重金屬污染具有污染范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱蔽、無法生物降解等特點,并可能通過食物鏈不斷在生物體內(nèi)富集,最終在人體內(nèi)積累,對健康有害。重金屬固化/穩(wěn)定化土壤修復(fù)技術(shù)是指利用物理或化學方法固定土壤中的有害污染物,或?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化為化學上無活性的形式,阻止其在環(huán)境中遷移擴散,從而降低污染物毒性的修復(fù)技術(shù)。
目前常用的固化/穩(wěn)定化技術(shù)主要有以下幾種:
(1)水泥、石灰、粉煤灰等無機材料的固化;
(2)固化瀝青、聚乙烯等熱塑性有機材料和脲醛、聚酯等熱固性有機材料;
(3)玻璃化技術(shù);
(4)穩(wěn)定劑,如硫酸亞鐵、磷酸鹽、氫氧化鈉和聚合物有機物。由于技術(shù)和成本的原因,無機材料如水泥、石灰、粉煤灰和硫酸亞鐵被廣泛用作固化/穩(wěn)定的添加劑。
水泥:
水泥是一種無機膠凝材料,經(jīng)過水化反應(yīng)后能產(chǎn)生堅硬的水泥固化體。水泥固化的機理是重金屬可以通過吸附、化學吸收、沉降、離子交換、鈍化等方式與水泥發(fā)生反應(yīng)。最后以氫氧化物或絡(luò)合物的形式留在水泥水化形成的水化硅酸鹽膠體表面。同時,水泥的加入也為重金屬提供了堿性環(huán)境,抑制了重金屬的滲透。
石灰:
應(yīng)用石灰、粉煤灰、鋼渣、高爐渣等堿性物質(zhì)或
鈣鎂磷肥、硅肥等堿性肥料,可以提高土壤pH值,促進重金屬沉淀硅酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物。石灰對土壤重金屬的主要作用是提高土壤pH值,Ca2+對Cd2+有拮抗作用。因此,石灰被認為是抑制鎘污染、促進酸性土壤中植物吸收鎘的有效措施。
硫酸亞鐵:
添加化學物質(zhì)的目的是改變土壤的理化性質(zhì),通過pH控制技術(shù)、氧化還原電位技術(shù)、沉淀技術(shù)、吸附技術(shù)和離子交換技術(shù)改變土壤中重金屬的存在狀態(tài),從而降低其生物有效性和遷移性。硫酸亞鐵價格相對較低,大量使用硫酸亞鐵可以降低成本。污染土壤與硫酸亞鐵的混配主要包括污染運輸車輛卸土、土堆整形、化學品撒布、污染土壤化學品混配、按照小試確定的化學質(zhì)量/污染土壤質(zhì)量比添加修復(fù)化學品。首先在污染土壤表面加入硫酸亞鐵,然后將硫酸亞鐵和土壤盡可能長時間攪拌混合,保證硫酸亞鐵藥劑和土壤的均勻性,使硫酸亞鐵藥劑與污染土壤充分接觸。