摘要
本文在采集分析浙江省某电镀园区退役场地土壤污染情况的基础上,针对其特征污染因子,研究了淋洗修复技术和固化/稳定化修复技术对该污染土壤的修复效果。其中,淋洗修复技术的内容主要为筛选淋洗剂及确定最佳淋洗条件,固化/稳定化修复技术的主要内容为确定固定剂及稳定剂的添加比例,同时还分析了两种技术修复前后土壤结构的变化,从而为两种技术的实际应用提供理论依据。
主要结论如下:
(1)通过对采集样品的分析,该电镀园区的超标污染物主要为铜和镍,浓度分别为179.8mg/kg及99.6mg/kg。考虑到今后污染更为严重的土壤的修复,将该土样配制成超《展览会用地土壤环境质量评价标准》(暂行)(HJ 350-2007)中B类标准限值(铜为600mg/kg、镍为2400mg/kg)的待试土壤。经测定,待试土壤中铜镍浓度分别为1070mg/kg和2708mg/kg,铜的五种形态分别占34.99%、13.46%、11.92%、6.71%及 32.91%,镍的五种形态分别占 57.40%、2.44%、0.86%、0.70%及38.59%。铜镍的有效态分别为67.09%和61.41%,存在较高的环境风险。
(2)通过比较去离子水、EDTA、乙酸、草酸、柠檬酸、腐殖酸6种淋洗剂对待试土壤的淋洗效果,筛选出EDTA和柠檬酸作为备用淋洗剂。EDTA的最佳淋洗条件为浓度0.05mol/L,淋洗10h,对铜镍的去除率分别为70.60%和69.17%;柠檬酸的最佳淋洗条件为浓度0.2mol/L,淋洗8h,对铜镍的去除率分别为61.74%和57.96%;而且,两种淋洗剂主要去除铜的可交换态、碳酸盐结合态及铁锰氧化物结合态,去除率均在60%以上,而对镍主要去除可交换态和碳酸盐结合态,去除率均在70%以上。另外通过淋洗次数和两种淋洗剂的组合实验可知,组合淋洗对铜镍的去除效果较两种淋洗剂各洗两次的效果好,考虑到EDTA的难降解性,建议先用EDTA再用柠檬酸的淋洗顺序,铜镍的去除率可达79.22%和73.07%。
(3)根据固定化实验结果,当水泥土壤的添加比例为5:5时,铜镍的浸出浓度分别为0.09mg/L及0.03mg/L,均能满足要求,既不超过《浸出毒性鉴别标准》(GB 5085.3-2007)中的浸出毒性鉴别标准值,也不超过《地下水环境质量标准》(GB/T 14848-93)中的III类标准限值;还可以看出,水泥对镍的固定化效果显着高于对铜的固定化效果。由石膏和竹炭稳定化处理的实验结果可知,当石膏的添加比例为30%,竹炭的添加比例为15%时,铜的浸出浓度分别为0.68mg/L及0.90mg/L,能满足要求,但镍的浸出浓度均不能满足要求,可见,石膏和竹炭能较好对铜进行稳定,但对镍的稳定效果较差。
(4)通过测定淋洗后上清液中的Fe、Ca、K等元素的含量可知,虽然EDTA和柠檬酸对铜镍的淋洗效果非常显着,但同时也去除了大量的土壤基质元素。淋洗一次的情况下,EDTA对三种元素的去除量分别为2459mg/kg、304mg/kg及246mg/kg,梓檬酸对三种元素的去除量分别为2041 mg/kg、325mg/kg及312mg/kg。
第二次淋洗时,EDTA对三种元素的去除量分别为653mg/kg、357mg/kg、115mg/kg,梓檬酸对三种元素的去除量分别为1393mg/kg、84mg/kg及130mg/kg。因此建议淋洗1次时采用柠檬酸,淋洗两次时采用先EDTA再柠檬酸的淋洗顺序,可以相对地降低对Fe、Ca、K的去除量。
(5)泥土比为5:5处理的固化体的抗压强度为6.9MPa,满足《固化类路面基层和底基层技术规程》(CJJ/T 80-98)中的固化类混合料的强度标准,既能用于基层的铺设,也能用于底基层的铺设,既能用于城市快速路和城市主干路的铺设,也能用于城市次干路和支路的铺设。经石膏和竹炭稳定化处理,铜镍五种形态的含量均发生了较大的改变,具体表现为可交换态铜镍的降低,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态及有机结合态铜镍的增加,残渣态铜的增加及残渣态镍的降低。
其中,铜的有效态由67.09%分别降低到了 66.41%和55.88%,稳定化效果较好;而镍的有效态由61.41%分别增加到了 63.39%和63.90%,稳定化效果较差。
关键词:污染土壤重金属土壤修复淋洗固化/稳定化
