01、高錳酸鉀修復(fù)土壤反應(yīng)機(jī)理
化學(xué)氧化土壤修復(fù)中所使用的高錳酸鹽一般為高錳酸鉀(KMnO?)和高錳酸鈉(NaMnO?)。高錳酸鉀是固體晶體,利用與水一定比例的混合,可獲得濃度不高于4%的溶液,但其固體本質(zhì)使得高錳酸鉀的傳送受到限制。高錳酸鈉一般為液態(tài)(濃度約為40%),經(jīng)稀釋后使用。高錳酸鈉的高濃度賦予其更高的靈活性。
高錳酸鉀(KMnO?)是一種常用的氧化劑,高錳酸鉀在酸性溶液中具有極強(qiáng)的氧化性,反應(yīng)式為:MnO??+8H?+5e?=Mn2?+4H?O
高錳酸鉀在中性條件下的.大特點(diǎn)是反應(yīng)生成二氧化錳,由于二氧化錳在水中的溶解度很低,便以水合二氧化錳膠體的形式由水中析出。也正是由于水合二氧化錳膠體的作用,使高錳酸鉀在中性條件具有很高的去除水中微污染物的功能,而在處理土壤中的有機(jī)污染物時(shí),則是在酸性條件下更佳。
02、適宜高錳酸鉀處理的有機(jī)物:
含氯溶劑:PCE,TCE,DCE,VC
五氯苯酚/PCP,甲酚,2,3-二氯苯酚
多環(huán)芳烴(PAHs): 萘,菲,苯并芘
芳香族化合物(不包括苯)
總石油烴(TPHs)
爆炸物(TNT,RDX,HMX)
一些農(nóng)藥
03、高錳酸鉀應(yīng)用于土壤修復(fù)的優(yōu)勢(shì)
(1)單組分氧化劑
完全礦化氯化乙烯等含氯乙烯
無需復(fù)配其他化合物
無需活化或催化
注入的總體積減少
能降低注射成本
(2)pH適用性好
無需調(diào)節(jié)pH值
減少注入設(shè)備和設(shè)施的腐蝕
(3)化學(xué)持久性
平流和擴(kuò)散主要傳輸機(jī)制
不依賴壓力和反應(yīng)
持久的氧化劑
處理從基質(zhì)中解吸的化合物
擴(kuò)散到緊密的基質(zhì)
(4)顏色示蹤
高錳酸鉀溶液顏色非常明顯,無需示蹤劑
04、高錳酸鉀土壤修復(fù)技術(shù)施工工藝
1、原位注射
2、水平分層壓裂
3、攪拌混合
很多人會(huì)擔(dān)心使用高錳酸鹽后會(huì)殘留顏色(紫紅或紅色),其實(shí)只要配比、使用合適,高錳酸鹽與污染物反應(yīng)后,土壤會(huì)呈現(xiàn)本身顏色。
05、高錳酸鉀土壤修復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例
(1)倫敦奧運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館
2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)是近年來規(guī)模.大的重建項(xiàng)目之一。該區(qū)域位于倫敦東部,該地區(qū)上曾經(jīng)存在有很多的工業(yè)化程度很高的工廠。包括一個(gè)染料廠,一個(gè)石油精煉廠,家具制造廠,化工廠和廢料金屬回收廠,遺留下了嚴(yán)重的土壤和地下水污染物問題。
主要的污染物包括氯化溶劑(三氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷和相關(guān)的分解產(chǎn)物)、游離和溶解相的烴類、多環(huán)芳烴(PAHs)和砷。
在2010年6月和12月進(jìn)行了兩次注射,在兩輪中注射了288噸高錳酸鉀。檢測(cè)結(jié)果顯示對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)顯示出很高的污染物破壞率,只有少量的微量元素殘留。
(2)Carus公司承接的原位化學(xué)氧化修復(fù)項(xiàng)目
2018年年底,該項(xiàng)目場(chǎng)地為搬遷化工廠主要污染物為TCE、DCE,污染物濃度750μg/L,藥劑投加量約為5g/kg,修復(fù)后污染物濃度為不可檢出,滿足修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。
平均..混合340噸土壤。直到在場(chǎng)地內(nèi)土壤達(dá)到均勻的紫色,混合過程才完成。2019年初的檢測(cè)結(jié)果顯示對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)顯示出很高的污染物破壞率,只有少量的微量元素殘留。
結(jié)語
高錳酸鉀在國外土壤修復(fù)領(lǐng)域應(yīng)用的非常多,至今在..已經(jīng)修復(fù)了數(shù)千塊場(chǎng)地。目前,在國內(nèi)土壤修復(fù)領(lǐng)域,高錳酸鉀土壤修復(fù)技術(shù)也將越來越受到重視。