铬污染场地修复技术研究及应用

综述了国内外铬污染场地修复技术的研究动态,探讨了铬污染修复技术研发的需求,重点讨论了铬污染土壤的主要修复技术如:土壤清洗技术、化学解毒技术、电动修复技术和稳定化技术等。并针对这些技术存在的不足,开发了化学解毒与稳定化联合技术,对山西某铬渣堆存场地中受污染土壤进行修复。结果表明:运用化学解毒与稳定化联合技术可以降低污染土壤中总铬和六价铬的浸出浓度,稳定效果好且能在工程实际中高效应用。     

张家口市某机械厂原址电镀污染场地土壤修复工程实践

机械厂电镀加工过程中产生的电镀废水,会造成土壤六价铬和氰化物污染。以长期利用电镀工艺的污染场地修复项目为依托,通过前期场地环境调查和风险评估结果,分析场地土壤污染程度和污染范围,确定修复目标和工程量;综合场地特性和污染特征,进行修复技术筛选,确定以"化学氧化+化学还原-固化/稳定化"为核心的污染土壤修复技术工艺;通过小试和中试,获得最佳修复药剂组成和添加比例,并进行工程实施。结果表明:Cr(Ⅵ)和氰化物复合污染土壤经化学氧化+化学还原-固化/稳定化工艺处理后,最大超标浓度由原来的37.3,186.0 mg/kg,分别降低至对应的标准限值3.0,22 mg/kg以下,Cr(Ⅵ)浸出浓度<0.5 mg/L,满足修复要求。该修复工程的成功实践,可以为其他复合污染场地修复工程的设计与实施提供参考。     

六价铬污染场地还原修复及其稳定性研究

以某铬污染场地土壤为修复对象,采用化学还原技术对土壤中六价铬进行"解毒"。对比分析五类还原剂对Cr(Ⅵ)的修复效果,并结合修复后土壤的pH及其他重金属的浸出特性,筛选出MetaFix药剂为最佳修复药剂。MetaFix~(TM)药剂修复后土壤中六价铬及其他重金属均达到了相应标准要求,并且具有很好的稳定性。     

六价铬污染场地土壤稳定化修复材料研究进展

化学还原稳定化修复是工业铬污染土壤修复中应用最为广泛的技术。针对不同污染程度及理化性质的铬污染土壤,选择最为高效、经济、适用的稳定化修复材料是铬污染土壤修复工程最核心问题所在。针对上述问题,重点对现有铬污染土壤修复材料,如铁系、硫系、铁硫系、有机类及微生物菌剂的修复原理、影响因素、实际应用效果及存在问题、修复后环境风险和长期稳定性等多方面进行总结,为实际修复工程中六价铬修复材料的选择及修复实践工作的开展提供重要参考与指导建议。     

土壤中铬污染修复技术研究进展

随着工业的发展,铬在许多行业得以重要应用,同时也产生了大量污染。铬在土壤中的存在形态以三价铬和六价铬为主,其中六价铬毒性较大。本文根据土壤中铬的物理、化学性质介绍了铬修复技术中固化/稳定化法、化学淋洗法、电动力修复法和生物修复法,并对其适用范围和优缺点进行总结。     

典型焦化污染场地多技术联用治理工程应用案例分析

典型焦化污染场地具有明显的多环芳烃和重金属复合污染特征,单一修复技术往往难以完成治理。多技术联用修复焦化污染场地土壤已开展了应用实践,但联用技术适用的场地污染特征和工程技术问题还鲜有报道。焦化场地多环芳烃和重金属主要分布在浅层土壤中,复合污染普遍,但2类污染物互相作用影响小,适合采用以土壤淋洗为核心的联用修复技术,其具有节省修复周期和成本的工程应用优势,二次污染防治是其技术难点,未来可发展土壤淋洗+化学氧化+生物修复联用技术,进行绿色修复。     

原位生物稳定固化技术在铬污染场地治理中的应用研究

原位生物稳定固化方法是控制铬污染场地地下水风险的有效方法,通过实地工程试验,初步验证了原位生物稳定固化法治理南方某铬污染场地的修复效果.实地工程试验的场地面积约600 m2,位于整个污染场地的上游,受高浓度铬污染,总铬含量高值为11 850 mg.kg-1,六价铬含量高值为349 mg.kg-1,污染最为严重的土层为-0.5～-2 m.通过对在试验场地范围内设置注射井注射还原剂和微生物调节剂等,并通过监测井监测分析不同时间不同深度范围内在药剂注射的作用下地下水中六价铬和总铬的浓度变化.工程试验结果表明,原位生物稳定固化技术显著改变了土壤中铬的形态,进而降低了铬的迁移性,消减了地下水污染风险.注入的药剂对注入井(有效范围)内的地下水六铬污染治理效果很好,六价铬转成三价铬并固定稳定率达到94%～99.9%,总铬固定稳定率达到83.9%～99.8%.试验结果对于浅层地下水深度较浅、土壤以粉质黏土和砂质黏土为主的污染场地修复具有重要的参考价值.     

我国污染场地土壤修复技术的工程应用与商业模式分析

基于我国土壤污染形势及污染场地的特点,介绍了几种典型的污染场地土壤修复技术在国内的工程应用现状,包括工程技术适用范围、系统构成、主要工程装备、工程案例、参考成本等。并结合当前我国土壤修复行业的特点,系统分析了现阶段国内污染场地土壤修复行业的商业模式及其未来的发展方向。     

石家庄某铬污染场地土壤现状调查与评价

以河北省石家庄市井陉县某铬污染场地为例,根据HJ 25.2—2014《污染场地风险评估技术导则》进行场地现状调查及风险评价。结果表明:该场地主要污染区域集中在铬渣堆场、浸取车间和转化车间3个区域,属于重度污染区域,其总铬和Cr~(6+)含量最高分别达到69 500,68 300 mg/kg。该场地在开发前需进行场地修复,针对场地不同污染状况,高浓度和低浓度铬污染土壤分别建议采用化学淋洗法和化学还原-固化稳定化法处理。     

中国工业污染场地修复发展状况分析

近十年来,污染场地修复工作得以重视和发展。目前我国已完成工业污染场地修复项目达200余例,并逐步形成产业规模。通过长期调研、咨询,收集到了国内现有的大多数工业污染场地修复项目,共计166例。通过对这些项目进行分析,初步阐述了目前我国工业污染场地修复行业的一些发展特点:行业发展前景广阔,项目数量逐年增多,但资金来源仍是主要制约因素;修复项目主要集中在土地价值较高的一线及省会城市,有机类污染场地主要分布沿海地区,而重金属污染场地主要分布于西南、中南地区;修复工期普遍较短,58.3%的项目工期小于半年;修复技术相对粗糙,以异位修复为主,固化稳定化、化学处理和水泥窑焚烧技术应用次数最多。总体而言,我国土壤修复行业还处于起步阶段。     

H2O2氧化联合化学淋洗修复电镀工厂铬污染黏性土壤的试验研究

以合肥某电镀工厂遗留的铬污染黏性土壤为研究对象,采用H₂O₂氧化联合盐酸和柠檬酸进行化学淋洗对土壤中的总铬和Cr(Ⅵ)进行修复去除,并对氧化剂H₂O₂的浓度、淋洗剂盐酸和柠檬酸的浓度对土壤中铬的去除率的影响进行探究。结果表明:单独采用H₂O₂氧化,在浓度为10.0%时,其对土壤中铬的去除效果最佳,Cr(Ⅵ)去除率达到51.5%,总铬去除率达到20.9%;单独H₂O₂氧化、盐酸和柠檬酸淋洗后土壤中Cr(Ⅵ)浓度仍然超过GB 36600—2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》二类用地标准。而对H₂O₂氧化后土壤继续联合盐酸或柠檬酸淋洗,当盐酸浓度为1.0 mol/L、固液比为1∶4时,H₂O₂氧化联合化学淋洗修复后的土壤中Cr(Ⅵ)浓度为4.4 mg/kg,达到GB 36600—2018二类用地标准,此时土壤中Cr(Ⅵ)去除率为85.5%,总铬去除率为50.6%。Tessier五步提取形态分析表明:修复后土壤中残渣态铬的比例从44.7%提高到93.4%,显著降低了铬二次释放的风险。研究结果可为铬污染土壤的治理修复和铬的回收利用提供参考。     

硫铁矿对Cr(Ⅵ)污染土壤的长效还原稳定化研究

针对酸溶态占比高的Cr(Ⅵ)污染土壤还原解毒不彻底、后期易返黄的问题,确定了水溶态Cr(Ⅵ)快速还原、酸溶态Cr(Ⅵ)长效缓释还原的修复思路。试验考察了单独添加硫铁矿对Cr(Ⅵ)处理的效果,并采用FeSO₄·7H₂O、硫铁矿分步还原法探究处理后污染土壤的长效稳定性,进行了540 d的长期监测。结果表明:FeSO₄·7H₂O还原药剂长效性较差,在自然环境中容易发生氧化,失去还原效能,无法完全还原缓慢释放的酸溶态Cr(Ⅵ),有必要加入长效还原缓释药剂对酸溶态Cr(Ⅵ)进行持续还原。硫铁矿单独修复水溶态Cr(Ⅵ)为主的污染土壤,在添加20%的硫铁矿,反应14 d的条件下,土壤中Cr(Ⅵ)浸出浓度降至30.4 mg/L。采用FeSO₄·7H₂O和硫铁矿分步还原酸溶态Cr(Ⅵ)污染土壤,先加入2%的FeSO₄·7H₂O,养护3 d后再加入3%的硫铁矿反应27 d,Cr(Ⅵ)浸出浓度即降至0.29 mg/L,加入5%的硫铁矿,反应4 d后Cr(Ⅵ)浸出浓度即可降至0.43 mg/L,之后Cr(Ⅵ)浸出浓度保持稳定。经过540 d的长期监测未发现浸出浓度有上升情况。     

基于格网GIS的重点生态功能区生态系统敏感性研究:以贵州省雷山县为例

为了科学地诊断出存在的环境问题,实现对生态环境的保护,以重点生态功能区雷山县为例,结合地形、地貌与气候等数据,以格网为评价单元,构建生态系统敏感性评价指标体系。采用层次分析法、区域综合法及格网GIS技术,对评价体系中各指标进行10 m×10 m尺度下的格网化表达,运用栅格数据的空间叠加方法及生态系统敏感性评价模型,综合评价雷山县生态系统敏感性空间格局。结果表明:雷山县生态系统敏感性较高,其中非敏感区和轻度敏感区面积较小,仅占总面积的5%和13.4%;其次是中度敏感区和极度敏感区,分别占总面积的26.3%和17%;高度敏感区面积最大,占总面积的38.3%。     

美国污染场地修复技术对我国修复行业发展的启示

随着我国工业化进程的发展,暴露出来的土壤污染问题越来越严重。对我国2005—2019年以来455个污染场地修复项目进行了统计分析,发现我国污染场地修复项目数量逐年递增,修复方式以异位修复为主,占比为63%,修复技术以阻隔/填埋（29%）、固化/稳定化（18%）为主。相比之下,2005—2014年,美国污染场地修复方式实现了从异位修复到原位修复的转换,原位修复技术占比达到54%,其中土壤气相抽提技术、物理分离、固化/稳定化技术、化学修复和生物修复技术应用居多,地下水抽提-处理技术的应用逐年下降。基于美国修复技术发展趋势,我国未来修复技术路线应以原位修复为主。     

基于数值模拟的某污染区地下水风险管控值确定

针对地下水风险管控目标值确定较难的问题,以某废弃铁合金厂为研究对象,讨论地下水中Cr （Ⅵ）污染对下游敏感目标河流的环境影响,采用数值模拟方法,确定水力截获条件下该污染区地下水风险管控目标值。结果表明:天然条件下,2500 d后,Cr （Ⅵ）浓度>0.5 mg/L的污染羽将迁移至河流处;在水力截获条件下,当水力截获Cr （Ⅵ）浓度为10 mg/L以上的污染羽范围时,排泄至河流处Cr （Ⅵ）最高浓度为0.46 mg/L,可达到地下水风险管控的目的。最终确定本场地地下水风险管控值为10 mg/L,使地下水风险管控的面积减少了约9.45万m2,节约了污水处理的成本。该成果可为地下水风险管控目标值的确定提供方法支撑,为我国污染地块地下水修复方案编制提供设计支撑。     

酸化-电动强化修复铬渣场地污染土壤

为解决常规电动修复方法对Cr污染土壤Cr(T)(总Cr)去除效率低的问题,提出了酸化预处理-电动强化修复技术. 以国内某化工厂铬渣堆放场地Cr污染土壤为研究对象,通过改变土壤酸化条件,分析乙酸和柠檬酸的酸化时间、酸浓度(以c计)对电动修复Cr污染土壤中Cr去除率的影响,并对土壤中Cr的形态进行分析. 结果表明:①酸化预处理-电动强化修复技术可以显著提高Cr污染土壤中Cr的去除率,其中0.9 mol/L柠檬酸酸化5 d组Cr(T)和Cr(Ⅵ)的去除率由对照组的6.23%、19.01%分别升至26.97%、77.66%. ②土壤酸化可以将部分Cr由碳酸盐结合态向水溶态转化,进而提高Cr去除率;在适宜的酸浓度范围内,酸浓度越高,土壤释放的Cr越多,Cr去除效果就越好. ③与乙酸组相比,柠檬酸组Cr的去除率较高,因为柠檬酸本身也是一种络合剂,在酸化作用释放碳酸盐结合态Cr的基础上,柠檬酸能与Cr发生络合作用,进一步提升了Cr的去除率. 电动修复过程中迁移出土壤的Cr主要以醋酸可提取态、可还原提取态和可氧化提取态为主,残留Cr的生物可利用性降低.      

难溶态Cr (Ⅵ)对重度铬污染土壤淋洗还原修复效果的影响

通过对某铬渣堆场的重度铬污染土壤进行解吸动力学和难溶态Cr (Ⅵ)还原实验,揭示限制重度铬污染土壤有效修复的关键因素。结果表明:室温下,采用柠檬酸淋洗可显著降低土壤中难溶态Cr (Ⅵ)浓度,将淋洗温度提高至90℃,可进一步显著降低难溶态Cr (Ⅵ)浓度。淋洗后土样中难溶态Cr (Ⅵ)浓度越低,其还原效果越好。供试土样经柠檬酸高温淋洗+FeSO₄高温还原工艺修复后,Cr (Ⅵ)浓度从(1813.2±59.8) mg/kg降至(99.1±8.8) mg/kg。此外,淋洗实验中柠檬酸对难溶态Cr (Ⅵ)的还原可忽略不计;土样中残留的柠檬酸对土壤Cr (Ⅵ)的检测结果无显著影响。研究证明了难溶态Cr (Ⅵ)的还原效果是重度铬污染土壤修复的关键限制因素,结果可为铬污染土壤修复工艺研发提供参考。