改土壤重金屬鉻的來源(編輯修改稿)
2025-07-15 13:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 程。 淋洗法一般污染土壤所含鉻為水溶Cr ( VI ) 是被土壤顆粒表面吸附的水溶性鉻酸鹽, 或溶解在土壤( 毛細管) 孔隙水中的鉻酸鹽。當沒有新的鉻酸鹽進人土壤時, 隨著雨水、地下水或人工回灌水的不斷溶解淋洗, 加上人為泵出處理, 土壤中水溶性鉻酸鹽將逐漸洗脫離開土壤, 最終使土壤中的Cr ( VI ) 含量符合無害化要求, 其中, 泵出處理主要是將洗脫水抽送至地面裝置, 利用吸附法或氧化還原沉淀法去除洗脫水中的Cr ( VI ), 凈化后的水可繼續(xù)回灌淋洗土壤。錦州鐵合金廠早年的鉻渣堆場未經(jīng)防滲處理, 一度使下游1520km2范圍地下水受到污染,Cr: ( VI ) 濃度達巧150180mg/L。1982年底建成防滲墻后, 將鉻渣溶出的Cr( VI ) 堵截在防滲墻內(nèi), 其Cr( VI ) 不斷被雨水稀釋后, [22]。雖然淋洗法已在去除土壤/沉積物中有機物的污染方面已有大規(guī)模的應用, 但在重金屬污染修復方面的應用仍有限, 而且淋洗法僅適用于高滲透性土壤/沉積物, 對含水率達20%一30%以上的粘質(zhì)土/ 壤土效果不佳?；瘜W清洗法雖然費用較低, 且操作人員不直接接觸污染物, 但僅適用于砂壤等滲透系數(shù)大的土壤, 而且引人的清洗劑易造成二次污染。 以及還有一些影響重金屬鉻淋洗出的因素。比如，重金屬鉻形態(tài)特征，重金屬鉻以交換態(tài)與水溶態(tài)居多, 則通過淋洗, 重金屬去除率較高。還有，土壤的種類及其性質(zhì)，由于不同類型土壤中金屬的存在狀態(tài)不同, 因此土壤的種類和特性會影響金屬的去除效果。用鹽酸和E DI城處理不同類型的土壤，其中含消化污泥的土壤經(jīng)消化作用后，重金屬更易溶解和淋溶出來。以及，土壤和淋洗液pH值，土壤中重金屬的溶解主要受pH值控制。被酸化土壤的pH值只有達到一定程度( 通常 3 或 4 時）大部分金屬才以離子態(tài)存在, 金屬鉻的淋出率較高。最后，化學試劑種類、處理方式及處理時間用硫酸、硝酸、鹽酸等對重金屬污染的土壤進行處理, 均能淋洗出大部分的重金屬. 在重金屬污染的土壤中加人有機溶劑可促進土壤中重金屬的溶解、增加植物對重金屬的吸收. , 再用ED TA 絡合劑淋洗土壤中的重金屬的效果也較好, 反之則較差， 因為前者把土壤pH值降得更低。 化學還原法化學還原法是利用還原劑如鐵屑、硫酸亞鐵或其他一些價格便宜容易得到的化學還原劑將污染土壤/ 沉積物中的Cr (VI) 還原成Cr (Ⅲ), 形成難溶的化合物, 從而降低鉻在土壤環(huán)境中的遷移性和生物可利用性, 包括原位和異位修復兩種。常用的還原劑有硫酸亞鐵、多硫化鈣、焦亞硫酸鈉/ 亞硫酸氫鈉、石灰等?？蓾B透反應柵技術[23]是一類原位修復污染土壤/ 沉積物及地下水的新型技術, 其中, 膠態(tài)FeOPRB技術可以有效地修復鉻污染土壤和地下水。研究表明, 在鉻污染土壤地區(qū)的水流走向下方處挖井或橫溝, 然后注人膠態(tài)狀零價鐵粉形成FeO反應柵, 當Cr ( VI ) 污染物順著水流經(jīng)過該反應柵時,Cr ( VI ) 即被還原為沉淀態(tài)的Cr (Ⅲ)。在用PRB修復的重金屬污染物中, 以鉻的研究最多, 目前已有5個工程完成?；瘜W還原法成本較低, 可實現(xiàn)工業(yè)化應用, 但是當Cr ( VI ) 存在于土壤/ 沉積物顆粒內(nèi)部時，很難與還原劑接觸并發(fā)生氧化還原反應, 因而要把這部分六價鉻從土壤中浸出, 就需要額外的超量還原劑來還原它。在這個過程中, 還原劑有可能被沖走, 也可能被其他物質(zhì)氧化。另外，向土壤中添加的還原劑有可能造成二次污染。因此, 土壤顆粒內(nèi)部的六價鉻的去除是化學還原法的難點。 有機物還原法 鉻酸鹽是多種有機合成的氧化劑, 許多有機物如草酸[24]、酒石酸是常用的Cr( VI ) 還原劑。動物排泄物和動植物遺骸常年累積形成的腐植土、泥炭,，含有大量具有強還原性的多種有機酸, 它能將土壤中的Cr(VI)還原為Cr(Ⅲ) 且部分有機物還能與Cr (Ⅲ) 形成穩(wěn)定的贅合物, 從而促進Cr(VI) 的快速還原。田曉芳等研究發(fā)現(xiàn)過渡金屬離子Mn(Ⅱ) 和Fe(Ⅲ)對草酸還原Cr(VI)具有催化作用, 避光條件下,Mn(Ⅱ)對草酸還原Cr( VI ) 有顯著的催化作用, 光照下其催化作用可進一步得到提高。 然而, 避光條件下Fe( Ⅲ) 對草酸還原Cr ( VI ) 的影響甚微, 但在光照條件下,Fe( Ⅲ ) 表現(xiàn)出優(yōu)越的催化作用。 電動修復法電動力學修復法[25]是在鉻污染土壤兩端加上低壓直流電場, 在各種電動效應(電滲析、電遷移和電泳等)的作用下將鉻遷移到陰極室( Cr3+) 或陽極室( Cr6+)， 最終在電極區(qū)富集, 然后再進行回收處理。目前有大量研究結果表明該技術可用于修復處理重金屬鉻、鉛、鋅等以及酚、甲苯等有機物, 但工程應用實例多電動修復法主要適用于低滲透性的土壤、大顆粒和小顆粒土壤介質(zhì)、多相不均勻土壤介質(zhì)。1993年美國利諾斯大學利用電動技術修復鉻污染冰川土壤以來, 電動修復法重金屬污染土壤就成為國外許多學者究的熱點，通過研究電動修復技術修復六價鉻污染土壤的動力學過程和能量效率,發(fā)現(xiàn)土壤中H+和OH的中和反應可能是電動修復鉻污染土壤的控制反應步驟。在實驗室研究的基礎上進行了中試試驗, 研究發(fā)現(xiàn)78 %的土壤中的鉻得到了去除, 通過將二者之間的對比發(fā)現(xiàn): 電動修復的規(guī)模越大，鉻的去除效率越高，這主要是由于小規(guī)模的試驗會增大邊界效應，從而對去除效率產(chǎn)生負面影響。在我國目前對鉻污染土壤的動電修復研究幾乎處于空白, 還未有場地修復試驗的報道。周東美[26]等研究了鉻在土壤中的價態(tài)變化作用機理, 并提出了動電修復的一些改良技術, 如通過控制酸度可提高動電修復過程中鉻的去除率, 研究發(fā)現(xiàn)當p H=6和pH=10時, 土壤中總鉻的去除率分別為53 % 和24 % , 比pH值為4和8時提高了近1倍電動力學修復屬于原位修復技術。
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