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改性膨润土对土壤污染控制与修复

    

 改性膨润土对土壤污染控制与修复

  改性黏土在土壤污染控制与修复中的应用,主要通过调控土壤或地下水中有机污染物的吸附行为、传质过程及其生物有效性来实现。一般利用土壤和蓄水层物质中含有的黏土,在现场注入阳离子表面活性剂,使其形成有机黏土矿物,用来截住和固定有机污染物,防止地下水进一步污染,并利用原位微生物降解等手段,清理地下水污染。Burris等利用箱式模型证实了上述方法清理地下水污染的可行性。对芳香硝基化合物(NACs),可在土壤或地下水层中注入KCl溶液与黏土原位反应形成K+2黏土截留带,通过KCl与CaCl2比例来调控NACs的吸附2脱附行为;K+2黏土的存在可大大降低NACs生物有效性和毒性。徐远远等[108]研究了溴化十四烷基吡啶(myristyl2pyridiniumbromide,MPB)对黑麦草吸收土壤中菲的影响,结果表明,MPB能增强吸附固定土壤中的菲,显著降低黑麦草吸收积累菲的程度。当MPB添加浓度为600mg/kg-1时,黑麦草根系和茎叶中菲的含量分别降低53%—77%和51%—65%。

  膨润土具有吸水膨胀、能够抵抗很强水压等性能,可用作垃圾填埋场防渗处理材料。但膨润土原土吸附有机污染物的能力非常弱,当渗漏液为一些非极性有机液体时,其渗透速度可比水的渗透速度提高4个数量级,故膨润土原土防渗层很容易被穿透。有机膨润土吸附有机物性能好,作为防渗层后可吸附截留渗漏液中的有机污染物,从而降低其渗漏液穿透能力。此外,长碳链有机膨润土吸附高浓度有机污染物后发生膨胀,可进一步增强膨润土防渗层的抗穿透能力,因此有机膨润土可作为垃圾填埋场和石油储存场所的防渗处理材料。若将有机黏土矿物和传统的钠基蒙脱石混合使用,其中的有机黏土矿物可吸附溶解性有机污染物;而高度分散的钠基蒙脱石可有效地阻止水的流动,是一种更为有效的防渗材料。膨润土2有机膨润土混合防渗材料对有毒有害有机废物的防渗处理具有重要意义。Li等研究表明,膨润土原土做成的防渗层可很好阻挡水的穿透,但不能阻挡硝基苯和庚烷的穿透;而在防渗层中加入少量CTMAB2有机膨润土后,即可使硝基苯和庚烷的穿透能力下降1—2个数量级。Lo等研究发现,汽油穿过CTMAB2有机膨润土和膨润土原土的速率分别为610%×10-9cmΠs和1.6×10-4cmΠs(相差5个数量级),且用有机膨润土做成的防渗层性能非常稳定,基本不会受气候条件的影响,因而是汽油储罐防渗衬里的理想材料。在防渗材料中加入0.1%的TMPA2膨润土后,1,2,42三氯苯的迁移能力降低数十倍。Smith和Jaffe研究了含有机膨润土的填埋防渗材料中苯的迁移情况,在相同的环境条件下,加入有机膨润土可显著延缓苯穿透防渗材料的速度,与未改性的天然膨润土相比,苯穿透防渗材料的时间从4年延迟至大约275年,这样就有可能在污染物穿透防渗材料之前被降解矿化。

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