改土壤重金屬鉻的來源-文庫吧
2025-06-03 13:12 本頁面
【正文】 污泥施用越多,污染就越嚴(yán)重[10]。 含重金屬廢棄物堆積 含重金屬廢棄物種類繁多，不同種類其危害方式和污染程度都不一樣。污染的范圍一般以廢棄堆為中心向四周擴(kuò)散[11]。通過對垃圾堆放場[12]、某鉻渣堆存區(qū)[13]、城市生活垃圾場[14]及車輛廢棄場[15]附近土壤中的重金屬污染的研究，這些區(qū)域的重金屬Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb、As、Sb、V、Co、Mn的含量高于當(dāng)?shù)赝寥辣尘爸?，重金屬在土壤中的含量和形態(tài)分布特征受其垃圾中釋放率的影響，且隨距離的加大重金屬的含量而降低。 金屬礦山酸性廢水污染金屬礦山的開采冶煉重金屬尾礦、冶煉廢渣和礦渣堆放等, 都有可能被溶出, 形成含重金屬離子的廢水, 隨著廢水的排放或降雨而使其帶人到水環(huán)境( 如河流等) 中或直接進(jìn)人土壤, 這些都可以直接或間接地造成土壤重金屬污染[16]。2 土壤中重金屬鉻的危害 對人體健康的危害鉻在土壤中主要以兩種價(jià)態(tài)存在：Cr6+和Cr3+，但是兩種價(jià)態(tài)的行為極為不同，前者活性低而毒性高，后者活性高毒性低。 環(huán)境中Cr( Ⅲ ) 由于不易進(jìn)人細(xì)胞, 被認(rèn)為是基本無毒的, 因此鉻的毒性及危害主要來自于Cr( VI ),Cr( VI ) 化合物毒性比Cr( Ⅲ) 高100倍左右[17], 水溶性Cr ( VI ) 被列為對人體危害最大的八種化學(xué)物質(zhì)之一, 是美國E P A 公認(rèn)的12 9 種重點(diǎn)污染物之一, 同時也是國際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一。工人在接觸、吸人或攝人Cr( VI )或其化合物后, 會出現(xiàn)以下毒性危害: 如皮炎、過敏性和濕疹性皮膚反應(yīng)、皮膚和粘膜潰瘍、鼻中隔穿孔、過敏性哮喘、支氣管癌、肺癌、胃腸炎、咽炎及肝、腎的損害[18]。實(shí)驗(yàn)表明, 六價(jià)鉻化合物具有免疫毒性、神經(jīng)毒性、生殖毒性、腎臟毒性及致癌性等。 對植物的影響鉻在植物中的存在具有普遍性。通過對葉綠蛋白、葉綠素中鉻的研究發(fā)現(xiàn)一定形式、一定數(shù)量的鉻對植物生長可起到促進(jìn)作用[19], 能增強(qiáng)光合作用并提高產(chǎn)量。 但過量的鉻將引起花葉癥、黃瓜癌、雍菜瘤、菠蘿瘤等, 此外, 過量的鉻會抑制水稻、玉米、油菜、棉花、蘿卜等作物的生長。鉻對農(nóng)作物的養(yǎng)分吸收和代謝具有重要的影響，例如: 鉻可以抑制作物對鐵、鋅的吸收而引起其失綠, 可抑制矮菜豆、黃豆等對鋅的攝取，可增加水稻對錳、水稻、黃豆等對鎂的攝取。3 土壤中重金屬鉻的修復(fù)方法目前土壤中重金屬鉻的污染治理主要有兩條思路[20]: 一是改變鉻在土壤或沉積物中的存在形態(tài),Cr( VI ) 還原為毒性相對較小的Cr (Ⅲ), 降低其在土壤環(huán)境中的生物可利用性。 二是將鉻從土壤沉積物中清除。圍繞這兩條思路, 國內(nèi)外發(fā)展出一系列修復(fù)技術(shù), 如固定化/ 穩(wěn)定化、淋洗法、洗土法電動力學(xué)修復(fù)法化學(xué)還原法植物修復(fù)、微生物修復(fù)。 固定化/ 穩(wěn)定化固定/ 穩(wěn)定化是向鉻污染的土壤中加人固化/ 穩(wěn)定化劑(也可以輔以一定的還原劑, 用于還原Cr ( VI ) ) 通過吸附、離子交換、絡(luò)合以及氧化還原等作用等Cr ( VI ) 轉(zhuǎn)化為難溶、低毒性的物質(zhì), 使其不再向周圍環(huán)境遷移。它分為物理、化學(xué)和生物固定化。 物理固定化與其它固定技術(shù)相比, 無需破壞無機(jī)物質(zhì), 但可能改變有機(jī)物質(zhì)的性質(zhì)。其原理為, 利用物理方法將污染物固定或包封在密實(shí)的惰性材料中, 使其穩(wěn)定化的一種過程。常見的固定劑包括沸石、膨潤土等物質(zhì)。沸石具有表面多孔的結(jié)構(gòu)、陽離子交換性能力大, 含有大量的三維晶體結(jié)構(gòu), 具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和很強(qiáng)的離子交換能力, 從而通過離子交換吸附降低土壤中重金屬Cr的有效性。膨潤土的主要成分是蒙脫石, 為層狀硅鋁酸鹽, 具有很大的內(nèi)外表面積, 使得其具有較高的離子交換容量和較強(qiáng)的離子交換能力。在美國超基金項(xiàng)目的支持下, 重金屬污染土壤的原位固定化修復(fù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用, 美國威斯康星州的馬尼托奧克河的一段受重金屬嚴(yán)重污染的底泥曾采用原位固定修復(fù)技術(shù)處理。如Polettini等[21]將C r ( Ⅲ ) 含量為500mg/k g 的土壤與水泥、Ca(OH)2混合，7小時后Cr(Ⅲ) 被有效固定。但該方法需將土壤挖掘出來, 成本較高, 處理效果有待進(jìn)一步提高。土壤的化學(xué)原位固定化修復(fù)時根據(jù)污染物和土壤的性質(zhì), 選擇合適的固定劑加入土壤使污染物與固定劑發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng), 使污染物轉(zhuǎn)變?yōu)殡y遷移、低活性物質(zhì)或從土壤中去除。重金屬鉻常以六價(jià)鉻、三價(jià)鉻兩種形態(tài)存在在土壤中。其中六價(jià)鉻由于其強(qiáng)毒性, 強(qiáng)遷移能力而嚴(yán)重的污染了土壤, 我們可通過施用合適的固定劑調(diào)節(jié)土壤的pH和Eh使之固化。對于調(diào)節(jié)土壤pH來說, 我們可以堿性物質(zhì), 如石灰性物質(zhì)MgO等來調(diào)節(jié)土壤的pH, 使土壤呈堿性,降低鉻的溶解度, 促使鉻形成氫氧化鉻沉淀, 減少植物對其的吸收。堿性物質(zhì)施入土壤很大程度上改變了土壤固相中的陽離子構(gòu)成, 使氫被取代, 從未增加土壤陽離子的代換量。此外, 還可改善土壤結(jié)構(gòu)、增加膠體的凝聚力。對于調(diào)節(jié)Eh，通過還原性物質(zhì)施加入土壤中, 調(diào)節(jié)土壤的Eh, 將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻, 降低其在土壤中的毒性及遷移能力。常用的還原物質(zhì)包括H2S、FeSO4 、單質(zhì)Fe等。H2S作為還原劑可以修復(fù)六價(jià)鉻污染土壤, 將六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻, 并繼續(xù)轉(zhuǎn)化成氫氧化鉻沉淀, H2S本身轉(zhuǎn)化成硫化物。Fe2 +、SO42 的強(qiáng)還原性也大大降低了Cr的生物有效性。零價(jià)Fe膠體能夠脫掉很多氯代試劑中的氯離子, 并將可遷移的含氧陰離子如CrO42 、TcO4 等轉(zhuǎn)化成難遷移態(tài)。 對于生物固定化，原位微生物處理法是通過添加營養(yǎng)物、供氧過接種特異工程菌等措施提高土壤的生物降解能力, 固定污染物, 改良土壤。常用的做法是用泵把地下水抽至地表后加入營養(yǎng)物質(zhì)和氧化劑, 再將其通入一系列可滲透的地下通道或注射井, 進(jìn)入污染區(qū)域, 最后滲入地下水完成一個循環(huán)過
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