1、第三章第三章 污染土壤的物理修復污染土壤的物理修復主要內容主要內容物理分離修復技術土壤蒸汽浸提修復技術固定/穩定化土壤修復技術玻璃化修復技術熱力學修復技術熱解吸修復技術電動修復技術冰凍修復技術一、物理分離修復技術一、物理分離修復技術 借助物理手段將污染物從土壤膠體上分離開來的技術。1.1 1.1 技術原理與過程技術原理與過程1.1.1 1.1.1 技術原理技術原理 依據粒徑的大小，采用過濾或微過濾的方法進行分離 依據分布、密度大小、采用沉淀或離心分離 依據磁性有無或大小，采用磁分離手段 根據表面特征，采用浮選法進行分離技術種技術種類類粒徑分離粒徑分離（篩分）（篩分）水動力學分離水動力學分離（分

2、類）（分類）密度分離（重密度分離（重力）力）泡沫浮泡沫浮選分離選分離磁分離磁分離技術優技術優點點設備簡單，設備簡單，費用低廉，費用低廉，可持續高可持續高處理產出處理產出設備簡單，費設備簡單，費用低廉，可持用低廉，可持續高處理產出續高處理產出設備簡單，費設備簡單，費用低廉，可持用低廉，可持續高處理產出續高處理產出尤其適尤其適合于細合于細粒級的粒級的處理處理如果采用高如果采用高梯度的磁場，梯度的磁場，可以恢復較可以恢復較寬范圍的污寬范圍的污染介質染介質局限性局限性 篩子易塞、篩子易塞、細格篩易細格篩易損壞、產損壞、產生粉塵生粉塵當土壤中有較當土壤中有較大比例的粘粒、大比例的粘粒、粉粒和腐殖質粉粒和

3、腐殖質存在時很難操存在時很難操作作當土壤中有較當土壤中有較大比例的粘粒、大比例的粘粒、粉粒和腐殖質粉粒和腐殖質存在時很難操存在時很難操作作顆粒必顆粒必須以較須以較低的濃低的濃度存在度存在處理費用比處理費用比較高較高所需裝所需裝備備篩子、過篩子、過濾器、礦濾器、礦石篩石篩澄清池、淘析澄清池、淘析器、水力旋風器、水力旋風器器震蕩床、螺旋震蕩床、螺旋濃縮器濃縮器空氣浮空氣浮選室或選室或塔塔電磁裝置、電磁裝置、磁過濾器磁過濾器物理分離技術的主要屬性物理分離技術的主要屬性物理分離技術要考慮的一些因素物理分離技術要考慮的一些因素 要求污染物具有較高濃度并且存在于具有不同物理特征的相介質中 篩分干污染物時會

4、產生粉塵 固體基質中的細粒徑部分和廢液中的污染物需要進行再處理1.1.2 1.1.2 物理分離過程物理分離過程主要包括：主要包括： 針對不同土壤顆粒土壤顆粒粒級（如粗砂、細砂和粘粒等）、粒徑或形狀，可通過不同大小、形狀網格的篩子進行分離 依據顆粒水動力學顆粒水動力學原理，將不同密度的顆粒，通過其重力作用導致的不同沉降、沉淀速率進行分離 根據顆粒表面特征顆粒表面特征的不同，采用浮選法，將其中一些顆粒吸引到目標泡沫上進行分離 一些物質具有磁性磁性，或者污染物本身具有磁感應效應，尤其是一些重金屬1.2 1.2 物理分離修復方法物理分離修復方法1.2.1 1.2.1 粒徑分離粒徑分離：根據顆粒直徑的大

5、小分離固體 干篩分干篩分：能成功處理大或中等的土壤顆粒，處理小于0.060.09m粒級比較難 濕篩分濕篩分：易產生一定量的污水，濕的土壤使下一步的化學處理比較難 摩擦摩擦- -洗滌洗滌：摩擦洗滌器不是真正的顆粒分離設備，但能夠打碎土壤團聚體結構，將氧化物或其它膠膜從土壤膠體上洗下來采用濕分離技術要遵循的原則采用濕分離技術要遵循的原則 當大量重金屬以顆粒狀存在時，特別推薦采用濕篩分方式 如果接下來的化學處理需要水，如采用土壤清洗或土壤淋洗技術，也采用濕篩分 如果處理得到的重金屬可以循環再利用或廢液不需要很多的化學處理試劑，也采用濕篩分1.2.2 1.2.2 水動力學分離水動力學分離也稱粒度分級，

6、基于顆粒在流體中的移動速度將其分成兩部分或多部分的分離技術。顆粒在流體中的移動速度取決于顆粒大小、密度和形狀。可以通過強化流體在與顆粒運動方向相反的方向上運動，提高分離效率。主要儀器：淘選機、機械粒度分級機、水力旋風分離器等螺旋分級的工作過程示意圖螺旋分級的工作過程示意圖1.2.3 1.2.3 密度（或重力）分離密度（或重力）分離 基于物質密度，采用重力富集方式分離顆粒。在重力和其他一種或多種與重力方向相反的作用力的同時作用下，不同密度的顆粒產生的運動行為也有所不同。重力分離對粗糙顆粒比較有效 主要儀器：振動篩、螺旋富集器、搖床、比目床尾渣進料水振動篩網濃縮物排放水上下運動箱體震動篩設備及其原

7、理示意圖震動篩設備及其原理示意圖1.2.4 1.2.4 脫水分離脫水分離 一般采用的脫水方法有過濾、壓濾、離心和沉淀一般采用的脫水方法有過濾、壓濾、離心和沉淀技術技術過濾過濾壓濾壓濾離心離心沉淀沉淀基本原理基本原理及影響因及影響因素素通過多孔介通過多孔介質；取決于質；取決于顆粒粒徑顆粒粒徑壓縮液體通過可滲壓縮液體通過可滲透的多孔介質；顆透的多孔介質；顆粒粒徑粒粒徑人為重力沉降；人為重力沉降；粒徑、形狀、粒徑、形狀、密度以及流體密度以及流體密度密度重力沉降；粒重力沉降；粒徑、形狀、密徑、形狀、密度以及流體密度以及流體密度可以借助浮度可以借助浮選劑選劑技術優點技術優點 操作簡單，操作簡單，分離可具

8、有分離可具有較高的選擇較高的選擇性性可處理難以泵送的可處理難以泵送的泥漿物質，處理過泥漿物質，處理過的固體含水量比較的固體含水量比較低低處理能力較大，處理能力較大，速度較快速度較快設備簡單、便設備簡單、便宜，處理能力宜，處理能力較大較大局限性局限性序批式操作序批式操作特征，清洗特征，清洗較為困難較為困難需要高壓力，有時需要高壓力，有時增加流體的阻力增加流體的阻力價格較貴，設價格較貴，設備結構復雜備結構復雜慢慢設備類型設備類型舉例舉例轉鼓、轉盤、轉鼓、轉盤、水平過濾器水平過濾器序批式操作、需要序批式操作、需要持續壓力持續壓力固體沉降容器、固體沉降容器、離心多孔筐離心多孔筐圓筒形連續粒圓筒形連續粒

9、度分機級度分機級典型的實典型的實驗室規模驗室規模設備設備真空過濾器、真空過濾器、壓濾器壓濾器壓濾機、壓力設備壓濾機、壓力設備工作臺或落地工作臺或落地離心分離機離心分離機圓筒形管、有圓筒形管、有傾口容器、浮傾口容器、浮選劑選劑常見脫水分離修復技術的主要技術特點常見脫水分離修復技術的主要技術特點分離過程分離過程粒度范圍（粒度范圍（mm） 粒徑粒徑分離分離干篩分3000濕篩分150水動水動力學力學分離分離淘選機50水力旋風分離器515機械粒度分級機5100密度密度分離分離振動篩150螺旋富集器753000搖床753000比目床5100泡沫浮選泡沫浮選5500采用物理分離技術的適用粒度范圍采用物理分離

10、技術的適用粒度范圍應用實例分析應用實例分析射擊場污染土壤物理分離修復方案射擊場污染土壤物理分離修復方案二、土壤蒸氣浸提修復技術二、土壤蒸氣浸提修復技術2.1 概念概念 土壤蒸氣浸提修復技術（Soil vapour extraction，SVE）是指通過降低土壤空隙的蒸氣壓，把土壤中的污染物轉化為蒸氣形式而加以去除的技術，是利用物理方法去除不飽和土壤中揮發性有機組分（VOCs）污染的一種修復技術，該技術適用于高揮發性化學污染土壤的修復，如汽油、苯和四氯乙烯等污染的土壤 SVE, also known as soil venting or vacuum extraction, is an in s

11、itu remedial technology that reduces concentrations of volatile constituents in petroleum products adsorbed to soils in the unsaturated (vadose) zone.2.2 2.2 土壤蒸氣浸提修復技術的基本原理土壤蒸氣浸提修復技術的基本原理 在污染土壤內引入清潔空氣產生驅動力，利用土壤固相、液相和氣相之間的濃度梯度，在氣壓降低的情況下，將其轉化為氣態的污染物排出土壤外的過程2.3 2.3 土壤蒸汽浸提技術種類土壤蒸汽浸提技術種類原位土壤蒸汽浸提技術異位土壤蒸汽

12、浸提技術多相浸提技術（兩相浸提技術、兩重浸提技術）生物通風技術原位土壤蒸氣浸提技術原位土壤蒸氣浸提技術 利用真空通過布置在不飽和土壤層不飽和土壤層中的提取井向土壤中導入氣流，氣流經過土壤時，揮發性和半揮發性的有機物揮發，隨空氣進入真空井，氣流經過后，土壤得到了修復。 主要用于揮發性有機鹵代物或非鹵代物的修復，有時也應用于去除土壤中的油類、重金屬及其有機物、多環芳烴或二惡英等污染物 氣體抽排井的分布、形狀、深度、口徑大小等需根據污染區的地質條件、地下水水位、污染范圍等決定 抽氣管道的鋪設基本分兩種情況：豎直和水平豎直和水平項目項目有利條件有利條件不利條件不利條件污污染染物物存在形態氣態被土壤強烈

13、吸附或呈固態水溶解度100mg/L蒸氣壓1.33*104Pa20 10 濕度10%組成均一不均一空氣傳導率10-4cm/s20m100 100 ）原位修復技術、低溫（）原位修復技術、低溫（ 100 100 ）原位）原位修復技術和原位電磁波加熱修復技術修復技術和原位電磁波加熱修復技術5.1 5.1 高溫原位加熱修復技術高溫原位加熱修復技術 利用氣提井和鼓風機將水蒸汽和污染物收集起來，通過熱傳導加熱，可以通過加熱毯從地表進行加熱，也可以通過安裝在加熱井中的加熱器件進行。 高溫原位加熱修復技術主要用于半揮發性的鹵代有機物和非鹵代化合物、多氯聯苯以及密度較高的非水質液體有機物等5.1.1 5.1.1

14、高溫原位加熱修復技術的影響因素高溫原位加熱修復技術的影響因素 地下土壤的異質性會影響原位修復處理的均勻程度 提取揮發性弱一些的有機物的效果，取決于處理過程所選擇的最高溫度 加熱和蒸汽收集系統必須嚴格設計、嚴格操作、以防止污染物擴散進入清潔土壤 經過修復的土壤結構，可能會由于高溫而發生變化 如果處理飽和層土壤，需要高能來將水加熱，會大幅度提高成本 含有大量粘性土壤及腐殖質的土壤，由于對揮發性有機物具有較高吸附性，會導致去除速率降低 需要尾氣收集處理系統5.1.2 高溫原位加熱修復技術應用的成本估算固定成本固定成本可變成本可變成本其它管理工作其它管理工作提取井安裝采樣點安裝設備人員設備安置加熱設備

15、租用尾氣處理設備租用能源動力費現場監控現場衛生、安全保障工藝控制采用分析尾氣處理5.2 5.2 低溫原位加熱修復技術低溫原位加熱修復技術利用蒸汽井加熱，包括蒸汽注射鉆頭、熱水浸泡或者電阻加熱產生蒸汽加熱，可以將土壤加熱到100度主要用于處理的污染物是半揮發性鹵代物和非鹵代物及濃的非水溶性液態物質。5.2.1 5.2.1 主要的影響因素主要的影響因素 地下土壤的異質性，會影響修復處理的均勻程度 滲透性能低的土壤難以處理 在不考慮重力的情況下，會引起蒸汽繞過非水溶性液態稠密污染物 地下埋藏的導體，會影響電阻加熱的應用效果 流體注射和蒸汽收集系統，必須嚴格設計、嚴格操作，以防止污染物擴散進入清潔土壤

16、 蒸汽、水和有機液體必須回收處理 需要尾氣收集處理系統5.2.2 低溫原位加熱修復技術應用的成本估算固定成本固定成本可變成本可變成本其它管理工作其它管理工作提取井安裝采樣點安裝設備人員設備安置加熱設備租用尾氣處理設備租用冷凝設備租用能源動力費現場監控現場衛生、安全保障工藝控制采用分析有機液體污染物處理尾氣處理5.3 5.3 原位電磁波加熱修復技術原位電磁波加熱修復技術 也屬于高溫原位加熱技術，利用高頻電壓產生的電磁波能量對現場土壤進行加熱，利用熱量強化土壤蒸汽浸提技術，使污染物在土壤顆粒內解吸而達到污染土壤的修復目的。無線電波加熱主要利用無線電波中的電磁能量進行加熱，過程無需土壤的熱傳導。能量

17、由埋在鉆孔中的電極導入土壤介質，加熱機制類似于微波爐加熱。 正常的加熱系統包括：無線電能量輻射布置系統；無線電能量發生、傳播和監控系統；污染物蒸汽屏蔽包容系統；污染物蒸汽回收處理系統5.3.1 5.3.1 影響因素影響因素 含水量高于25%的土壤能耗很大，水的蒸發降低了系統的效率 對非揮發性有機物、無機物、金屬及重油無效 深入15米的地下土層，某些特定的電磁波加熱技術的運用效果不理想 粘性土壤吸附的污染物難于去除，會降低電磁波加熱系統性能六六 熱解吸修復技術（熱解吸修復技術（Thermal-desorption remediation） 是通過直接或間接熱交換，將污染介質及其所含的有機污染物加

18、熱到足夠的溫度（通常被加熱到150540度），以使有機污染物從污染介質上得以揮發或分離的過程 分為兩類：土壤或沉積物加熱溫度為150-315度的技術為低溫熱解吸技術和溫度達到315-540度的高溫熱解吸技術 熱解吸技術可以分為兩步：1、加熱被污染的物質使其中的有機污染物揮發；2、處理廢氣，防止揮發污染物擴散到大氣 可以分為直接接觸加熱（火焰輻射直接加熱或燃氣對流直接加熱）和間接接觸加熱（通過物理隔離，如鋼板，將熱源與被加熱污染物分開）兩種 熱解吸系統可以進一步分為兩類：連續給料系統和批量給料系統 連續給料系統采用異位處理方式，即污染物必須從原地挖出，經過一定處理后加入處理系統。連續給料系統既可

19、采用直接加熱方式，也可采用間接火焰加熱方式。代表性的連續給料熱解吸系統包括：直接接觸熱解吸系統-旋轉干燥機；間接接觸熱解吸系統-旋轉干燥機和熱旋轉。 批量給料系統既可以是原位修復，如熱毯系統、熱井和土壤氣體抽提設備，也可以是異位修復，如加熱灶和熱氣抽提設備。6.1 6.1 直接接觸熱解吸系統直接接觸熱解吸系統6.1.16.1.1經歷了經歷了3 3個發展階段個發展階段旋轉干燥機織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980 230土壤處理土壤150-200空氣第一代直接接觸熱解吸系統流程圖旋轉干燥機織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980 232土壤處理土壤260-540空氣第二代直接接觸熱解吸系統流

20、程圖氣體冷卻裝置旋轉干燥機織物濾塵器噴射引擎再燃裝置760-980 232土壤處理土壤260-650空氣第三代直接接觸熱解吸系統流程圖氣體冷卻裝置濕氣體清洗器廢水處理與排放 第一代直接接觸熱解吸系統只適用于低沸點（低于260315 ）的非氯代污染物的修復處理。整個系統加熱溫度大致為150200 第二代直接接觸熱解吸系統在原來的基礎上，擴大了可應用范圍，對高沸點（大于 315 ）的非氯代污染物也適用。 第三代直接接觸熱解吸系統用來處理高沸點氯代污染物。比第二代系統多了酸性氣體中和裝置，以控制鹽酸向大氣的釋放以及一個利用富含化學降解劑的水噴淋設備，濕的氣體清洗器是最常用到的氣體控制系統6.2 6.

21、2 間接接觸熱解吸系統間接接觸熱解吸系統 包括兩個階段：污染物被解吸下來，也就是在相對低的溫度下使污染物與污染土壤相分離；他們被濃縮成濃度較高的液體形式，適合運送到特定地點的工廠進行進一步的傳統處理 包括間接接觸旋轉-干燥熱解吸系統和間接接觸熱螺旋解吸系統6.3 熱空氣浸提熱解吸系統（熱空氣浸提熱解吸系統（HAVE）是異位處理過程是異位處理過程6.4 6.4 熱毯和熱井熱毯和熱井熱毯的溫度可達1000度，并且通過與污染物的直接接觸式熱傳導，將地表下1米深土層中的污染物變成氣態。熱井技術是將電子浸透加熱元件埋入地下2-3米深的土層，修復從地下1米到地下水位線深度污染區域的土壤6.5 6.5 系統

22、設計及其考慮因素系統設計及其考慮因素 6.5.1 6.5.1 修復處理過程修復處理過程：土壤性質、溫度、氣流 6.5.2 6.5.2 系統設計及性能系統設計及性能：各處理單元參數 （熱解吸技術分為兩個大類：連續給料技術和批量給料技術）： 第一層可行性實驗：為了證實熱解吸技術對某一土壤類型及污染物混合體的有效性。小批量的污染介質在一個靜態的馬弗爐中，在較寬的溫度范圍內加熱，并開展較長時間的試驗，以發現土壤處理的最低溫和達到污染物處理標準所需的停留時間。目的是確定熱解吸技術對欲修復土壤類型是否適用。 第二層可行性實驗：通過在實驗室的條件下，模仿全方位系統操作，以少量污染土壤為研究對象，確定那種類型

23、的熱解吸技術更適合 第三層可行性實驗：技術人員要在現場建造出整套修復設施，然后將污染土壤通過熱解吸系統6.5.36.5.3系統所需資源系統所需資源燃料、水、電力燃料、水、電力 需要的燃料數量主要決定于：欲處理土壤的體積；土壤本身含有的熱量；燃料的熱值；達到最佳處理效果所需要的溫度；土壤水分含量；土壤的其他的物理與化學性質；周圍的環境；熱解吸系統裝備的熱效率和燃燒效率。 水被用來控制尾氣處理過程的溫度，作為中和尾氣所加化學試劑的介質，濕潤處理殘留物 電力用來開動泵、鼓風機以及傳送設備和電極、照明等。6.5.46.5.4修復地點的實際條件修復地點的實際條件 當地的土地利用狀況 當地的氣候條件 待修

24、復污染土壤的體積或數量 污染土壤的運送 當地勞動人員和輔助設施的可得性和工資支付 可提供的工程施展空間 環保部門的準許6.6 6.6 應用熱解吸系統應考慮的問題應用熱解吸系統應考慮的問題 場地特性： 水分含量：過多的水分含量會提高操作費用，因為水在處理過程中的蒸發也需要燃料。在處理尾氣中加入水蒸氣導致低的產廢率，因為水蒸氣也要同尾氣和解吸下來的污染物一道進入處理設備中進行處理。這些低的產廢率可歸因于：過高的氣流；熱輸入的限制 土壤粒徑分布與組成：確定土壤質地粗細的臨界點是粒徑大于或小于0.075mm（200目篩）所占的百分比。如果超過半數的土壤顆粒大于0.075mm，認為土壤質地是粗的，如果超

25、過半數的土壤顆粒小于0.075mm，認為是細質土壤 土壤密度（處理角度質量；付費角度體積） 土壤滲透性與可塑性：土壤滲透性影響著將氣態化的污染物引導出土壤介質的過程，黏土含量高或結構緊實的土壤，滲透性比較低，不適合利用熱解吸技術修復污染土壤；土壤可塑性指的是未經休整的土壤的變形程度 土壤均一性 熱容量 污染物與化學成分6.7 6.7 熱解吸系統的適用范圍熱解吸系統的適用范圍 熱解吸系統可以用在廣泛意義上的揮發態有機物、半揮發態有機物、農藥，甚至高沸點氯代化合物污染土壤的治理與修復上 溫度范圍： 可行性分析 重金屬污染物的影響 其他因素：時間保證、公眾的認可度、充足的能源、空間保證、資金保證七、

26、電動修復七、電動修復 7.1 概念：概念：是利用電動力學的方法從飽和土壤是利用電動力學的方法從飽和土壤層、不飽和土壤層、污泥、沉積物中分離提取重金層、不飽和土壤層、污泥、沉積物中分離提取重金屬、有機污染物的過程屬、有機污染物的過程7.2 7.2 土壤電動修復裝置土壤電動修復裝置 主要包括：提供直流電壓的DC電源，陰、陽極電解池和陰、陽電極，處理導出污染液體的處理裝置等。 電解池通常設有氣體出口，用來分別導出陰、陽兩極產生的氫氣和氧氣。實驗裝置中的電極可選擇鉑電極，鈦合金電極，也可采用較便宜、易得的石墨電極等。7.3 土壤中的污染物在電場作用下主要運動機制 電遷移、電滲流以及電泳等 電遷移電遷移

27、:指帶電離子在土壤溶液中朝向帶相反電荷電極方向的運動； 電滲流電滲流:指土壤微孔中的液體在電場作用下由于其帶電雙電層與電場的作用而作相對于帶電土壤表層的移動； 電泳電泳:指帶電粒子相對于穩定液體的運動。由于電動修復過程中帶電土壤顆粒的移動性小，常常可以忽略。 電遷移速度決定于土壤-水體系的導電情況，它的強弱與電流ie的數值以及離子的電荷數等有關，用數學式可表達為：Vem=uie 其中u代表電荷在溶液中的遷移系數，用公式表達為uZDF/RT，Z為離子的電荷數，D為擴散系數，T為絕對溫度，F為阿佛加德羅常數，R為氣體常數。由于離子在土壤中的遷移比在水中的更加復雜，所以在實際土壤中電遷移速率應為：

28、u *=u/T, T為經驗常數。 電動修復原理圖 電滲流可描述為：Veos=Ke/*ie其中，Veos是電滲流（m3*s-1 ），指電導率(S* m-1) Ke代表電滲流的滲透系數（m2*V-1*s-1）。Ke=/n, 其中是液體的滲透性:（6.93*10-10C*V-1*m-1）, 是電位(V)，n是孔隙率，是液體粘度(kg*m-1*s-1) 電泳指土壤溶液中的帶電膠體微粒在電場作用下發生的遷移。在密實型土壤中，電泳表現出的作用并不顯著。只有往溶液中加入表面活性劑或者在泥漿處理中運用該技術，電泳才起到明顯作用 在電動修復過程中還包括另外一些化學物質的遷移機制：如擴散、水平對流和化學吸附等。擴

29、散是指由于濃度梯度而導致的化學物質運動，水溶液中離子的擴散量與該離子的濃度梯 度和其在溶液中的擴散系數成正相關。水平對流則是由溶液的流動而引起物質的對流運動 伴隨著以上幾種遷移，在電動修復過程中土壤體系還存在著一系列其他變化，如孔隙液中化學物質的形態以及電流大小變化等。而土壤中的這些變化將引起多種化學反應發生，包括溶解、沉淀、氧化還原等。根據化學反應自身的特點，它們可以加速或者減緩污染物的遷移。 電極兩端的化學反應主要是水的電解。在電場作用下，陽極發生氧化反應，陰極發生還原反應。 陽極：H2O-2e 1/2O2+2H+ 陰極：H2O+2e H2+2OH- 電極反應在陰、陽極分別產生了大量的H+

30、和OH-，導致電極附近的pH相應地下降和升高。 在電場作用下， H+ 和 OH- 又將以電遷移、電滲流、擴散、水平對流等方式向陰、陽兩極移動，直到兩者相遇且中和。在相遇的區域產生pH 突變，并從該點將整個操作區間劃為酸性和堿性區域。其中， H+遷移速度是OH-遷移速度的1.8倍。 在酸性區域內，金屬離子的溶解度增大，有利于土壤中重金屬離子的解吸。但pH的降低使得雙電層的zata 電位降低，不利于電滲流的發展；而在堿性區域， 重金屬離子容易生成沉淀，從而限制污染物的去除效率。 在土壤溶液中還存在吸附作用與解吸作用。這兩種機制涉及到化學物質的性質（如離子大小、價態、濃度等）、吸附劑的類型以及孔隙液

31、的性質等。假設吸附作用快速且可逆，那么該現象可以用Langumuir和Freundlich等溫線來描述。Langmuir方程：X=(KXmC)/(1+KC) 其中：X單位土壤或其它固體顆粒的吸附量； K吸附強度因子； Xm最大吸附量；C平衡液濃度。 為了求得Xm、K值，一般采用Langmuir方程的直線形式：C/X=1/KXm+C/Xm，這樣利用C/X為縱座標，C為橫座標，得出直線斜率1/Xm，就可以得到Xm值，再用截距1/KXm就可以得到K值。 Freundlich方程： X=KCb其中X吸附量，C平衡溶液濃度。K和b均為系數。 另外，假設被吸附到固相中的污染物濃度與液相中的濃度存在平衡關系

32、，那么在污染物濃度低的情況下，吸附等溫線是線性相關的。在固、液相中濃度的相關關系用公式表示為：Sad=Kd*Cs，其中為Kd分配系數。 吸附作用對污染物遷移的影響通常用限制因子R描述: R=1+Kd*/n其中為土壤的干重，Kd為分配系數，n為孔隙度。 7.4 7.4 應用及影響因素應用及影響因素 目前，已經可以用電動修復技術有效地去除土壤中的重金屬及石油烴、酚類、多氯聯苯、胺類和有機農藥等有機污染物。 pH控制著土壤溶液中離子的吸附與解吸、沉淀與溶解等，而且酸度對電滲速度有明顯影響，所以如何控制土壤pH值是電動修復技術的關鍵。在電場作用下，陰極產生的OH-將沿著土柱向陽極方向移動，而帶正電的重

33、金屬離子則在電場作用 向著陰極方向移動，這樣重金屬離子將與OH-在土柱中某點相遇，并生成重金屬沉淀。該過程不但影響重金屬的去除，還可能堵塞土壤微孔，致使土壤電導降低，修復效率下降，所以制止OH-向土柱內的移動非常必要 為了控制陰極區的pH，可通過添加酸來消除電極反應產生的OH-。 無機酸可用于中和電解池中陰極產生的OH-，可無機酸常常會引起一系列環境問題，如使用鹽酸將在土壤中形成金屬的氯化物沉淀，增加土壤孔水中的氯離子含量并在陽極生成氯氣等。而有機酸具有較好的應用前景，這是因為大多數形成的金屬配合物是水溶性的，同時，它也是環境安全和生物可降解的。 通過添加醋酸鹽來抑制陰極區的OH-升高，可防止

34、在較堿性條件下，重金屬離子生成沉淀。同時，利用純凈水不斷更新陰極池中的堿溶液也可避免土柱的聚集OH-。 影響土壤電動修復效率的因素很多，包括土壤類型、污染物性質、電壓和電流大小、洗脫液組成和性質、電極材料和結構等 研究表明該技術能夠適用于從層狀粘土到精細沙土的多種土壤類型，土壤性質基本不影響該技術的使用，但是在一定程度上影響其修復速度和效率 實驗證明具有以下性質的污染土壤特別適合電動修復：低水傳導性的土壤；污染物存在或可溶于土壤溶液中；水中含有較低濃度的非目標離子7.5 技術優勢與限制因素技術優勢與限制因素技術優勢技術優勢 與挖掘、土壤沖洗等異位技術相比，電動力學技術對現有景觀、與挖掘、土壤沖洗等異位技術相比，電動力學技術對現有景觀、建筑和結構等的影響最小建筑和結構等的影響最小 與酸浸技術不同，此方法改變土壤中原有成分的與酸浸技術不同，此方法改變土壤中原有成分的pH使金屬離子活使金屬離子活化，這樣土壤本身的結構不會遭到破壞，且該過程不受土壤低滲化，這樣土壤本身的結構不會遭到破壞，且該過程不受土壤低滲透性的影響透性的影響 與化學穩定化不同，此方法中金屬離子從根本上完