垃圾焚烧
王碧莹;王锦国
【摘 要】随着石油的大量开采使用,污染土壤问题也越来越严重,如何修复石油污染土壤成为了人们研究的重点也是难点之一.原位淋洗修复方法不需要对污染土壤进行挖掘,能适用于大面积修复.但是,由于天然场地地质条件的复杂性和现今技术水平的限制,该方法还没有广泛的应用于实际修复之中.文章对原位淋洗修复技术的作用机理、适用范围和国内外研究现状做了介绍,探讨了天然含水层的非均质性对该技术修复效果的影响,介绍了3种原位淋洗修复强化技术,并对原位淋洗技术的未来进行了展望.%Along with extensive exploitation and utilization of petroleum,the issue of oil spilled soil pollution is progressively worse.Thus how to rehabilitate the polluted soil has become one of focuses and nuts in studies.The in situ leaching is a method need not to excavate polluted soil and adaptable in large area rehabilitation.But,because of limitations in complicated site geological condition and present technical level,the method has not been widely used in practical rehabilitations.The paper has introduced the action mechanism of the method,application scope,and research status
at home and abroad;discussed impacts from anisotropy of natural aquifers on rehabilitation effect;introduced 3 techniques to strengthen the method;finally looked forward the future of in situ leaching technology.
角度测量
【期刊名称】《中国煤炭地质》
【年(卷),期】2017(029)007
【总页数】5页(P55-59)
【关键词】土壤污染;表面活性剂;原位淋洗;非均质;透镜体
【作 者】王碧莹;王锦国
【作者单位】河海大学地球科学与工程学院,南京210098;河海大学地球科学与工程学院,南京210098
【正文语种】中 文
【中图分类】X131.3
sim卡托20世纪50年代，世界开始进入油气时代[1]。相比于煤炭而言，石油开采更加方便，燃烧效率更高，燃烧对环境的危害更小，所以逐渐代替煤炭而成为人们生产生活中不可或缺的燃料之一。但是，随着石油的大量开采使用，石油泄漏污染土壤问题也成为了一个世界性的环境问题。在法国，根据basol数据库显示，大约有32%的土壤已经被碳氢化合物污染，其中有23%的土壤是被石油类碳氢化合物污染的[2]。在过去的几十年里，中国经济高速发展，石油等能源也被大量开采使用[3]。由于采油设施、输油管道、加油站储油罐等设备的泄漏，我国也有大面积的土地被石油污染。
化学修复主要是指化学淋洗修复，根据修复方法的不同又可细分为原位淋洗修复和异位淋洗修复[4]。异位淋洗修复是将被污染土壤挖出，在实验室中清洗，清洗干净的土可以放回场地应用，清洗废液经过处理以后排放[5-9]。异位淋洗能够控制温度、pH等条件，最大程度得发挥表面活性剂溶液的清洗效果[10-12]，通过振荡、辐射等手段辅助清洗，在污染物基本被去除之后通过清水洗涤降低表面活性剂的残留，避免了二次污染的危害。但是，该方法仅适用于小范围高浓度的土壤污染，并且土壤的结构、生物都会遭受毁灭性的破坏[13-14]。原位淋洗不需要将被污染土壤挖出，可以直接在污染场地上喷洒表面活性剂溶液，减少了因为挖掘、振荡等对土壤结构产生的破坏，同时具有异位淋洗的优点。但如何 清理淋洗废液减少二次污染对土壤以及地下水的影响就成为了人们的重点研究课题。
夯实系数土壤中的石油污染物大多是不溶或者微溶于水的，单独用清水进行淋洗修复的效果可能不是很好，很难去除吸附在土壤孔隙中的污染物[15]。表面活性剂是一种同时具有极性亲水基团和非极性疏水基团的两亲性化合物，它能降低表面张力，具有起泡、乳化、絮凝等多种功能[16-18]。临界胶束浓度是衡量表面活性剂性能的重要指标，它是指当表面活性剂溶液亲水和疏水趋势达到平衡之后，在水溶液内部形成一个亲水基向外疏水基向内的内核的时候的浓度[19-21]。当表面活性剂溶液浓度低于临界胶束浓度时，主要进行卷缩作用，将污染物从土壤孔隙中卷离；当表面活性剂溶液浓度高于临界胶束浓度时，形成的胶束也会帮助溶解污染物，发生增溶作用[22-24]。这就是表面活性剂的主要修复机理，如图1。
原位淋洗修复技术是一种将化学淋洗修复方法和物理气相抽提修复方法结合起来的修复方法。 其机理是用注射井将某种淋洗溶液注入到污染场地土壤内，淋洗液在土壤孔隙中运移并与污染物反应，再通过抽气装置将修复废液从抽提井中抽出，在地面上收集处理。处理后污染物和淋洗液都可以二次利用，尾气净化之后可以排入大气中。主要处理装置包括：注射井、抽提井、装淋洗液的容器、固液分离装置、废液处理装置、尾气处理装置等[25]，如图2。
防辐射手机土壤中的石油污染物主要以非水相流体的形式存在，这部分污染物在重力、毛细力作用下自由移动，并且可以转化为其它形式的污染物；少部分挥发、半挥发污染物气化为气态
污染物，可以通过气相抽提的方式去除；少部分吸附在土壤颗粒上残留在土壤孔隙中，这部分污染物是最难去除的；还有少部分溶解在水中。淋洗液进入土壤之后，在重力作用下向下运移，在毛细力作用下水平扩散。运移路径上的污染物在卷缩作用下形成胶束被淋洗液带离，随着淋洗液继续运移。抽气装置开始工作之后，气态污染物首先被抽回地面，携带有污染物的淋洗废液随后沿着抽提井回流至地面装置中净化。
石油污染土壤的原位淋洗修复技术适用于孔隙率较高、含水率较低的土壤。这是因为孔隙率过小会限制淋洗液的运移，淋洗液不但没有办法将污染物带离反而其本身也会残留在土壤中难以去除，造成二次污染；若土壤的含水率过高，则会稀释表面活性剂溶液，当表面活性剂溶液的浓度低于临界胶束浓度时，其修复效果会大大降低。
单向离合器轴承使用表面活性剂原位冲洗增强修复柴油污染土壤区域，在韩国已经有几十年历史了[26]；2004年，这项技术在美国被称作是修复有机物污染土壤的最有效技术[27]，并且被广泛应用。Castellazzi等对修复过程中表面活性剂溶液的胶束形态做了研究，并建立了一个三维
模型详细介绍了在高NaCl浓度和不同pH值的情况下胶束行为的变化[28]。Liu建立了一个多相态多组分模型来模拟原位淋洗技术修复石油污染土壤[29]。Tsakiroglou等用多点电测量技术监测十二烷基硫酸钠(SDS)溶液冲洗后土柱中残余的正葵烷，利用一维质量平衡方程加上参数分散方程建立描述不同表面活性剂的浓度修复速度的模型[30]。Anhua Long等考察了冲洗时间、SDS浓度、流速对甲苯去除效率的影响，实验证明SDS浓度与冲洗时间或流速的交互作用显著，而冲洗时间与流速的交互作用不显著[31]。Minhee Lee等使用质量分数为2%失水山梨醇单油酸酯对某被柴油污染场地的土壤进行原位淋洗修复工作，同时建设抽提井抽取含污染物质的淋洗液，3个月后，污染场地土壤中柴油污染物的去除率在70%以上，失水山梨醇单油酸酯残留量仅为3.2 mg/L[32]。Mravik等用体积分数为95%的乙醇溶液修复被四氯乙烯污染的的土壤，去除率达到60%[33]。
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