甘蔗渣修复铬污染土壤的效果

通过室内模拟培养实验,探讨了甘蔗渣修复铬污染土壤的效果、土壤中六价铬初始浓度和甘蔗渣添加量对六价铬还原反应一级动力学的影响、微生物对甘蔗渣修复铬污染土壤效果的影响及甘蔗渣修复铬污染土壤的机理。结果表明,甘蔗渣能有效地降低污染土壤中铬的浸出毒性和去除土壤中的六价铬。当甘蔗渣的添加量为5%,六价铬浓度低于1 740 mg·kg~(-1)时,培养70 d内,土壤样品的浸出液中六价铬未检出,培养90 d内,土壤中六价铬的去除率趋近100%。土壤中六价铬的还原反应速率随六价铬初始浓度的增加而减小,随甘蔗渣添加量的增加而增大。同时,灭菌和未灭菌条件下,甘蔗渣对铬污染土壤的修复效果差异性不显著。甘蔗渣修复铬污染土壤的机理可能是甘蔗渣中的蔗糖和纤维素先降解生成葡萄糖和果糖,接着葡萄糖和果糖将土壤中的六价铬还原成三价铬。     

典型铬渣简易掩埋场铬渣及土壤铬污染特征和处置分析

通过钻孔采样分析,研究了典型铬渣简易掩埋场地下铬渣及土壤铬中Cr6 、总Cr的分布特征和污染状况,结果表明,铬渣简易掩埋场铬污染程度严重,引起了周边和地下深部较大面积的土壤污染,深度达到了地下的基岩.铬含量在土壤层剖面中分布呈现规律性变化,即随土壤深度增加,Cr6 、总Cr含量逐渐下降,但绝大多数超过了危险废物毒性鉴别标准.从铬污染程度上看,总体上存在铬渣>土壤>人工填土.在此基础上,提出了铬渣及污染土壤的处置方式,为铬渣污染治理和资源化利用提供科学依据.     

铬污染土壤的还原稳定化修复

以湖南某工业场地的铬污染土壤为修复对象,投加不同比例的Fe SO4·7H2O、Fe SO4·7H2O和Ca(OH)2混合物及Na HSO3,通过测定土壤及浸出液中六价铬、总铬以及铬的形态,比较3种稳定剂对该污染土壤的还原稳定化作用。结果表明,Fe SO4·7H2O和Na HSO3对铬污染土壤的还原稳定效果都较好,可以有效还原土壤中六价铬并能降低土壤中总铬的浸出浓度。当Fe SO4·7H2O投加量为2%时,土壤六价铬和总铬浸出浓度降幅分别达到99.0%和57.5%;当Na HSO3投加量为0.8%时,六价铬和总铬浸出浓度降幅分别达到97.7%和42.2%,与前二者相比,Fe SO4·7H2O和Ca(OH)2混合物还原稳定化效果较差。投加Fe SO4·7H2O能够将土壤中活性大的可交换态和碳酸盐态铬转化为稳定的有机态和残渣态铬;而Na HSO3主要将可交换态和碳酸盐态铬转化为相对稳定的铁锰氧化态铬,其稳定化效果要差于Fe SO4·7H2O。     

中国铬渣污染场地土壤污染特征

近年来,铬渣堆放引起的环境污染问题已引起国内外的广泛关注。通过收集近20年公开发表的论文和两个铬渣污染场地的取样实测,研究了中国铬渣污染场地土壤污染的特征。结果表明,铬渣污染场地的土壤铬含量高(总铬质量浓度最高达56 000mg/kg),周边地下水被污染,土壤呈碱性,残渣态铬占比较大,以Cr(Ⅲ)为主,呈现出一定的空间分布特征。     

铬渣污染场地污染状况研究与修复技术分析

选取某一化工厂铬渣堆放场地作为典型铬渣污染场地,对其钻孔并采集不同深度土壤和地下水样品进行分析。研究发现，该铬渣污染场地存在很严重的土壤和地下水污染。污染物地表扩散较小，剖面扩散很严重，污染深度达6 m，不同特性土壤对六价铬的截留作用不同。在此基础上，归纳总结了国外常用铬渣污染场地修复治理技术的优缺点，并提出具体污染场地修复技术的选取应该根据勘探情况选择合适的某些技术组合。     

乙酸钠修复铬污染土壤的机制研究

选择乙酸钠作为农家肥中羧酸类物质的代表,在确定其对铬污染土壤修复效果的基础上,通过化学分析和红外图谱研究,探索乙酸钠与土壤中Cr(Ⅵ)之间可能存在的5种作用方式,并对其有效作用方式的机制进行研究。结果表明:乙酸钠能显著降低铬污染土壤中的Cr(Ⅵ)含量,其有效作用方式是乙酸钠和土壤中有机组分的共同作用;乙酸钠的加入使土壤有机组分中的一些不溶于水的羧酸类物质进入液相,从而促进铬污染土壤的修复。     

秸秆-复合菌-污泥联合修复铬污染土壤技术

为探索修复Cr(Ⅵ)污染土壤的新方法,以模拟某化工厂铬渣堆存场内Cr(Ⅵ)污染土壤为研究对象,分别研究了秸秆-复合菌-污泥修复铬污染土壤单因素和3因素条件下对铬污染土壤的修复效果。结果表明:单独添加3%的秸秆时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到25.88%;单独添加3%复合菌时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到72.07%;单独添加50%的活性污泥时,土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达85.65%。3个因素中复合菌对土壤中Cr(Ⅵ)还原率的影响最大。综合考虑秸秆、污泥和复合菌3个因素对土壤中Cr(Ⅵ)还原的影响,设计了秸秆、污泥和复合菌的3因素联合实验,最后从修复的经济成本和修复效率考虑,确定最优物料组合为1%秸秆+1%复合菌+30%污泥,对土壤中Cr(Ⅵ)还原率可以达到96.6%。秸秆-复合菌-污泥对铬污染土壤的修复明显高于单独对铬污染土壤修复的效率。该技术在实现对铬污染土壤进行修复的同时,为秸秆和活性污泥的资源化利用开辟了新的途径,实现了"以废制废"。     

复合淋洗剂柱淋洗法修复工业废弃地铬污染土壤

为了更好地修复铬污染土壤,以盐酸、柠檬酸为初始淋洗剂,配合去离子水、石灰水、氯化钙、碳酸钠和磷酸钠,制定了20种复合淋洗剂的淋洗方案对某工业废弃地铬污染土壤进行柱淋洗实验,研究复合淋洗剂对土壤pH、总铬和Cr(Ⅵ)去除效果及对各形态铬变化的影响。结果表明:(1)各淋洗方案对土壤总铬和Cr(Ⅵ)的去除量分别为197.4~1 671.6、113.2~316.8mg/kg,其中初始淋洗剂盐酸、柠檬酸结合使用对总铬有较好的去除效果。(2)石灰水和磷酸钠可以将淋洗后的土壤pH调至接近中性并固定尚未淋洗出的Cr(Ⅵ)。(3)当0.2mol/L柠檬酸、0.1mol/L盐酸、0.2mol/L盐酸、1%(质量分数)石灰水用量分别为2、2、1、2mL/g进行淋洗时,土壤pH为7.37,总铬和Cr(Ⅵ)去除量分别为1 659.8、316.8mg/kg,去除率分别为34.6%、72.7%,水溶态铬、可交换态铬和碳酸盐态铬已被大量淋出,有机态铬与残渣态铬占比较其他淋洗方案低,为最佳淋洗方案。     

还原稳定化法修复六价铬污染土壤的中试研究

为探索还原稳定化法修复六价铬污染土壤的工程可行性,以某化工厂铬渣堆存场内六价铬污染土壤为研究对象,开展还原稳定化法修复六价铬污染土壤的中试研究。结果表明,DARAMEND-M、硫酸亚铁(Fe SO4)和多硫化钙(CPS)3种药剂对土壤中Cr(Ⅵ)的还原率超过了99%,糖蜜对Cr(Ⅵ)的还原率达93.9%。经糖蜜和DARAMEND-M处理的下层土壤,水溶态铬+交换态铬由原来的21.77%分别下降至6.26%和2.95%;经Fe SO4和CPS处理的渣土混合物,水溶态铬+交换态铬由22.12%分别下降至4.58%和2.94%,铬的稳定性明显增强。采用糖蜜、DARAMEND-M和Fe SO4处理后可以降低土壤p H值,而CPS处理则提高土壤p H值;糖蜜和DARAMEND-M有助于提高土壤微生物量碳含量。总体而言,糖蜜和DARAMEND-M适合修复低Cr(Ⅵ)污染土壤,在还原稳定化效果和长效性方面,DARAMEND-M药剂优于糖蜜;Fe SO4和CPS在修复高Cr(Ⅵ)污染土壤方面具显著效果。     

硫系物对铬污染土壤的还原稳定化处理

采用化学还原技术,添加硫代硫酸钠、硫酸亚铁、连二亚硫酸钠、硫化钠处理某化工厂遗留地的铬污染土壤,考察了4种还原剂处理铬污染土壤的效果。结果表明:在养护时间为30d时,4种还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的稳定效率均高于90%,其中采用硫代硫酸钠和硫酸亚铁的稳定效率分别为99.1%和96.8%;硫酸亚铁、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠和硫化钠对土壤Cr(Ⅵ)的还原效率分别为74.2%、64.1%、52.7%、49.2%;连二亚硫酸钠和硫化钠处理后土壤中铬有效态无明显变化,硫酸亚铁和硫代硫酸钠处理后土壤中铬有效态有所下降,占比(质量分数)从原土的27.4%降至14.0%、21.4%,残渣态从原土的23.4%分别增加至39.8%和39.7%,稳定性增强。在相同投加量下,硫酸亚铁是处理铬污染土壤效果最佳的还原剂。     

土壤pH和Eh对重金属铬(Ⅵ)纵向迁移及转化的影响

土壤自身pH和Eh是重金属铬(Ⅵ)在土壤迁移转化中的重要影响因素。为了研究铬(Ⅵ)在土壤不同初始pH和Eh条件下的纵向迁移与转化,调节土壤pH和Eh,采用室内土柱连续降雨淋溶实验,制备5种不同性质的土样进行土柱淋溶实验,在不同时刻不同埋深处取土样,并溶解过滤取上清液测试铬浓度(原子分光亮度计法)。结果表明,酸性条件下的土壤吸附性较好,氧化条件下的土壤迁移性最强,还原条件下的土壤中被转化还原为铬(Ⅲ)的量最多。因此,可以通过调节土壤的pH和Eh来有效地控制铬的迁移和转化。一方面,调节土壤pH,增大pH值,减弱土壤吸附能力并加速淋滤出土壤中的铬(Ⅵ);另一方面,调节土壤Eh,降低Eh值,促使土壤中铬(Ⅵ)的还原,转化成毒性较小的铬(Ⅲ),减轻土壤铬污染,改善土质。     

汞、铅、铬污染土壤的微生物修复

利用裂褶菌(Schizophyllum commune)GGHN08-116菌株,以棉籽壳、玉米秸等为固体发酵底物修复受汞、铅、铬污染的土壤。通过菌丝穿透重度重金属土壤实验,研究了菌丝在穿透土壤过程对交换态重金属的影响以及该菌株子实体对重金属离子的富集能力,同时,通过盆栽实验研究了在重度重金属污染土壤上,施用不同比例的固体发酵料对污染土壤中汞、铅、铬及其胡萝卜根茎质量、产量的影响,研究结果表明,该菌株能穿透厚度为5 cm的土壤,并有子实体生成,土壤pH值略有下降,与对照差异不显著;与对照相比,土壤中交换态汞、铬含量均显著下降,而交换态铅差异不显著,子实体中除汞含量符合标准外,铅、铬均超出了GB 7096-2003,GB 2762-2005规定标准。在固体发酵料处理下土壤中交换态汞、铅、铬含量均显著下降,胡萝卜根茎中均未检测到汞、铅含量,铬含量也符合GB 2762-2005规定标准。GGHN08-116菌株及其固体发酵产物具有修复受重金属污染土壤的能力。     

电化学联合H_2O_2氧化淋洗修复典型化工厂遗留地铬污染土壤

选取的济南某化工厂遗留地土壤主体为褐土类,年均降水量在685 mm左右,铬污染场地面积约34万m2,土量约105.4万m3。为筛选出最佳氧化条件,研究了4个厂区铬污染土壤的理化性质和污染状况,探讨了通电时间、通电电压、氧化剂质量分数、土液比和pH对Cr(Ⅲ)转化成Cr(Ⅵ)比率和总铬去除率的影响。结果表明:4个厂区土壤酸碱性不同;万吨铬盐生产车间和北部厂区有机质含量较高,其他2个厂区较低;总铬含量在863.3~14 403.8 mg·kg-1之间,均严重超出国家标准;铬污染活性指数I在0.007 8~0.292 9之间,铬污染活性指数均较低;最佳通电时间选择为20 min,通电电压为10 V,H2O2质量分数为1%,土液比为2:3,pH为8。经修复,4个厂区剩余总铬浓度分别为363.68、258.09、6 938.31和495.45 mg·kg-1,最大总铬去除率分别可达到87.59%、73.95%、51.83%和42.61%,其中万吨铬盐生产车间土壤中总铬残留值可达到国家土壤环境质量二级标准(GB 15618-2008)修订稿中的居住用地标准,铬盐生产车间和北部厂区可达到修订稿中的商业用地标准。     

基于粒径分布的不同异位修复工艺除Cr特性

以我国某铬盐厂的铬污染土壤为研究对象,采用改进的BCR顺序提取法研究了粒径对不同修复工艺(异位淋洗、异位稳定化、湿法解毒)去除土壤中各形态Cr的影响。实验结果表明:粒径是影响铬渣污染土壤总铬和Cr(VI)去除的关键影响因素之一,粒径越细,越有利于3种异位修复工艺对土壤中Cr(Ⅵ)的去除或还原,粒径越细越有利于异位淋洗工艺对总铬的消减。粒径对水溶态Cr、酸溶态Cr的去除影响显著,粒径越细,水溶态Cr、酸溶态Cr的去除率越高,水溶态Cr和酸溶态Cr的分离或去除是不同异位修复工艺实现铬渣污染土壤中Cr(Ⅵ)高效去除的有效手段;粒径对可还原态Cr的去除影响不显著,pH是影响可还原态Cr去除的主要影响因素;粒径对可氧化态Cr含量提升显著,尤其是对异位稳定化和湿法解毒工艺,粒径越细,可氧化态Cr增大倍数越高;粒径对残渣态Cr的去除影响不显著。     

废弃铬盐厂土壤中铬的赋存特征及异位淋洗修复可行性研究

土壤理化性质、污染物的分布及赋存特征是土壤异位淋洗技术是否可行的关键依据。以西北某废弃铬盐厂铬污染场地土壤作为研究对象,测定了土壤基本理化参数及各粒径污染物的浓度,探究总铬和六价铬在不同粒径土壤中的分布特征,并通过铬的赋存形态分析确定清水作为淋洗剂,开展异位清水淋洗实验。结果表明:供试土壤粗颗粒物料(粒径分别为:9.50 mm、2.00~9.50 mm、0.841~2.00 mm及0.25~0.841 mm)占土壤总质量的比例达到93.36%,总铬和六价铬污染物富集于土壤细颗粒(粒径0.25 mm);同时,土壤各级粒径颗粒中水溶态和弱酸提取态铬所占比例均大于50%;以清水做淋洗剂时,总铬和六价铬的去除率分别高于60%和80%,且淋洗后土壤各级粒径中六价铬含量均低于30 mg·kg~(-1),达到修复标准要求。     

高浓度铬污染土壤水浸泡与电动修复联合处理实验

对含铬量为2 142 mg/kg的铬污染土壤首先使用蒸馏水进行6轮浸泡试验,然后再进行电动修试验。土壤经过浸泡、通电24 h和72 h处理后总铬的去除率分别为:47%、61%和70%,表明预浸泡可以显著降低电动修复的负荷从而降低整个土壤修复费用。电动修复过程中对土壤两端的温度进行了测量以间接反映土壤电阻的分布和变化情况。结果显示土壤电阻逐渐上升,从阴极端开始逐渐过渡到阳极端,60 h之后达到最高值并保持稳定。电动修复的电流效率随土壤中铬浓度的降低而下降。此外,浸泡和电动修复均导致整个土壤和各断面铬浓度分布不均匀性增大。     

洛阳郊区蔬菜基地土壤中重金属污染现状调查与评价

为研究洛阳郊区蔬菜基地土壤重金属污染现状,采集了洛阳郊区3个主要蔬菜基地的15个土壤样品,分析了土壤中重金属镉、汞、砷、铅、铬、铜、锌、镍的含量,并采用单项污染指数和综合污染指数进行评价。结果表明,3个蔬菜基地土壤中8种重金属含量均未超标,土壤中重金属单项污染指数和综合污染指数均小于1.0。在3个蔬菜基地中,北郊和东郊基地土壤中重金属的综合污染指数分别为0.52和0.60,均小于0.7,处于清洁(安全)水平,而西郊基地土壤中重金属的综合污染指数为0.78处于尚清洁(警戒限)水平。     

电动修复不同形态铬污染土壤的研究

研究了土壤中铬的价态对电动修复效率的影响以及电动修复前后土壤中铬形态的变化.结果表明,电动修复对于土壤中1 000 mg Cr(Ⅵ)/kg的去除效果明显,总铬去除率达59.7%;而对1 000 mg Cr(Ⅲ)/kg的去除效率较低,仅为6.2%;Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)(各500 mg/kg)同时污染的土壤,铬的去除率介于中间,为18.7%.电动修复前后,土壤中铬的形态也发生了明显的变化.其中,电动修复对土壤中Cr(Ⅵ)的提取形态影响最大,而对Cr(Ⅲ)提取形态并无太大的影响.总体上,电动修复后对于生物有效的弱酸可提取态铬的浓度都保持在较低水平,预期铬的环境风险(物理流动性和生态风险)将大大降低.     

交换电极法强化电动修复铬污染土壤

pH值是影响污染土壤电动修复的主要因素。为此提出了交换电极法强化电动修复，并对该技术进行了实验研究。实验土壤Cr污染浓度为506.36 mg/kg，工作电压为1 V/cm，结果显示，固定电极方向运行模式下，运行2 d，产生聚焦效应，运行8 d，碱性区Cr(III)残留量和酸性区Cr(VI)残留量较大，分别是97.88 mg/kg和328 mg/kg，总铬去除率为59.04%。采用交换电极法，交换频率为4 d，运行8 d，总铬去除率为70.18%；交换频率为2 d，运行8 d，总铬去除率高达86.10%，土壤中总铬平均含量从506.36 mg/kg降至73.56 mg/kg，达到酸性土壤环境质量一级标准。该技术可控制土壤pH值在中性范围，电流密度高，不添加化学试剂，操作简单。     

铬污染土壤修复技术研究进展

介绍了铬污染土壤修复技术的最新研究进展,讨论了化学修复,生物修复和电修复技术等方面的研究状况。特别指出的是,生物修复技术无二次污染,电修复技术能强化土壤中的传质过程,两者的耦合有可能在该领域取得突破。