重金屬銻污染地下水修復(fù)技術(shù)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(fù)技術(shù)比選及可行性分析進(jìn)行總結(jié)討論，比選了抽出處理技術(shù)和可滲透反應(yīng)墻技術(shù)，并分析抽出處理技術(shù)的可行性，確認(rèn)該處理技術(shù)可以用于銻污染地下水修復(fù)處理。

【關(guān)鍵詞】銻;污染地下水;抽出處理。

1.背景

根據(jù)《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(jiān)測、現(xiàn)場檢查表明有土壤污染風(fēng)險(xiǎn)的建設(shè)用地地塊，地方人民政府生態(tài)環(huán)境主管部門應(yīng)當(dāng)要求土地使用權(quán)人按照規(guī)定進(jìn)行土壤污染狀況調(diào)查。用途變更為住宅、公共管理與公共服務(wù)用地的，變更前應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定進(jìn)行土壤污染狀況調(diào)查?！?/p>

鑒于國家加大環(huán)境質(zhì)量管理力度，污染場地修復(fù)需求持續(xù)擴(kuò)大。本文對重金屬銻污染地下水修復(fù)技術(shù)比選及可行性分析進(jìn)行總結(jié)討論，希冀對其他同類型污染場地修復(fù)項(xiàng)目具有借鑒意義。

2.修復(fù)技術(shù)比選

2.1修復(fù)技術(shù)比選原則

修復(fù)技術(shù)將以以下的原則為依據(jù)，就場地的污染物常用的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行篩選評估。

（1）目標(biāo)污染物的物理化學(xué)特性及生物可降解性：污染物的物理化學(xué)和生物特性決定了選擇修復(fù)技術(shù)時(shí)的方向，修復(fù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)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(shù)成熟度：為保證該場地修復(fù)工程的實(shí)施可靠性，本修復(fù)方案設(shè)計(jì)盡可能采用成熟的修復(fù)技術(shù)，避免采用處于研究或應(yīng)用初期的修復(fù)技術(shù)。同時(shí)考慮施工所需的相應(yīng)資源，如設(shè)備、操作人員、水電供應(yīng)等，以確保修復(fù)工程能順利執(zhí)行，不致因?yàn)樵O(shè)備核心配件或人員欠缺，而延宕作業(yè)期程;

（3）場地適用性和應(yīng)用限制：針對場地運(yùn)作現(xiàn)況、水文地質(zhì)條件、污染范圍和濃度分布，以及場地未來用地規(guī)劃等因素選擇適宜的修復(fù)技術(shù)，能夠達(dá)到修復(fù)目標(biāo)值及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并能夠去除或控制場地污染源及其遷移暴露途徑，以達(dá)到控制場地周邊及人群污染風(fēng)險(xiǎn)的修復(fù)目的;

（4）修復(fù)時(shí)間和成本：為盡快完成該地塊場地修復(fù)，實(shí)現(xiàn)土地開發(fā)利用價(jià)值的最大化，同等條件下選擇修復(fù)時(shí)間較短和成本較低的修復(fù)技術(shù);

（5）對周邊環(huán)境影響：盡量減少修復(fù)工程實(shí)施過程中的環(huán)境影響，避免二次污染。

2.2污染地下水修復(fù)技術(shù)比選

初步篩選出以下污染地下水修復(fù)技術(shù)：抽出處理、可滲透反應(yīng)墻技術(shù)。

（1）抽出處理技術(shù)（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(shí)，抽出處理技術(shù)是最有效的處理方式，能短時(shí)間內(nèi)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(shù)應(yīng)用較早，是應(yīng)用最廣泛、成熟程度最高的技術(shù)。到目前為止已發(fā)展了幾十年，對其主要過程和所發(fā)生的反應(yīng)了解較為清楚;在美國有68%的地下水污染物選用該技術(shù)。

技術(shù)特點(diǎn)及局限性：①該技術(shù)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(shí)間內(nèi)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(fù)周期長，對修復(fù)區(qū)域干擾較大。

（2）可滲透反應(yīng)墻技術(shù)（PRB）。可滲透反應(yīng)墻技術(shù)（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(dāng)污染羽狀體通過反應(yīng)墻時(shí)，污染物在可滲透反應(yīng)墻內(nèi)發(fā)生沉淀、吸附、氧化還原、生物降解等作用得以去除或轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)地下水凈化的目的。

可滲透反應(yīng)墻技術(shù)有應(yīng)用前途，但發(fā)展時(shí)間不長，技術(shù)不夠成熟，處理的污染物種類有限，應(yīng)用前景廣闊，但目前為止，國內(nèi)尚未使用這種技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場污染地下水修復(fù)治理。

技術(shù)特點(diǎn)及局限性：①該技術(shù)適用范圍較小，固態(tài)污染物，非水溶性物質(zhì)，重金屬等無機(jī)化合物等污染物;②對當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件要求高;③該技術(shù)應(yīng)用過程要考慮的因素相當(dāng)多，包括：滲透反應(yīng)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(fù)技術(shù)的比較需要考慮場地現(xiàn)狀、開發(fā)計(jì)劃、處置成本等客觀因素，在修復(fù)結(jié)果達(dá)標(biāo)的首要前提下，本方案從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和安全三個(gè)方面對以上修復(fù)技術(shù)進(jìn)行比選。

可滲透反應(yīng)墻技術(shù)的修復(fù)時(shí)間較長，可能在較短時(shí)間內(nèi)無法達(dá)到修復(fù)要求。抽出處理技術(shù)適用范圍廣，能短時(shí)間內(nèi)迅速減低地下水中污染物水平，且抽出修復(fù)污染地下水技術(shù)的修復(fù)效果最好，抽出處理的技術(shù)優(yōu)勢得以發(fā)揮，可行性較高。

2.3地下水抽出修復(fù)技術(shù)可行性分析

目前去除水環(huán)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(xué)方法等，其中沉淀法是一種常見的重金屬廢水處理技術(shù)，其基本原理是在廢水中投加藥劑，使之與污染物發(fā)生物理化學(xué)作用形成沉淀或絮凝體，將污染物從水中分離出來，從而達(dá)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(guān)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(chǎn)生水合氧化鐵（HFO），溶液體系pH值升高能夠使HFO表面去質(zhì)子化，降低其表面正電荷，進(jìn)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(fā)現(xiàn)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(huán)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(jié)論

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

參考文獻(xiàn)

[1]賀維鵬，高源，童麗，等. 強(qiáng)化混凝過程絮體形態(tài)對銻（Ⅴ）去除效果的影響[J]. 環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2015，9（10）：4773-4779.

[2] Du X， Qu F， Liang H， et al. Removal of antimony （III） from polluted surfacewaterusingahybridcoagulation-flocculation–ultrafiltration（CFUF） process[J].ChemicalEngineering Journal，2014，254（4）：293-301.

[3] Guo X J， Wu Z J， He M C. Removal of antimony （V） and antimony （III） from drinking water by coagulation- flocculation-sedimentation （CFS）[J].Water Research，2009，43（17）：4327-4335.