石灰、粉煤灰改性對(duì)鹽漬土吸附石油污染物行為的影響

李敏 董一凡 上官中華 秦向鵬

摘 要：有效調(diào)控污染物的運(yùn)移是實(shí)現(xiàn)污染土工程再利用的前提。考慮石油污染鹽漬土的特殊性及工程利用的力學(xué)需求，優(yōu)選石灰和粉煤灰為改性材料，結(jié)合靜態(tài)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，研究石灰和粉煤灰對(duì)濱海鹽漬土中石油污染物的吸附解吸行為的影響。結(jié)果表明：?jiǎn)为?dú)的石灰和粉煤灰，對(duì)石油污染物的吸附率分別為26%和14%，兩者聯(lián)合作用時(shí)，吸附率提高到39%，在鹽漬土中加入石灰和粉煤灰可有效提高對(duì)石油污染物的吸附量，加快吸附穩(wěn)定速率;鹽漬土、石灰+鹽漬土、粉煤灰+鹽漬土、石灰+粉煤灰+鹽漬土對(duì)石油的吸附動(dòng)力學(xué)均符合Lagergren二級(jí)動(dòng)力學(xué)非線(xiàn)性方程，聯(lián)合作用可使吸附平衡時(shí)間由400 min縮短至60 min;石灰、粉煤灰有利于吸附賦存于土顆?？紫吨形幢畸}漬土顆粒吸附的呈自由態(tài)的石油;鹽漬土、石灰+鹽漬土、粉煤灰+鹽漬土、石灰+粉煤灰+鹽漬土對(duì)石油污染物的吸附等溫線(xiàn)均為非線(xiàn)性Freundlich模式;石油被解吸的能力依次為鹽漬土>粉煤灰+鹽漬土>石灰+鹽漬土>石灰+粉煤灰+鹽漬土，石灰+粉煤灰對(duì)石油污染物的吸附以化學(xué)吸附為主，具有不可逆性，有助于緩解環(huán)境溫度的影響，增強(qiáng)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：石油污染土;吸附解吸動(dòng)力學(xué);吸附熱力學(xué);石灰;粉煤灰

中圖分類(lèi)號(hào)：TU448

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：2096-6717（2019）02-0053-07

Abstract：Control of pollutant migration is the prerequisite for the reuse of contaminated soil. Considering the properties of contaminated saline soil and the mechanical demand in engineering utilization， lime and fly ash were chosen optimally as treated materials. The influence of lime and fly ash on adsorption-desorption behaviors of oil contamination in inshore saline soil were studied via static and dynamic tests. Results indicate that： under the individual action of lime and fly ash， the oil adsorption rate is increased by 26% and 14%， respectively， and it increases by 39% as combine. As a conclusion， lime and fly ash can effectively increase adsorption rate and improve adsorption rate of oil contamination. Adsorption kinetics of saline soil， lime + saline soil， fly ash + saline soil， lime + fly ash + saline soil on oil contamination conform to the dynamic nonlinear equation of Lagergren second-level dynamics. The adsorption equilibrium time of saline soil was 400 min and it reduced to 60 min for lime and fly ash. Lime and fly ash is beneficial to adsorb the free oil which cannot be adsorbed by saline soil. The adsorption isotherms of saline soil， lime + saline soil， fly ash + saline soil， lime + fly ash + saline soil are non-linear Freundlich models. Adsorption of oil contamination for lime + fly ash? is an irreversible chemical process ， which can help to reduce the influence of ambient temperature and enhance stability.

Keywords：oil contamination soil; adsorption-desorption kinetics; adsorption thermodynamics; lime; fly ash

石油作為一種含有多種烴類(lèi)及少量其他有機(jī)物的復(fù)雜混合物，存在致癌、致畸、致突變的風(fēng)險(xiǎn)[1]。石油污染土體后，一部分被土顆粒中的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)吸附，另一部分則會(huì)在水動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下，繼續(xù)向土體內(nèi)部遷移，造成大面積的土體污染[2-4]。被土顆粒吸附的石油具有不穩(wěn)定性，溫度、含水率等因素的變化均會(huì)使被土顆粒吸附的石油重新發(fā)生解吸，成為二次污染源[5-6]。改性固化以實(shí)現(xiàn)其工程再利用是污染土的處置理念之一[7]，有效控制土中污染物的遷移是需解決的關(guān)鍵問(wèn)題[8-9]。

針對(duì)土體與石油間吸附性的研究集中于非鹽漬土：水中細(xì)小的油微粒在黃土表面上的粘附速度很快，10 min即可基本達(dá)到平衡[10]。石油的吸附量與土壤粒徑及pH值的大小成反比，并隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的升高而增大[11]。由于蒙脫石比表面積較大，且含有部分金屬離子，當(dāng)土中加入蒙脫石等吸附劑進(jìn)行改性后，對(duì)石油的吸附量有很大提高[12]。Linear吸附關(guān)系可描述原油在土體中的吸附狀況，有機(jī)質(zhì)含量會(huì)影響原油的吸附量[13];較高的介質(zhì)鹽度和較低的溫度有利于重油在沉積物上的吸附，吸附速率方程可用偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型描述[14];高嶺石對(duì)瀝青質(zhì)的吸附等溫線(xiàn)符合Langmuir吸附等溫式[15];多環(huán)芳烴類(lèi)物質(zhì)濃度為100～1 000 μg/L時(shí)，土體對(duì)芳烴類(lèi)物質(zhì)的吸附符合Freundlich等溫吸附模型[16]。