Tandy等[14]采用EDTA、EDDS和NAT三种螯合剂萃取污染土壤中的Pb,结果显示萃取效果为EDTAgt;NTAgt;EDDS。Kantar等[15]研究表明,柠檬酸与铀形成强水溶性络合物的能力是修复受铀污染的土壤的关键因素之一,4个孔体积的0.1M柠檬酸可实现高达98%的去除效率。

Reddy等[16]使用四种不同的淋洗剂,以恒定的水力梯度1.2进行了四个淋洗柱测试,包括去离子水,螯合剂(0.2 M EDTA),表面活性剂(5%Igepal CA-720)和环糊精(10%羟丙基-beta;-环糊精或HPCD)。结果表明除现有的水力梯度条件外,土壤淋洗系统中污染物的去除还取决于淋洗液对目标污染物的亲和力和选择性[17]

对于单一PAHs污染,常用有机溶剂或表面活性剂淋洗;而对于单一重金属污染,常用螯合剂、有机酸或无机试剂淋洗。对于复合污染场地,可将上述不同性质的溶剂加以组合,得到可修复复合污染的混合试剂。

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