重金屬銻污染地下水修復技術比選及可行性分析

付朝

【摘? 要】本文對重金屬銻污染地下水修復技術比選及可行性分析進行總結討論，比選了抽出處理技術和可滲透反應墻技術，并分析抽出處理技術的可行性，確認該處理技術可以用于銻污染地下水修復處理。

【關鍵詞】銻;污染地下水;抽出處理。

1.背景

根據《中華人民共和國土壤污染防治法》：“對土壤污染狀況普查、詳查和監測、現場檢查表明有土壤污染風險的建設用地地塊，地方人民政府生態環境主管部門應當要求土地使用權人按照規定進行土壤污染狀況調查。用途變更為住宅、公共管理與公共服務用地的，變更前應當按照規定進行土壤污染狀況調查。”

鑒于國家加大環境質量管理力度，污染場地修復需求持續擴大。本文對重金屬銻污染地下水修復技術比選及可行性分析進行總結討論，希冀對其他同類型污染場地修復項目具有借鑒意義。

2.修復技術比選

2.1修復技術比選原則

修復技術將以以下的原則為依據，就場地的污染物常用的修復技術進行篩選評估。

（1）目標污染物的物理化學特性及生物可降解性：污染物的物理化學和生物特性決定了選擇修復技術時的方向，修復技術的實現原理如果與污染物的特性相匹配，則保證了大方向的正確性;

（2）技術成熟度：為保證該場地修復工程的實施可靠性，本修復方案設計盡可能采用成熟的修復技術，避免采用處于研究或應用初期的修復技術。同時考慮施工所需的相應資源，如設備、操作人員、水電供應等，以確保修復工程能順利執行，不致因為設備核心配件或人員欠缺，而延宕作業期程;

（3）場地適用性和應用限制：針對場地運作現況、水文地質條件、污染范圍和濃度分布，以及場地未來用地規劃等因素選擇適宜的修復技術，能夠達到修復目標值及國家相關標準，并能夠去除或控制場地污染源及其遷移暴露途徑，以達到控制場地周邊及人群污染風險的修復目的;

（4）修復時間和成本：為盡快完成該地塊場地修復，實現土地開發利用價值的最大化，同等條件下選擇修復時間較短和成本較低的修復技術;

（5）對周邊環境影響：盡量減少修復工程實施過程中的環境影響，避免二次污染。

2.2污染地下水修復技術比選

初步篩選出以下污染地下水修復技術：抽出處理、可滲透反應墻技術。

（1）抽出處理技術（P&T）。對于較高濃度的地下水污染，或者明顯的非水相污染物（NAPL）時，抽出處理技術是最有效的處理方式，能短時間內迅速減低地下水中污染物水平，適用范圍廣泛。

抽出處理技術應用較早，是應用最廣泛、成熟程度最高的技術。到目前為止已發展了幾十年，對其主要過程和所發生的反應了解較為清楚;在美國有68%的地下水污染物選用該技術。

技術特點及局限性：①該技術適用范圍廣，對于污染范圍大、污染暈埋藏深的污染場地也同樣適用;②能短時間內迅速減低地下水中污染物水平;③一般適用于滲透性較好的含水層，修復周期長，對修復區域干擾較大。

（2）可滲透反應墻技術（PRB）。可滲透反應墻技術（PRB）的原理：在地下安裝透水的活性材料墻體攔截污染物羽狀體，當污染羽狀體通過反應墻時，污染物在可滲透反應墻內發生沉淀、吸附、氧化還原、生物降解等作用得以去除或轉化，從而實現地下水凈化的目的。

可滲透反應墻技術有應用前途，但發展時間不長，技術不夠成熟，處理的污染物種類有限，應用前景廣闊，但目前為止，國內尚未使用這種技術進行現場污染地下水修復治理。

技術特點及局限性：①該技術適用范圍較小，固態污染物，非水溶性物質，重金屬等無機化合物等污染物;②對當地水文地質條件要求高;③該技術應用過程要考慮的因素相當多，包括：滲透反應格柵安裝的位置，格柵的大小活性材料的選擇以及活性材料的滲透性等。

修復技術的比較需要考慮場地現狀、開發計劃、處置成本等客觀因素，在修復結果達標的首要前提下，本方案從技術、經濟、環境和安全三個方面對以上修復技術進行比選。

可滲透反應墻技術的修復時間較長，可能在較短時間內無法達到修復要求。抽出處理技術適用范圍廣，能短時間內迅速減低地下水中污染物水平，且抽出修復污染地下水技術的修復效果最好，抽出處理的技術優勢得以發揮，可行性較高。

2.3地下水抽出修復技術可行性分析

目前去除水環境中銻污染物的方法有很多，研究和使用較多的主要包括吸附法、混凝沉淀法和電化學方法等，其中沉淀法是一種常見的重金屬廢水處理技術，其基本原理是在廢水中投加藥劑，使之與污染物發生物理化學作用形成沉淀或絮凝體，將污染物從水中分離出來，從而達到去除污染物的目的。該方法不適用于高濃度污染銻廢水中，在低污染銻廢水中可以使用。

重金屬沉淀劑種類很多，包括鐵鹽、鋁鹽、鈣鹽、硫化物、石灰水等。相關資料中同種銻污染廢水中，鐵系混凝劑和硫酸鋁對重金屬Sb（V）去除效果，見表1。

同種銻污染廢水中，鐵系混凝劑投加量相同的情況下，隨著pH值的升高，銻的去除效率降低，其原因可能是鐵離子水解產生水合氧化鐵（HFO），溶液體系pH值升高能夠使HFO表面去質子化，降低其表面正電荷，進而減少HFO表面與Sb（III）或Sb（V）之間的靜電引力，最終降低了吸附量。有研究發現硫酸鋁作為混凝劑對Sb（III）和Sb（V）去除效率都很低，去除效率都在25%以下，說明硫酸鋁不適合用于銻的去除。因此選用鐵系混凝劑作為水環境中重金屬銻的沉淀劑，而FeCl3 6H2O在pH值6～7的情況下，對重金屬銻的去除率可均在90%以上，可以有效去除水體中重金屬銻。

3.結論

綜上所述，對于重金屬銻污染地下水場地，建議優先采用抽出處理技術（P&T），該技術適用范圍廣，能短時間內迅速減低地下水中污染物水平。同時，抽出的含銻地下水可以通過添加FeCl3有效去除。

參考文獻

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