改性膨潤土對土壤污染控制與修復
改性膨潤土對土壤污染控制與修復
改性黏土在土壤污染控制與修復中的應用,主要通過調控土壤或地下水中有機污染物的吸附行為、傳質過程及其生物有效性來實現。一般利用土壤和蓄水層物質中含有的黏土,在現場注入陽離子表面活性劑,使其形成有機黏土礦物,用來截住和固定有機污染物,防止地下水進一步污染,并利用原位微生物降解等手段,清理地下水污染。Burris等利用箱式模型證實了上述方法清理地下水污染的可行性。對芳香硝基化合物(NACs),可在土壤或地下水層中注入KCl溶液與黏土原位反應形成K+2黏土截留帶,通過KCl與CaCl2比例來調控NACs的吸附2脫附行為;K+2黏土的存在可大大降低NACs生物有效性和毒性。徐遠遠等[108]研究了溴化十四烷基吡啶(myristyl2pyridiniumbromide,MPB)對黑麥草吸收土壤中菲的影響,結果表明,MPB能增強吸附固定土壤中的菲,顯著降低黑麥草吸收積累菲的程度。當MPB添加濃度為600mg/kg-1時,黑麥草根系和莖葉中菲的含量分別降低53%—77%和51%—65%。
膨潤土具有吸水膨脹、能夠抵抗很強水壓等性能,可用作垃圾填埋場防滲處理材料。但膨潤土原土吸附有機污染物的能力非常弱,當滲漏液為一些非極性有機液體時,其滲透速度可比水的滲透速度提高4個數量級,故膨潤土原土防滲層很容易被穿透。有機膨潤土吸附有機物性能好,作為防滲層后可吸附截留滲漏液中的有機污染物,從而降低其滲漏液穿透能力。此外,長碳鏈有機膨潤土吸附高濃度有機污染物后發生膨脹,可進一步增強膨潤土防滲層的抗穿透能力,因此有機膨潤土可作為垃圾填埋場和石油儲存場所的防滲處理材料。若將有機黏土礦物和傳統的鈉基蒙脫石混合使用,其中的有機黏土礦物可吸附溶解性有機污染物;而高度分散的鈉基蒙脫石可有效地阻止水的流動,是一種更為有效的防滲材料。膨潤土2有機膨潤土混合防滲材料對有毒有害有機廢物的防滲處理具有重要意義。Li等研究表明,膨潤土原土做成的防滲層可很好阻擋水的穿透,但不能阻擋硝基苯和庚烷的穿透;而在防滲層中加入少量CTMAB2有機膨潤土后,即可使硝基苯和庚烷的穿透能力下降1—2個數量級。Lo等研究發現,汽油穿過CTMAB2有機膨潤土和膨潤土原土的速率分別為610%×10-9cmΠs和1.6×10-4cmΠs(相差5個數量級),且用有機膨潤土做成的防滲層性能非常穩定,基本不會受氣候條件的影響,因而是汽油儲罐防滲襯里的理想材料。在防滲材料中加入0.1%的TMPA2膨潤土后,1,2,42三氯苯的遷移能力降低數十倍。Smith和Jaffe研究了含有機膨潤土的填埋防滲材料中苯的遷移情況,在相同的環境條件下,加入有機膨潤土可顯著延緩苯穿透防滲材料的速度,與未改性的天然膨潤土相比,苯穿透防滲材料的時間從4年延遲至大約275年,這樣就有可能在污染物穿透防滲材料之前被降解礦化。
