北極星環境修復網訊:化學氧化修復技術由於去除率高和周期短等特點被人們廣泛應用於有機物汙染的土壤修復工程，但是極少人會關注化學氧化修復在去除有機汙染物的同時是否會對土壤本身或土壤中的重金屬環境行為及其潛在環境風險造成影響，特別是針對採用先化學氧化修復有機汙染物再利用穩定化修復技術穩定重金屬汙染物的有機和重金屬複合汙染場地修復工程，這一問題會直接對修復工程實施及修復結果驗收達標造成嚴重影響。
針對這一技術中存在的待解決問題「氧化劑添加及殘留是否會引起重金屬的形態及修復難度的變化」，本文分別從化學氧化劑的添加及殘留對土壤理化性質產生的影響以及對穩定化修復材料性質的影響兩個方面探討氧化劑添加及殘留可能對重金屬穩定化產生的影響。
（一）化學氧化劑的添加及殘留可能對土壤理化性質產生的影響
1、化學氧化劑添加氧化降解有機汙染物的同時會造成土壤自身理化性質變化。
氧化劑的添加會對土壤理化性質，包括pH值、有機質、粒徑分布、碳酸鹽含量、溶解性有機碳等，產生一定影響。如廖用開等[1]討論了活化過硫酸鹽和高猛酸鹽兩種氧化技術處理某一PAH汙染土壤，研究發現氧化劑處理7d 後，受試土壤 pH、有機質、比表面積、碳酸鹽含量及溶解性有機碳等性質均發生顯著變化。活化過硫酸鈉氧化處理下，土壤 pH 和碳酸鹽含量顯著降低，而土壤比表面積、土壤溶解性有機碳含量和游離氧化鐵含量顯著升高；有機質含量部分會被氧化劑進一步氧化，同時有機汙染物的過程可能產生少量的降解產物，降解產物有可能與土壤中重金屬進行相互作用導致土壤有機質含量的增加。
2、化學氧化劑添加氧化降解有機汙染物的同時會造成土壤氧化還原電位的升高，這會間接導致土壤中相應變價重金屬發生價態改變。
化學氧化劑添加尤其是氧化劑殘留會導致土壤氧化還原電位升高，進而對土壤中存在的變價金屬元素產生價態轉化影響，即會導致土壤中原本以還原價態存在的重金屬元素向氧化態轉化。
土壤中的關注的變價重金屬元素主要包括砷、銻、鉻等。砷和銻通常以三價或五價形式存在土壤中，鉻通常以三價和六價形式存在於土壤中。化學氧化劑添加及殘留造成土壤氧化還原電位升高，會導致土壤中以三價形式存在的砷、銻向五價形式砷、銻發生轉變，五價砷、銻的穩定化處理難度低於三價，因此氧化劑的添加及殘留將有利於後續土壤中砷、銻的化學穩定化處理。但與此相反的是，化學氧化劑的添加及殘留將會嚴重影響後續土壤中鉻的化學穩定化處理，這是因為氧化劑的添加及殘留會導致土壤中原本以三價形式穩定存在的鉻向六價形式轉化，六價形式存在的鉻的毒性、遷移性都非常強，這將增加土壤毒性和後續鉻的化學穩定化處理難度。
3、化學氧化劑添加氧化降解有機汙染物的同時會造成無機重金屬元素賦存形態的改變。
通常情況下化學氧化劑添加氧化降解有機汙染物的同時會降解土壤中的有機質，土壤中有機質的降解會進一步導致以不穩定有機物吸附態和有機絡合態（如腐殖物質絡合態）形式存在的重金屬釋放到土壤溶液中，會一定程度上增加重金屬的浸出濃度。此外，有機物汙染物降解過程產生的降解產物可一定程度上與土壤重金屬相互作用，形成新的有機絡合態。因此，還需具體情況具體分析。
針對不同的化學氧化劑，其對重金屬賦存形態的影響規律也需區別對待。研究者發現氧化劑添加對土壤中重金屬Co、Ni、Cu、As和Cr的賦存形態造成顯著影響[1]。與對照處理相比在1.60 mmol·g-1過硫酸鈉氧化處理下，重金屬Co、Ni、Cu、As和Cr有效態含量分別升高了81.56、28.31、9.93、6.10和26.78 倍；化學形態分布結果顯示，重金屬 Co、Ni、Cu 和 As 從低遷移性形態（Fe-Mn氧化物結合態、殘渣態）向高遷移性形態（可交換態、碳酸鹽結合態）轉化。但是不同氧化劑表現出不同的性質，同一汙染土在 0.05-0.40 mmol·g-1高錳酸鉀氧化處理下，土壤中重金屬 Co、Ni、Cu 和 As 有效態含量顯著降低，化學形態分析結果顯示重金屬從高遷移性形態（可交換態和碳酸鹽結合態）向低遷移性形態（Fe-Mn 氧化物結合態和殘渣態）轉化。因此，不同氧化劑對無機重金屬元素賦存形態的影響有差異，不可一概而論。
（二）化學氧化劑的添加及殘留對穩定化藥劑本身的可能影響分析
化學氧化劑處理土壤後氧化劑在土壤中殘留對於穩定化材料的效果影響主要取決於穩定化藥劑組成成分，主要是對還原性組分影響較大，影響還原性組分效果。以北京潤鳴環境科技有限公司MetaCon®廣譜型重金屬修復材料為例，針對氧陰離子和陽離子形式存在的複合重金屬汙染土壤主要成分包含無定形鐵屬硫化物、改性礦物黏土及其他功能調節劑（如pH調控成分、吸附劑成分、加速老化成分、組分平衡成分等），由於其本身不含有強烈的還原性組分，故一般情況下化學氧化處理後殘留在土壤中的氧化劑對MetaCon®廣譜型重金屬修復材料不會引起反應失效、失活等問題。此外，MetaCon®系列修復材料本身可以依據現場土壤特徵進行組分的有益調控，來最大化的克服氧化劑殘留可能導致藥劑效果的影響，保證重金屬穩定化修復效果。
小結
有機-重金屬複合汙染場地化學氧化降解有機汙染物對重金屬穩定化的影響取決於以下幾個方面：第一，氧化劑添加量；第二，土壤中重金屬存在形態；第三，土壤理化性質差異；第四，採用的穩定化修復材料組成成分。需結合以上四個方面的因素進行評判，需具體情況具體分析，通過進一步的實驗驗證進行充分探討得到相關結論。
參考文獻
1、廖用開. 兩種化學氧化技術修復PAHs汙染土壤的效果比較研究[D].華僑大學
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