土壤含水率可以影響熱解吸去除污染物所需的溫度和時間,在熱解吸過程中,土壤水分大部分水分都在熱脫附器中揮發。一般來說,土壤水分越大,所需熱量和停留時間就越長,從而對土壤中污染物的去除產生影響。因此,我們在相同處理溫度和相同處理時間的條件下,不同的土壤含水率對DDTs和HCHs去除效果的影響。
將污染土壤至于冷凍干燥機冷凍干燥,之后均勻攤平成薄層于托盤上,用噴壺淋浴土壤,分別加0ml、30ml、60ml、100ml、150ml水,將其于土壤和均勻后靜置,測定水分含量依次為:9.59%、10.56%、12.67%、15.85%、18.65%。設定滾筒溫度為400攝氏度,停留時間為20min每次稱取1kg的土壤通過加料斗投入到回轉爐中,待其全部從出料口出來后,再對下一批土壤進行處理。
由上圖可知隨含水率升高,部分污染物的去除率明顯下降,但是污染物總量變化微弱。
當土壤中水分含量較低時,由于土壤礦物質表面的強烈吸附作用,使DDTs和HCHs吸附在土壤中,加熱土壤,使污染物各組分易從土壤礦物質表面蒸發出去;土壤水分含量較高時,由于水分子的競爭作用,使污染物很難吸附在礦物質表面的吸附點上,而更易溶于土壤有機質中,與有機質緊密結合。加熱土壤,水分子更易從土壤中揮發出來,熱量傳遞到土壤內部無法達到既定溫度,從而使污染物難于脫附。但是其中有幾個污染物的組分的去除率受影響程度較小,可能是因為p´﹣DDD、o,p´﹣DDT、p,p´﹣DDT的溶解度低于p,p´﹣DDE,β-HCH溶解度遠低于HCHs其他異構體,導致這些污染物組分與水分子的競爭吸附作用較小,故很快從土壤中脫附,向大氣揮發;其次,土壤水分是他們移動的載體及動力,熱解吸過程中土壤水分的不斷蒸發,導致農藥早土壤毛細管中流動,雖然他們的溶解度相對較小、移動性很弱,但在被土壤顆粒吸附后,污染物隨著顆粒的移動而發生遷移,水分攜帶比單純的擴散更快地使污染物通過土壤,這樣毛細管的流動將污染物帶到土壤表面,加快污染物的蒸發速度。
當土壤含水率超過10%時,熱解吸修復裝置的熱量消耗主要由水分造成,水分占用了更多的熱量,從而降低了目標污染物的去除率,但對于污染物而言,變化較小,分析其原因可能是由于DDTs與HCHs極難溶于水,也可能與污染物向大氣揮發或是其他因素有關,當土壤水分低于20%時,水分不是影響土壤熱解吸的關鍵因素,所以在土壤修復工作中,挖掘出來的新鮮土壤采取機械脫水或通氣干燥等方式去除一定水分再進行熱解吸處理,但無需過于干燥,以節省時間和成本。