當(dāng)土壤和一些廢渣中含有一些可揮發(fā)的有害有機(jī)物時(shí),除去這些有害物凈化土壤的通常方法是通過加熱。熱處理方法包括燃燒和非燃燒的揮發(fā)法,燃燒法的缺點(diǎn)是可能 燃燒不完全,釋放污染物和副產(chǎn)品,這些副產(chǎn)品可能比原來的污染物毒性更大,向揮發(fā)法使用普通的加熱方法時(shí),由于加熱是由外到內(nèi),所以外邊首先被加熱到更高 溫度,而后由熱傳導(dǎo)再逐步提高內(nèi)部溫度.這種加熱方法會使土壤外層的易揮發(fā)有害物和水揮發(fā)得更快,這會導(dǎo)致土壤外層結(jié)構(gòu)的變化,有時(shí)就有可能會阻止內(nèi)層污染物的揮發(fā).而用微波加熱時(shí),由于加熱是內(nèi)外一起進(jìn)行的,所以不會出現(xiàn)上述間題.
揮發(fā)法主要有低溫下的蒸餾法和高溫下的揮發(fā)法等.當(dāng)土壤中含有水時(shí),因水吸收微波能力很強(qiáng),當(dāng)用微波輻射時(shí),水會吸收微波能并在升溫后蒸發(fā),而將易揮發(fā)有機(jī)污染物蒸餾帶出土壤,很顯然,這一方法與土壤的含水量有關(guān),含水量高有利于形成蒸餾,有利于將有機(jī)污染物蒸餾除去。這一過程所需溫度低于100度,蒸餾進(jìn)人氣相的有機(jī)物不會被分解或形成其它副產(chǎn)品.對于那些半揮發(fā)性化合物,可采用多級蒸餾法。即重復(fù)加水、重復(fù)用微波照射,這樣重復(fù)多次,就可將這些半揮發(fā)性化合物除去。土壤凈化不僅與土壤含水量有關(guān),還與土壤類型有關(guān)。研究了用微波低溫減壓條件下凈化標(biāo)加甲苯和二甲苯的土壤,他們發(fā)現(xiàn),在此低溫減壓條件下,甲苯和對二甲苯不會分解;當(dāng)土壤中含水的重量百分比為3%時(shí),這些有機(jī)物的揮發(fā)速率會增加幾倍;與砂土相比,粘土是更強(qiáng)的微波能吸收體,聽以粘土中有機(jī)物揮發(fā)的速度更快一顯然,這種減壓條件,可防止有機(jī)物的燃燒.
對于那些半揮發(fā)性化合物,可采用高溫?fù)]發(fā)的方法.但在高溫條件下,為了防止燃燒,一般需用Ar、N2等載氣,這些氣體除可保護(hù)有機(jī)物不被O2燃燒氧化外,還有載帶有機(jī)物進(jìn)人吸收塔的作用。為了增強(qiáng)土壤對微波的吸收能力,提高升溫速率,可在土壤中加入碳屑(平均直徑為10~)當(dāng)這些碳屑與土壤混合后,因?yàn)閷ξ⒉ㄓ泻芟壍奈漳芰?,所以?dāng)用微波輻照時(shí),其溫度迅速上升,同時(shí)這些升高溫度的碳粒會迅速將熱能傳導(dǎo)給周圍的土壤,使土壤溫度迅速上升.對于非揮發(fā)性有害有機(jī)物,施加微波可將這些有機(jī)物固定在土壤中,變成不被浸提的化合物。應(yīng)當(dāng)指出,有關(guān)土壤等凈化的研究主要局限于實(shí)驗(yàn)室及小規(guī)模的現(xiàn)場試驗(yàn),離大規(guī)模的現(xiàn)場試驗(yàn)及實(shí)際應(yīng)用還有一定的距離.微波輻射早已用于巖石和水泥的粉碎,這些材料一般都含有一定的結(jié)晶水或通過毛細(xì)管吸人的水,此外,這些材料的[tg$較大,可強(qiáng)烈地吸收微波.當(dāng)用微波照射時(shí),會被迅速加熱,材料內(nèi)會產(chǎn)生很大的內(nèi)熱壓,這種壓力會使材料斷裂,粉碎材料卜這一方法已被用于處理表層被235 U和U污染的水泥經(jīng)過處理,幾毫米的水泥表層可被除去.所用的微波頻率為1 Qb00 MHz,發(fā)現(xiàn)不能用2450 MHz微波,這說明,微波頻率越高、加熱越迅速、越有效,對于巖石、水泥表層污染物的去除,有撞擊破碎、機(jī)械鑿、鋼粒噴射、高壓水噴射等技術(shù),前三種方法雖然可把污染表層很快除去,但產(chǎn)生的大量灰塵會污染空氣.用高壓水噴射法時(shí),不僅會使處理水中含有污染物,需再進(jìn)行處理,而且水還能溶解一些污染物,并隨著水向水泥內(nèi)層滲透而使這些污染物也滲入水泥的內(nèi)層.用微波處理時(shí),產(chǎn)生的灰塵顆粒直徑范圍達(dá)1至10 mm,直徑小于1 rnrn的顆粒少于1 0}5,因此不會造成明顯的空氣污染.