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污染场地修复-原位冲洗法

Abs:原位冲洗法是用合适的溶液来冲洗污染区，从而去除土壤中的污染物。冲洗溶液通过增溶，形成乳状物，或者化学反应，使污染物流动性加强。流经污染热区，携带污染物的液体通常被收集并泵送到地表进行处置、再循环，或是经过现场处理后重新注入地下水层。

原位冲洗法是用合适的溶液来冲洗污染区，从而去除土壤中的污染物。冲洗溶液通过增溶，形成乳状物，或者化学反应，使污染物流动性加强。流经污染热区，携带污染物的液体通常被收集并泵送到地表进行处置、再循环，或是经过现场处理后重新注入地下水层。

类似于泵出处理工艺，污染物的可溶性、脱附速率（例如污染物从固相到液相缓慢的脱附过程）、低渗透性土层以及其它土层中异质性都会影响冲洗的效果。针对顽固的污染物一般可以使用有针对性的化学增强型冲洗溶液；不过在场调过程中没有勘查到、或实施过程中没有考虑到的土层异质性仍然有可能减弱冲洗效果。

水、酸性水溶液、碱性溶液、螯合剂或络合剂、还原剂、共溶剂以及表面活性剂都可以用作冲洗溶液。水能够抽提出水溶性（亲水性）或水中流动性强的组分。酸性溶液可以去除金属或碱性有机物。碱性溶液可以用来清除某些金属，比如锌、锡、铅以及某些酚类化合物。螯合剂、络合剂和还原剂用于回收某些金属。共溶剂通常是可以混溶的，能有效地清除某些有机物。表面活性剂有助于去除厌水有机物。对冲洗区进行加热也有助于增强污染物的流动性。

化学冲洗法主要用于清除污染热点源区，而不太适合清理以水溶相为主的污染羽；不过表面活性剂/共溶剂冲洗法可以与其它技术（比如多相抽提、生物修复或化学氧化）结合起来使用，以完成污染场地的修复工作。化学增强型冲洗法与原位化学氧化法（ISCO）相结合（两种方法同时并行或是先后执行）是有效清理重质非水相液体（DNAPL）污染场地的新概念。表面活性剂能有效大规模去除重质非水相液体污染量，但对处理水溶性的污染羽作用有限，而原位化学氧化法能够有效控制并清理污染羽，但在存有大量重质非水相液体的区域中效果不好。将这两种技术结合起来就能够有效处理污染热点源区。表面活性剂还可以用来促进物理化学过程（比如低pH值脱附）或饱和区的微生物降解。

图：原位冲洗法示意图

原位冲洗法的修复时间会根据冲洗方法、污染物类型以及特定的现场特性（比如污染区域的面积及其地质化学特性）而异。化学增强型冲洗法是修复期较短的技术，一般能够相当快（几个月）地完成目标污染热点区域的修复。当土层中存在较多异质性时，比如包含多个土壤分层、或者渗透性比较低的土壤区域（低于10－5cm/s）或大量背景有机物时，冲洗过程就会减慢。

土壤冲洗法属于成熟技术，在石油工业中，长达数十年用于增强石油采集率。虽然人们在处理有机和无机污染物时都使用过冲洗技术，但最常见的应用是以表面活性剂和共溶剂冲洗法来清理燃料和含氯溶液污染场地。

技术优势：

• 不必挖掘、接触和运输大量的污染土壤
• 工程占地面积相对较小，能够用于空间有限的地区
• 能够增强泵出处理技术的效果，从而加快场地修复并较短时间完成热源区域清理
• 适用于包气带和饱和带中的多种污染物
• 可以与其它技术结合使用

设计考虑因素：

• 在渗透性弱或具有异质性的土壤中效果有限
• 通常不适用于溶解相污染羽
• 倘若抽提系统的设计或建造不妥当、无法保持水力控制，污染物有可能横向或纵向从捕集区向外扩散
• 效果有可能受到现场地质情况的影响（例如渗透性弱、粘土或有机物含量高、异质性强或次生渗透性强，以及靠近敏感的补给区或饮用水含水层）
• 所选冲洗溶液如不合适，导致粘附在土壤上、加快生物生长，降低有效土壤孔隙度，导致生成沉淀或与周边土壤或地下水的其它反应
• 通常需要结合泵出回收并处理被冲洗溶液脱附的污染物

原位冲洗法有许多名称，比如土壤冲洗法、化学增强型增溶含水层修复法、表面活性剂增强型含水层修复法以及原位土壤冲洗法。土壤冲洗法有时候会与土壤淋洗法混淆，因为两种技术都要使用含水溶液来加强污染物的流动性，但冲洗法是原位修复方法，而淋洗法则是异位过程。表面活性剂等溶液均可被两种工艺采纳，不同溶液化学物对污染物的移除效果数据也可以同时适用于土壤淋洗和土壤冲洗。

图：原位注射

图：使用表面活性剂可以进行土壤淋洗