目前,土壤淋洗修復(fù)技術(shù)研究的核心方向是能夠?qū)ふ乙环N合適的藥劑,可以有效清除污染土壤中以各種形式賦存的重金屬元素,同時(shí)該淋洗藥劑的加入又不會(huì)嚴(yán)重影響土壤自身的理化性質(zhì)和生物結(jié)構(gòu),同時(shí),淋洗劑還要具有價(jià)格便宜,容易生產(chǎn)等性質(zhì)。
目前,國(guó)內(nèi)外研究的土壤淋洗劑大概可以分為三類:無(wú)機(jī)淋洗劑、螯合劑和表面活性劑。
無(wú)機(jī)淋洗劑
常用的無(wú)機(jī)淋洗劑包括水、無(wú)機(jī)酸和無(wú)機(jī)鹽的作用方式與其種類有關(guān)。水是最簡(jiǎn)單的淋洗劑,主要清除土壤中可溶性的重金屬鹽。無(wú)機(jī)酸水解產(chǎn)生h,一方面,h與吸附在土壤顆粒上的重金屬進(jìn)行離子交換使其解吸;另一方面,酸性溶液也能夠分解金屬氧化物,從而清除土壤中的重金屬。熱的酸溶液有利于提高重金屬覺(jué)得去除率。無(wú)機(jī)鹽可以與重金屬形成可溶性整合物,促進(jìn)重金屬的溶解;
無(wú)機(jī)淋洗劑能夠有效去除土壤中的重金屬元素,無(wú)機(jī)淋洗劑和重金屬反應(yīng)速度快,無(wú)機(jī)淋洗劑的成本低,然而,在使用土壤淋洗劑的過(guò)程中,無(wú)機(jī)淋洗劑會(huì)破壞土壤的物理、化學(xué)性質(zhì),同時(shí)還會(huì)使土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分下降
天然螯合劑
螯合劑可以通過(guò)螯合反應(yīng)與土壤中的重金屬離子形成穩(wěn)定的可溶性螯合物,提高土壤中重金屬的溶解度,使得重金屬?gòu)耐寥李w粒表面解吸進(jìn)入溶液,從而達(dá)到修復(fù)重金屬污染土壤的目的,可以將螯合劑分為人工螯合劑和天然螯合劑兩類。
人工螯合劑是值氨基多羚酸類螯合劑,其特定的基團(tuán)可以與重金屬生成穩(wěn)定的螯合物。目前廣泛使用的人工螯合劑包括二胺四乙酸、環(huán)己烷二胺四乙酸、羚乙基乙二胺三乙酸等,乙二胺四乙酸對(duì)于大多數(shù)重金屬具有良好的萃取性能,是土壤淋洗修復(fù)過(guò)程中廣泛使用的藥劑,國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)乙二胺四乙酸的淋洗條件和機(jī)理進(jìn)行了比較深入的研究和探討,然而,由于在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)乙二胺四乙酸在土壤中難以降解,殘留在土壤中的乙二胺四乙酸和重金屬絡(luò)合物可能會(huì)造成土壤的二次污染,因此,研究人員逐漸將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)向具有生物可降解性的新型人工螯合劑,EDDS、IDSA、MGDA、GLDA、HIDS等新型人工螯合劑,在土壤中容易分解,因而環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)小,是目前人工螯合劑研究的重要研究方向。
天然螯合劑酸性較無(wú)機(jī)酸溫和,有較好的生物降解性,在土壤中容易分解,不會(huì)造成二次污染。天然螯合劑包括檸檬酸、醋酸、蘋(píng)果酸、草酸、酒石酸等低分子有機(jī)酸和胡敏酸、富有酸等天然有機(jī)物。有機(jī)酸根能與大部分重金屬形成可溶性螯合物,增強(qiáng)重金屬的活性。天然有機(jī)物則根據(jù)與重金屬形成的螯合物的性質(zhì),決定重金屬在土壤中的移動(dòng)性。如富里酸一般與重金屬形成可溶性的螯合物,增加了重金屬的遷移性;
表面活性劑
表面活性劑能夠降低溶劑的表面張力,其分子結(jié)構(gòu)均由非極性的親 油基團(tuán)和極性的親水基團(tuán)構(gòu)成。表面活性劑通過(guò)增溶作用和離子交換作用,使得重金屬的表面性質(zhì)發(fā)生顯著改變,從而提高配位體在溶劑中的溶解性。一般情況下,陰離子表面活性劑對(duì)于土壤中的重金屬陽(yáng)離子有較好的去除效果。