NAPLs污染土壤的表面活性劑泡沫淋洗增強機理研究

《NAPLs污染土壤的表面活性劑泡沫淋洗增強機理研究》是依託吉林大學，由秦傳玉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：NAPLs污染土壤的表面活性劑泡沫淋洗增強機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：秦傳玉
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

原位表面活性劑淋洗技術是去除土壤中NAPLs污染物的常用方法，但其淋洗液在土壤中易產生孔道效應，導致淋洗效率降低；且淋洗液遷移較難控制，易使污染範圍擴大。改進的表面活性劑泡沫淋洗技術通過表面活性劑溶液形成泡沫，利用泡沫狀的氣-液混合體作為淋洗劑代替傳統的液相淋洗液對污染土壤進行淋洗，有效解決了傳統的液相淋洗過程中的問題。目前國內外對泡沫淋洗的增強修復機理尚未完全掌握，因此本課題擬通過批次實驗，柱、槽模擬實驗，利用微觀仿真模型，結合可視化圖像採集系統，研究影響泡沫穩定性的主要控制因素及影響機理；明確泡沫淋洗液在均質和非均質土壤中運移分布的時空變化特徵；分析泡沫注入對區域水文地質參數的影響；建立在各種介質類型、污染情形和淋洗方式下，淋洗液性質參數和修復效率之間的回響關係；揭示表面活性劑泡沫淋洗的增強機制及對淋洗修復效能的影響。研究成果可為原位泡沫淋洗技術的高效、合理使用提供理論依據。

結題摘要

表面活性劑泡沫淋洗可以有效解決傳統淋洗技術的弊端，大幅提高土壤污染修復效果，具有廣泛的套用前景，但有關其機理研究尚不系統和深入。本項目選擇硝基苯作為目標污染物，通過靜態批次實驗，一維柱和二維槽動態模擬實驗，分別開展了如下方面的研究： 在泡沫穩定性影響因素研究方面，選擇SDS、SDBS、Triton X-100為代表性表面活性劑，詳細分析了表面活性劑種類、濃度對泡沫穩定性的影響；探討了泡沫質量（氣液比）對泡沫排液性能的影響，並對比了普通泡沫和膠態微泡沫的微觀結構差異，進而綜合分析了泡沫結構形態對其穩定性的影響機制；最後研究了非水相液體污染物影響泡沫穩定性的規律。 在泡沫淋洗液在土壤中的運移分布特徵研究方面，發現了泡沫氣體鋒面、泡沫液體鋒面與泡沫主體鋒面在多孔介質中的遷移是不同步的，其遷移速度為氣體鋒面＞液體鋒面＞泡沫鋒面；探究了泡沫遷移過程中介質體系的壓力空間分布，發現壓力的產生主要發生並均勻分布在泡沫覆蓋區域；還詳細分析了介質滲透率、泡沫注入速率、泡沫質量對注入壓力的影響；通過可視化的二維模擬實驗，對比了不同的淋洗液種類（水、表面活性劑溶液、泡沫）在均質及非均質土壤中的遷移規律，發現泡沫的注入不僅有效增大了淋洗液在多孔介質中的波及效率，更強化了流體在水平方向上的遷移，特別是泡沫提高了淋洗液在非均質介質中分布的均勻性。 在泡沫淋洗對硝基苯污染土壤的修復效能方面，研究對比了不同的淋洗液種類對污染土壤的修復效率，在此基礎上分析了泡沫注入速率、泡沫質量以及介質粒徑對污染土壤修復效率的影響並對污染物去除機理進行探究。結果表明，泡沫淋洗對於土壤中NAPL污染物的去除具有明顯優勢。 在本項目的資助下，申請人以第一作者或通訊作者的身份在國內外學術期刊發表學術論文12篇，其中SCI 6篇，EI 6篇，並且授權了發明專利一項。項目培養了博士、碩士研究生各一人。