改性膨潤(rùn)土對(duì)土壤污染控制與修復(fù)

　　改性黏土在土壤污染控制與修復(fù)中的應(yīng)用,主要通過調(diào)控土壤或地下水中有機(jī)污染物的吸附行為、傳質(zhì)過程及其生物有效性來實(shí)現(xiàn)。一般利用土壤和蓄水層物質(zhì)中含有的黏土,在現(xiàn)場(chǎng)注入陽離子表面活性劑,使其形成有機(jī)黏土礦物,用來截住和固定有機(jī)污染物,防止地下水進(jìn)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等利用箱式模型證實(shí)了上述方法清理地下水污染的可行性。對(duì)芳香硝基化合物(NACs),可在土壤或地下水層中注入KCl溶液與黏土原位反應(yīng)形成K+2黏土截留帶,通過KCl與CaCl2比例來調(diào)控NACs的吸附2脫附行為;K+2黏土的存在可大大降低NACs生物有效性和毒性。徐遠(yuǎn)遠(yuǎn)等[108]研究了溴化十四烷基吡啶(myristyl2pyridiniumbromide,MPB)對(duì)黑麥草吸收土壤中菲的影響,結(jié)果表明,MPB能增強(qiáng)吸附固定土壤中的菲,顯著降低黑麥草吸收積累菲的程度。當(dāng)MPB添加濃度為600mg/kg-1時(shí),黑麥草根系和莖葉中菲的含量分別降低53%—77%和51%—65%。

　　膨潤(rùn)土具有吸水膨脹、能夠抵抗很強(qiáng)水壓等性能,可用作垃圾填埋場(chǎng)防滲處理材料。但膨潤(rùn)土原土吸附有機(jī)污染物的能力非常弱,當(dāng)滲漏液為一些非極性有機(jī)液體時(shí),其滲透速度可比水的滲透速度提高4個(gè)數(shù)量級(jí),故膨潤(rùn)土原土防滲層很容易被穿透。有機(jī)膨潤(rùn)土吸附有機(jī)物性能好,作為防滲層后可吸附截留滲漏液中的有機(jī)污染物,從而降低其滲漏液穿透能力。此外,長(zhǎng)碳鏈有機(jī)膨潤(rùn)土吸附高濃度有機(jī)污染物后發(fā)生膨脹,可進(jìn)一步增強(qiáng)膨潤(rùn)土防滲層的抗穿透能力,因此有機(jī)膨潤(rùn)土可作為垃圾填埋場(chǎng)和石油儲(chǔ)存場(chǎng)所的防滲處理材料。若將有機(jī)黏土礦物和傳統(tǒng)的鈉基蒙脫石混合使用,其中的有機(jī)黏土礦物可吸附溶解性有機(jī)污染物;而高度分散的鈉基蒙脫石可有效地阻止水的流動(dòng),是一種更為有效的防滲材料。膨潤(rùn)土2有機(jī)膨潤(rùn)土混合防滲材料對(duì)有毒有害有機(jī)廢物的防滲處理具有重要意義。Li等研究表明,膨潤(rùn)土原土做成的防滲層可很好阻擋水的穿透,但不能阻擋硝基苯和庚烷的穿透;而在防滲層中加入少量CTMAB2有機(jī)膨潤(rùn)土后,即可使硝基苯和庚烷的穿透能力下降1—2個(gè)數(shù)量級(jí)。Lo等研究發(fā)現(xiàn),汽油穿過CTMAB2有機(jī)膨潤(rùn)土和膨潤(rùn)土原土的速率分別為610%×10-9cmΠs和1.6×10-4cmΠs(相差5個(gè)數(shù)量級(jí)),且用有機(jī)膨潤(rùn)土做成的防滲層性能非常穩(wěn)定,基本不會(huì)受氣候條件的影響,因而是汽油儲(chǔ)罐防滲襯里的理想材料。在防滲材料中加入0.1%的TMPA2膨潤(rùn)土后,1,2,42三氯苯的遷移能力降低數(shù)十倍。Smith和Jaffe研究了含有機(jī)膨潤(rùn)土的填埋防滲材料中苯的遷移情況,在相同的環(huán)境條件下,加入有機(jī)膨潤(rùn)土可顯著延緩苯穿透防滲材料的速度,與未改性的天然膨潤(rùn)土相比,苯穿透防滲材料的時(shí)間從4年延遲至大約275年,這樣就有可能在污染物穿透防滲材料之前被降解礦化。