土壤修复材料？

在重金属污染土壤修复过程中，稳定化材料的用量为表观参数之一。在实验室小试试验和工程应用中，多以“投加比”的概念量化稳定化材料的用量。以固体稳定化材料为例，其投加比为稳定化材料与污染土的质量比，常见数值范围为0.5%~10.0%，在个别极端的稳定化修复情景中，如使用固化剂成分或酸碱调节剂成分时，总体投加比可能会超出10.0%。基于稳定化工艺的实际条件需求，从以下几个方面简略分析稳定化材料投加比的设计思路和实用方法。

一、基于理论反应的材料用量设计思路

材料用量的设计思路，与材料自身的设计密切相关。此部分内容可参考《重金属污染土壤稳定化修复材料——基于理论原理和实践条件的设计思路》。单独针对稳定化材料投加比的设定，也需严谨遵循物质反应的客观过程。基础思路可分为两类，即准确化学计量条件和可预期化学平衡条件。

1）准确化学计量条件下

在水溶液中，物质的物理化学反应过程，是可以通过检测和监测手段完成精确计量的，但需要提前确认该过程所产生的产物化学组成。在原理相对清晰或反应较为简单的情况下，可以基于产物组成，逆向计算转化特定量污染物所需修复材料的用量（前提是，修复材料也具有精确的化学组成分析数据）。

2）可预期化学平衡条件下

在某些过程如溶解/沉淀过程、酸/碱过程、吸附/解吸过程中，体系条件参数是随着反应进行而变化的，仅仅基于化学计量比的简单方式，所得结果误差较大。利用化学平衡方法，引入条件参数的变化影响，可使预期修复材料的用量计算更为精准。

二、基于溶液体系的材料用量设计方法

土壤环境中，基于风险评估方法所设定污染物和稳定化材料的相互作用，本质上为基础物理化学反应为形式的过程。与水相等均相体系的物理化学反应过程相似，土壤体系的稳定化过程更多是通过水溶液体系完成传质以使物质固相表面直接接触反应、或直接在水溶液体系中完成反应历程。从这个角度来看，忽略掉部分环境因素条件，建立与土壤环境体系对应的水相修复体系，对于前者有很直接的数据参考价值。

1）材料遴选

在相似反应机理和条件下，不同反应物也对应不同的实际效果。如反应物向产物的物质转化率、化学反应速率、产物稳定性等，均可能有很大差异。在这些性能中，选择优势性能作为评价标准，更有可能筛选出潜力组分，其所形成的产品也更高效性，在用量上同比具有更大优势。

2）材料组合

当涉及多种组分材料组合或搭配时，其在水相中尘弊友不同的作用过程可能会相互干扰，甚至，组分间发生反应形成新产物也是有可能的。这些过程均可能消耗原始组分或功能性组分，且消耗量有可能高于实际发挥效果的用量，从而造成实际使用量要远远大于理论设计量。

3）机理验证

不同材料用量在水相中的作用机制类似，但亦有可能产生不同的反应结果。当用量梯度足够大时，更有可能发生“拐点”现象，反而效果适得其反。针对此，验证用量与性能的关联规律，往往可得到最佳用量值。

4）性能评价

随着材料用量变化，可能出现的性能曲线派槐类型包括“突跃”、“拐点”、“平台”等等，可根据实际数据截取最富效果阶段作为参考来完成材料用量的精细控制。

5）经验校正

在很多情况下，如修复材料非高纯度化学品、无法获知具有修复能力的活性元素或活性组分的真实含量，或反应过程对体系条件参数敏感等，往往可基于上述思路进行参数盲设，在得到多批次批量试验数据后，形成稳定的经验性数据供参考。

三、基于土壤体系的材料用量设计策略

土壤系统，因组成涉及三相，更为复杂、多卜纳变。稳定化材料在水土气三相中均可能存在或传质。如，粒径或密度较小的粉体材料易受物理扰动形成粉尘扩散、漂浮至空气中，造成少量损失；易溶性材料在水分过量环境中，受空间过大影响，无法全部充分与污染物接触，实则为无效用量。此种现象，在土壤颗粒为主的固相环境中，易有不同形式的体现。

1）土壤颗粒封闭性

在很多修复场景中，黏土质土壤经常存在，其遇水形成厘米级团块或更大泥块，具有一定的黏性和封闭性，无法快速风干、破碎或混拌，外加材料往往附于块体表面，形成“元宵体”，且在大方量堆存时多滚落于底部位置。再者，除了黏性较高土壤外，具有一定硬度的土壤或固废、危废，也存在着表面可触、内部封闭的问题，如埋深较大的胶质土，高硬度的渣类物质，均属于“自闭型”修复对象。即便通过遴选或试验，寻找到了合适的稳定化材料，但从物理工艺上，是无法支撑稳定化材料充分发挥效果的，甚至过量施用亦无济于事，故，有计划的安排时间、人力、设备，提前将污染土等做好晾干、破碎等预处理，反而更有利于控制稳定化材料的用量和提升其修复效果。

2）其他污染物竞争消耗

一般来讲，材料的设计是针对项目所设计的目标污染物的。但客观来看，污染土壤中不只存有目标污染物，还有可能存在其他的无机重金属物质或有机类物质，甚至大量的微生物群落。这些客观存在的、计划外的物质，是有可能与外源性稳定化材料进行一定接触且消耗的。当此类物理、化学、生物过程占比过大时，可以将外源性稳定化材料消耗殆尽，而于施用者而言，主观上仅仅得到修复无效的表观结论。如此，竞争消耗反而带来了思路误导，影响了材料的选用和用量的控制。此种前提，需在初始调查摸排阶段尽量了解真实的复杂情况，以便做好非目标污染物干扰的排出，必要时，加大设定用量或引入其他特异性屏蔽物质。

3）非污染物类物质消耗（包括土壤颗粒本身）

除了所关注的目标污染物和其他存在潜在竞争消耗的非目标污染物，行业内亦常常忽视土壤本体作为一种固相介质所具有的消纳能力。当土壤颗粒足够细小时，其表现出来的活跃性亦符合常规材料类的尺寸效应规律。其固相界面可大量吸附结合甚至反应掉离子态、固态的外源性物质，当这种形式的作用足够强烈时，外源性稳定化材料对于目标污染物已是减量的、低活性物质，效果自然不济。一般来讲，这种背景消耗是无法避免，也是需要设计材料用量时必须考虑到的一部分必要消耗。

图1 几种稳定化修复材料用量在污染土壤修复实践中的相关性

四、基于土修工程的材料用量设计策略

鉴于上述提到的几个角度，材料的用量设计和经验校正，需要参考的前提条件是比较多的。而在规模化施工过程中，这些前提条件则会更加直白的展露于从业人员面前。

1）土壤粒径更大

在实际工程项目中，由于场地特殊性质，土壤团块的直观尺寸往往令人伤神。笔者曾经历过方级或半方级大小的土壤团块。此种情景中，所谓稳定化效果的保障，更多还是依靠施工计划的前瞻性准备和大量的工程操作。如此，才算是“有药可用，且药有可用”。

2）污染不均质

当场地污染面积或涉及方量较大时，如万方级别，或十万方级别，土壤中重金属污染的空间差异性较为显著，一般来讲，若能实行精细化施工，则可形成细化方案，设置含不同用量在内的材料工法参数，而不能实行精细化施工时，则需从重修复，以避免局部出现缺量修复。

3）混拌限度

目前，行业常用的药土混合设备多为一体式或单体式的搅拌装置，其在1 ~ 2次重复操作后，基本上可完成工程要求，但其混拌精细程度多停留在公斤级，在当前技术和经济双重条件要求下，无法更进一步细混。

鉴于此，对于土壤稳定化材料用量的设计，一般需要从以下几个点来出发：一是基于理论原理和基础性试验确定精准的理论用量，即“理论畴”；二是基于土壤特性和工程条件确定稳妥的保险用量，即“实践畴”；三是结合材料设计经验和临场施工经验，确认介于“理论畴”和“实践畴”之间的中间值，在能“包”住风险、保障修复效果的同时，也能将尽量提升材料的经济效率，即“容错畴”。

以水泥、石灰、草灰为基础材料的固化稳定土壤修复技术使用广泛，而水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)，包括少量的硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3)，是由石灰石（碳酸钙CaCO3）和粘土在高温加热产生的，其特点是遇水产生化学反应，水干凝结成块，水凝胶性强。正式利用水泥的水凝胶特性，在混合土壤的时候，尤其是土壤中污染物以离子形态存在，等待水泥凝结，污染物离子便一起凝结在水泥中，然后回收水泥块便可达到降低土壤中污染物浓度逐步达到土壤修复的目的。而石兄衫灰和草灰的土壤修复效果则是遇水产生沉淀，利用沉淀吸附污染物离子再回收沉淀。而且水泥和石灰液体一般呈碱性，而污染物离子液体则呈酸性，混合后可以降低土壤的酸碱度，利于污染物从酸盐变成碱盐或者沉淀，从而达到修复土壤。

聚乙烯和水沥青等塑形材料因其碳吸性强，可直接混合土壤吸附一些颗咐段粒较大的污染物，这种方法优点是材料是固体，方便回收，对土壤无二次污染。

尿素、双氧水等氧化性无机化合物，其氧化性强，可对土壤中重金属反应氧羡简腔化成成无污染的离子盐，比如汞。尤其是突发性的汞单质泄漏污染，可迅速采取这种方法，修复效果强，时间短。但这种方法的缺点是应用范围小，可能会造成二次污染以及修复后土壤再利用价值低等。

玻璃、砂子等玻璃质固化稳定土壤修复材料主要成分是石英，主要特点便是硬度高、耐酸碱性强、耐冷热强和化学稳定性高。将玻璃、砂子等玻璃质碾细致，其颗粒硬度该，凌角锋利，适用于污染物颗粒较大的土壤，混合后翻滚，可将土壤中污染物颗粒磨细，方便下一步采取其他措施分离出。

常见的土壤修复固化稳定技术材料，应该事先评估受污染土壤体积、污染程度、污染物和修复后土壤再利用价值等因素后再决定使用哪种材料，才能正确的高效的达到土壤修复目的。

1、热力学修复技术：利用热传导（热毯、热井或热墙等）或热辐射（无线电波加热等实现对污染土壤的修复。

2、热解吸修复技术：以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上，使吸附土壤中的有卜猜机物挥发成气态后再分离处理。

3、焚烧法：将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质（挥发性和半挥发性）分解成低分子的烟气，经过除尘、冷却和净化处理，使烟气达到排放标准。

4、土地填埋法：将废物作为一种泥浆，将污泥施入土壤，通过施肥、灌溉、添加石灰等方式调节土壤的营养、湿度和pH值。

5、化学淋洗：借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂，在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。

6、堆肥法：利用传统的堆肥方法，堆积污染土壤，将污染物与有机物（稻草、麦秸、碎木片和树皮等）、粪便等混合起来，依靠堆肥过程中的微生物作用来降解土壤中难降解的有机污染物。

7、植物修复：运用农业技术改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件，使之适于种植，并通过种植优选的植物及其根际微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物，恢复重建自然生态环境和植被景观。

8、渗透反应墙：是一种原位处理技术，枯芹在浅层土壤与地下水，构筑一个具有渗透性、含有反应材料的墙体，污染水体经过墙体时其中的污染物与墙内反应材料发生物理、化学反应而被净化除去。

9、生物修复：利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。

其中微生物修复技术是利用微生物（土著菌、外来菌、基因工程菌）对污染物的代谢作用而转化、降解污染物，主要用于土壤中有机污染物的降解。通过改变各种环境条件如：营养、氧化还原电位、共代谢基质，强化微生物降解作用以达到治理目的。

微生物修复技术有：强化自然递减(Enhanced natural attenuation)、没弊毕生物堆制法(Biopiles)、堆肥法(Composting)以及氧化还原交替法(Sequential A/O treatment)。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs（多环芳烃）污染修复，石油烃污染土壤修复，农药污染土壤修复等。微生物修复技术的优点是费用低、易操作、没有二次污染等。

采用工程、物理化学和化学方法修复重金属污染土壤，具有一定的局限性，难以大规模处理污染土壤，并且能导致土壤结构破坏，生物活性下降和土壤肥力退化。生物修复是一项高效修复技术，具有良好的社会、生态综合效益，容易被大众接受，具有广阔的应用前景。

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。

在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。

下面介绍下最常用的方法和困昌租最具有效的修复方法：就是利用土壤修复调理剂修复被污染土壤。

土壤修复调理剂

盐渍化土地调理

重金属污染修复

土壤修复改良剂

沸石具有极强的吸附性、离子交换性、催化性、耐酸碱性、耐辐射性，无毒无害无残余，对土壤污染治理、改善土壤贫瘠化、盐渍化、解决土壤板结等题具有显著效果，是治理土迅闭壤污染，发展绿色农业、有机农业的理想产品。

 治污染：去除重金属污染、放射性污染。

■ 通过沸石与重金属元素发生吸附、离子交换等反应，可将土壤中的镉、铬、铅、砷、汞等重金属污染物，以及锶、铯等放射性元素固化、钝化在沸石孔腔中，降低其生物有效性和在土壤中的迁移性，减少农作物吸收污染物质和向食物链转移的风险，避免人们食用受污染的农作物而产生的中毒威胁。

■ 特别是沸石具有耐辐射性，对锶、铯等放射性元素具有极好的去除作用，这是其他修复药剂或环保材料所不能实现的功能。

土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。

土壤修复技术归纳起来常用的有以下几种：

1、热力学修复技术，利用热传导，热毯、热井或热墙等，或热辐射，无线电波加热等实现对污染土汪兆壤的修复。

2、热解吸修复技术，以加热方式将受有机物污染的土壤加热至有机物沸点以上使吸附土壤中的有机物挥发成气态后再分离处理。

3、焚烧法，将污染土壤在焚烧炉中焚烧，使高分子量的有害物质?挥发性和半挥发性，分解成低分

地富原土壤生态修复材料以改性层状硅酸盐为载体，自身具备的多孔、吸附和缓释的特性，实现固水固肥、水肥缓释、修复土壤团粒结构等功能。

 回答者: 我爱你Je7 1个回答

土壤修复剂的主要成分

答：土壤修复改良剂一种孝拿谨新型性状为粉剂的生物菌种，具有繁殖快速、生命力强、安全无毒、耐高温，在造粒烘干过程中不失活，能长期保存等特点；含有丰富且高价值活性菌，具有改良土壤结构的功效。由多种益生菌组成，使土壤内有益菌群大量增加恢复土壤...

 回答者: fly消失的光年 1个回答

什么是土壤修复

答：土壤修复是使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措施。 在土壤修复行业，已有的土壤修复技术达到一百多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三种方法。 下面介绍下巧基最常用的方法和最具有效的修复方法：就是利用土壤修复调理剂修复...

 回答者: m2mfeng 3个回答 5

请问改良土壤需要的材料有那些？

答：采取敏绝相应的农业、水利、生物等措施，改善土壤性状，提高土壤肥力的过程称为土壤物理改良。具体措施有：适时耕作，增施有机肥，改良贫瘠土壤；客土、漫沙、漫淤等，改良过砂过黏土壤；平整土地；设立灌、排渠系，排水洗盐、种稻洗盐等，改良盐碱..