化學淋洗技術是指借助能促進土壤環境中污染物溶解或遷移作用的溶劑,通過水力壓頭推動清洗液,將其注人到被污染土層中,然后再把包含有污染物的液體從土層中抽提出來,進行分離和污水處理的技術。清洗液可以是清水,也可以是包含沖洗助劑的溶液,清洗液可以循環再生或多次注入地下水來活化剩余的污染物。如果收集來的地下水不能循環再利用,需要對廢水進行處理。
由于化學淋洗過程的主要技術手段在于向污染土壤注射溶劑或“化學助劑”,因此,提高污染土壤中污染物的溶解性和它在液相中的可遷移性是實施該技術的關鍵。這種溶劑或“化學助劑”應該是具有增溶或能改變污染物化學性質的物質。化學淋洗技術適用范圍較廣,可用來處理包括鉻鹽的重金屬無機污染物。
化學淋洗技術既可以在原位進行修復,也可進行異位修復。在原位修復時,該技術主要用于處理地下水位線以上、飽和區的吸附態污染物。
一般而言,受
重金屬污染的土壤可采用酸淋洗法處理。
酸淋洗法是以稀酸溶液(如稀鹽酸、檸檬酸、磷酸、醋酸等)作為受重金屬污染土壤的萃取劑,當酸性萃取劑淋洗受污染土壤時,將與土壤中的重金屬發生作用,并將重金屬于酸液中溶出。酸洗法為一種使用酸性萃取劑來達到分離土壤中重金屬的化學處理技術。
酸淋洗法技術的處理流程,一般可分為前處理、萃取、淋洗分離、淋洗廢酸再生或處理、后處理等5個步驟,各步驟說明如下:
1)前處理:土壤經自然風干后,先去除其中所含的植物殘體及篩除礫石;
2)萃取:針對欲萃取的重金屬,選擇適當的酸液(如稀鹽酸、檸檬酸、醋酸、磷酸等)及調配成為適當濃度的酸性萃取劑。受污染土壤經與酸性萃取劑作用后,使土壤中的重金屬于酸液中溶出;
3)淋洗分離:土壤與酸性萃取劑作用完成后,以水淋洗土壤,使土壤與萃取劑分離;
4)淋洗廢酸再生或處理:土壤與酸性萃取劑作用完成后產生的淋洗廢酸,可經再生處理回收酸液供循環再利用,并回收重金屬;或將淋洗廢酸進行處理,不回收酸液及重金屬,其處理后產生的重金屬污泥,則使用固化的方法做最終處置;
5)后處理:受重金屬污染的土壤經過酸淋洗處理后,需加入堿劑(如碳酸鈣)以中和處理后土壤的酸性,使得進行后續回填處理。
決定化學淋洗技術是否可行、是否有效,以及處理費用的關鍵因素在于土壤性質,包括團粒大小分布、團粒形狀及質地、土壤礦物組成、孔隙度、飽和度、土壤結構等,對特定土壤類型,前三個因素是沒有變化的,而土壤礦物組成以及飽和度依賴于土壤所在地區。
土壤團粒大小分布在很大程度上影響著土壤的滲透性。隨著土壤團粒體積的降低,土壤滲透性也相應隨著降低,因為水的流動被小的顆粒所阻隔。不僅土壤團粒大小影響滲透性,土壤顆粒形狀及質地也能影響滲透性,延伸狀或不規則形狀的土壤團粒形成非流線型的孔徑,影響水的流動。而質地粗糙的土壤,對水的流動增加了摩擦力,也降低土壤的滲透性。
土壤淋洗技術最適用于沙地或砂礫土壤、沖積土和濱海土等,因為砂質土不能強烈吸附污染物,因而只要經過初步的淋洗就能達到預期目標。而質地較細的土壤如紅壤、黃壤等與污染物之間的吸附作用較強,通常要經過擦洗多次淋洗才能奏效。