文_洪祖喜 上海環(huán)境保護(hù)有限公司

1 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗技術(shù)是通過向污染土壤中加入淋洗劑配置成的淋洗液，在兩者充分混合反應(yīng)后，通過淋洗液的解吸、螯合、溶解或固定等化學(xué)作用將污染重金屬從土壤中分離，并通過淋洗液帶出至統(tǒng)一處理設(shè)施。

1.1 土壤淋洗工藝修復(fù)模式

按照修復(fù)場所可分為原位和異位土壤淋洗。原位土壤淋洗技術(shù)是指利用注射井將淋洗液注入地下，通過淋洗液在地下的擴(kuò)散作用，使淋洗液與土壤發(fā)生反應(yīng)后將淋洗液再統(tǒng)一收集，污染物被淋洗液從土壤中帶出完成修復(fù)。異位土壤淋洗技術(shù)是將土壤挖至處理區(qū)域，預(yù)處理后經(jīng)過篩分與淋洗液充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間后，通過固液分離將淋洗液統(tǒng)一收集，土壤經(jīng)過干燥待驗(yàn)收，淋洗液則統(tǒng)一收集進(jìn)行處理回用。

本文以異位土壤淋洗技術(shù)為例，介紹土壤淋洗技術(shù)的基本工藝流程。異位土壤淋洗技術(shù)：①土壤挖掘后堆放至指定修復(fù)工程實(shí)施區(qū)域；②對(duì)土壤進(jìn)行篩分、破碎、含水率調(diào)節(jié)等預(yù)處理；③土壤淋洗設(shè)備參數(shù)的控制；④淋洗后的土壤進(jìn)行脫水處理，土壤進(jìn)入待檢區(qū)，廢水進(jìn)入統(tǒng)一處理區(qū)處理后回用；⑤土壤中重金屬驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后進(jìn)行回填。具體工藝流程見圖1。

圖1 土壤淋洗工藝流程

1.2 土壤淋洗工藝常見影響因素

1.2.1 土壤性質(zhì)

土壤類型對(duì)淋洗效果的影響表現(xiàn)為對(duì)重金屬結(jié)合能力強(qiáng)的黏土淋洗效果較差，一般情況下土壤中占50%～70%的砂土?xí)r，淋洗效果較好，當(dāng)黏土/壤土達(dá)到20%～30%時(shí)淋洗效果不佳。同時(shí)，土壤中的有機(jī)質(zhì)含量及陽離子交換能力較高時(shí)會(huì)影響淋洗劑與重金屬的螯合效果和金屬交換效果，使得淋洗效果降低。土壤粒徑對(duì)污染物的富集和與淋洗液接觸影響較大。

1.2.2 土壤淋洗劑選擇

淋洗技術(shù)最初應(yīng)用于實(shí)際工程所使用的淋洗劑多為無機(jī)淋洗劑，包括水、無機(jī)酸、堿等。而后無機(jī)淋洗劑的種類增加了無機(jī)鹽，螯合劑、表面活性劑和有機(jī)酸等也逐漸應(yīng)用。目前主要應(yīng)用的淋洗劑包括無機(jī)淋洗劑、螯合劑、表面活性劑（生物表面活性劑、化學(xué)表面活性劑）及有機(jī)酸四大類。

污染物類型對(duì)應(yīng)選擇不同的淋洗劑，污染濃度的高低影響淋洗液的濃度與淋洗時(shí)間。針對(duì)土壤砷、鉛、鎘、鎳、銅、鋅、銻及汞污染，不同種類的淋洗藥劑修復(fù)效果有明顯的差異。有學(xué)者研究了OA、CA、H3PO4、KH2PO4、EDTA和NaOH對(duì)As和Sb的去除效率，結(jié)果顯示6種淋洗劑對(duì)As的去除效果都較好，其中效果最好的為KH2PO4；而OA、CA、H3PO4、對(duì)Sb的去除效果好，OA去除效果最好，但KH2PO4、EDTA和NaOH對(duì)Sb的去除效果非常差。

綜合上述，不同的重金屬污染物需要選擇相對(duì)最合適的淋洗劑，并且選擇復(fù)配淋洗劑時(shí)每種淋洗劑的添加順序也會(huì)影響修復(fù)效率。

1.2.3 淋洗停留時(shí)間及淋洗液的pH

通常淋洗效果會(huì)隨著淋洗時(shí)間增加而增加，但并非淋洗時(shí)間越長越好，難以淋洗的重金屬并不會(huì)隨著時(shí)間的增加有明顯的效果，只會(huì)消耗淋洗液增加運(yùn)行成本。

淋洗液的pH會(huì)影響重金屬在土壤中的賦存形態(tài)及發(fā)生淋洗時(shí)的螯合效果，一般pH較低時(shí)重金屬更易以離子性質(zhì)存在而被解吸出來，有研究表明土壤重金屬溶解效果在pH小于4時(shí)，大部分重金屬以離子存在溶解于淋洗液中，淋洗效果好。

1.2.4 淋洗方法

淋洗方法也是影響淋洗效果的一個(gè)因素，淋洗方法包括物理分離法、化學(xué)萃取法和物化聯(lián)合法。物理分離法通常采用三級(jí)篩分設(shè)備將土壤顆粒進(jìn)行分級(jí)，不同粒徑的土壤富集的重金屬濃度不同，按照粒徑的不同進(jìn)行不同程度的處理?；瘜W(xué)萃取法，一種利用淋洗劑與土壤混合，使污染物溶解或乳化，從而增加污染物在水相中的分配進(jìn)行修復(fù)的方法，化學(xué)萃取法應(yīng)用范圍更廣泛，更為實(shí)用，淋洗設(shè)備也相應(yīng)的改進(jìn)。物化聯(lián)合法時(shí)綜合了物理分離法和化學(xué)萃取法，針對(duì)復(fù)合型污染物有較好的效果，是目前廣泛使用的方法。

2 國內(nèi)淋洗技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

本文搜集了近十幾年國內(nèi)關(guān)于實(shí)際工程中采用淋洗技術(shù)處理污染土壤的文獻(xiàn)，如表1所示。其中，污染物的種類包括重金屬污染及重金屬和有機(jī)復(fù)合污染。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果，淋洗技術(shù)主要還是應(yīng)用于重金屬污染土壤，比較少用于僅有有機(jī)物污染的地塊。重金屬和有機(jī)物復(fù)合污染的地塊采用淋洗技術(shù)修復(fù)的淋洗劑還包含氧化效果，復(fù)合污染的土壤淋洗更加復(fù)雜并且工藝參數(shù)更為復(fù)雜。淋洗修復(fù)工程中淋洗藥劑使用較多的包括清水、檸檬酸、草酸、EDTA二鈉等。

從表1可以看出，淋洗工藝的工程應(yīng)用大多集中在華東地區(qū)，主要以上海、江蘇等地為主，廣東、安徽、遼寧等地次之，西部地區(qū)應(yīng)用較少。其中，一方面原因是由于上海、江蘇等地土壤修復(fù)項(xiàng)目多，也與當(dāng)?shù)氐男迯?fù)行業(yè)發(fā)展程度相關(guān)。另一方面與當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)相關(guān)，部分城市如重慶和江西等地的重金屬污染土壤采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)。

表1 土壤淋洗修復(fù)技術(shù)工程應(yīng)用案例

淋洗修復(fù)技術(shù)主要應(yīng)用于重金屬污染土壤，重金屬與有機(jī)復(fù)合污染的土壤一般先進(jìn)行氧化后再進(jìn)行淋洗效果較好，淋洗劑的選擇與污染物種類相關(guān)。淋洗技術(shù)的應(yīng)用與城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)相關(guān)。

3 技術(shù)存在問題與展望

土壤淋洗技術(shù)具有周期短、效率高、費(fèi)用相對(duì)低廉、清洗重金屬相對(duì)徹底，無二次風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是目前實(shí)際修復(fù)工程應(yīng)用較為常見的技術(shù)之一。

但淋洗技術(shù)也存在一定的問題，主要包括：①使用大量的淋洗液在循環(huán)回用過程中，可能會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成二次污染；②淋洗廢水后還需要破絡(luò)沉淀，該過程可能存在重金屬沉淀不完全的風(fēng)險(xiǎn)；③淋洗技術(shù)的影響因素較多，重金屬污染的種類復(fù)雜，很難有一種通用的淋洗技術(shù)。

對(duì)淋洗技術(shù)的發(fā)展提出建議：①加強(qiáng)對(duì)綠色環(huán)保淋洗劑的開發(fā)，選擇高效無污染的淋洗劑；②多種淋洗技術(shù)的聯(lián)合使用亦是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，電動(dòng)修復(fù)與淋洗技術(shù)耦合也是較為有效的修復(fù)方式，可以比較好地解決后續(xù)廢水的問題；③開發(fā)淋洗優(yōu)化技術(shù)，完善淋洗設(shè)備，包括新型淋洗配方，輔助淋洗工藝和新的淋洗設(shè)備。