固化稳定化技术修复汞污染土壤的中试试验研究

以某化工厂内含汞污染土壤为研究对象,进行了固化稳定化技术的中试试验,研究水泥和硫化钠的药剂配比和搅拌方式对处理效果的影响。结果表明,随着水泥添加量增大,汞的浸出浓度大体降低;随着硫化钠添加量的增大,汞的浸出浓度呈现明显上升的趋势;当水泥和硫化钠联用时,浸出液中汞未检出,处理效果较好;搅拌方式对土壤中汞的处理效果影响较小。综合考虑经济成本、处理效果以及增容等因素,建议采用0.05%(质量分数,下同)工业级硫化钠+5.00%复合硅酸盐水泥P.C 32.5的药剂配比和挖机铲斗混合搅拌的方式对土壤中的汞进行固化稳定化处理。     

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FeSO4·7H2O、FeSO4·7H2O和Ca（OH）2混合物及NaHSO3,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,FeSO4·7H2O和NaHSO3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FeSO4·7H2O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NaHSO3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,FeSO4·7H2O和Ca（OH）2混合物还原稳定化效果较差。投加FeSO4·7H2O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NaHSO3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FeSO4·7H2O。     

汞污染土壤的电动力学修复试验研究

利用电动力学修复汞污染土壤,并考察电动力学修复对土壤部分理化指标的影响。结果表明,常规的电动力学修复方法不能有效去除土壤中的汞污染物,需要一些强化措施,在阴极电解液中引入KI,KI的引入提高了修复过程中的电流,且KI会与汞化合物生成HgI2-4,提高了汞的迁移效率,从而改善了电动力学修复效果。同时,添加0.50mol/L的KI溶液的试验组具有最佳的修复效果,在此试验条件下,污染土壤中的汞总去除率为81.7%。电动力学修复后,土壤pH有明显改变,阳极区土壤酸化,阴极区土壤碱化;土壤有效氮在阳极区出现明显增加,在阴极区降低,而土壤有机质则没有明显变化。     

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(FeSO4)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FeSO4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FeSO4处理后可以降低土壤pH值,而CPS处理则提高土壤pH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;FeSO4和CPS在修复高Cr(Ⅵ)污染土壤方面具显著效果。     

污染土壤的物理/化学修复

将土壤污染物分为非卤代VOCs、卤代VOCs、非卤代SVOCs、无机物等8大类型,并在分析污染土壤原位修复和异位修复两种方式不同特点的基础上,根据各种修复技术的不同作用原理,较为全面地介绍了目前国内外各种物理/化学修复的技术原理、适用性、局限性、实施时间及处理成本等,具体包括化学淋洗、蒸汽抽提、强化破裂、空气喷射、可渗透反应墙、固化/稳定化、电动学、物理分离、热解吸、玻璃化等修复技术.针对几种常见的土壤污染类型,列举了一些可行的组合修复工艺.     

铁系物还原稳定化技术修复铬污染土壤应用研究

铁系物还原与稳定化是修复铬(Cr)污染土壤的重要手段。采用硫化亚铁(FeS)、硫酸亚铁(FeSO₄)、四氧化三铁(Fe₃O₄)和纳米零价铁(nZVI)4种铁系物对Cr(Ⅵ)污染土壤进行修复,优化修复条件,并进一步联用3种稳定剂(石英砂、高岭土和石灰石)对Cr(Ⅵ)污染土壤进行修复。结果表明,4种铁系物对土壤Cr(Ⅵ)的还原效果为FeSO₄>nZVI>Fe₃O₄>FeS,3种稳定剂对土壤总Cr和Cr(Ⅵ)的稳定化效果为高岭土>石灰石>石英砂。其中,nZVI-石英砂和nZVI-高岭土联用对土壤Cr(Ⅵ)的还原率超过99%,修复后,土壤中可交换态和碳酸盐结合态的Cr含量减少,残渣态Cr含量增加。     

化学淋洗与生物质炭稳定化联合修复镉污染土壤

为探讨土壤淋洗与生物质炭稳定化联合修复技术对镉（Cd）污染黄棕壤修复效果的影响,研究通过振荡淋洗实验、BCR 连续化学提取法和CaCl2 一次提取法,筛选确定污染土壤的最佳淋洗方案,并比较了淋洗修复、淋洗 + 稳定化修复技术对污染土壤中Cd生物有效性的影响。结果表明：3种淋洗剂的淋洗效率强弱顺序为EDTA-2Na>HCl> 柠檬酸,最佳淋洗条件为0.12 mol·L-1 EDTA-2Na在固-液比1:4条件下振荡淋洗3h,Cd的洗脱率为81.3%;淋洗后土壤中Cd的有效态（F1+F2）百分比减少了51.0%,显著降低了污染土壤的重金属总量及其环境风险;相比于单一淋洗修复技术,EDTA-2Na在添加体积（V添加）为最佳淋洗体积（V最优）的80%时,淋洗后再加入3%玉米秸秆炭稳定化15 d的联合修复技术能够将土壤中有效态Cd含量（CaCl2-Cd）从8.13 mg·kg-1降低到0.42 mg·kg-1。因此,淋洗修复后施加玉米秸秆炭的联合修复技术,能够有效降低重金属污染土壤的生态环境风险,提高土壤环境质量。     

有机改性蒙脱石负载巯基修复汞污染土壤

以蒙脱石作为原始材料,对其进行有机改性,将巯基基团负载在有机改性的蒙脱石上制备出重金属汞的稳定剂以稳定化修复汞污染土壤。考察稳定化时间、稳定剂添加量、浸出液pH及有机质含量对稳定化效果的影响,探究稳定化前后土壤汞形态变化。通过XRD、FTIR和SEM分析了蒙脱石、有机改性蒙脱石（Mont-OR）和负载巯基有机改性蒙脱石（Mont-OR-SH）的物理化学特征,通过原子吸收法测定汞浓度。稳定化修复结果表明,稳定化时间为30 d,稳定剂添加量为9%时,汞浸出浓度为0.066 mg·L-1,稳定率为98.3%,达到GB 5085.3-2007规定的汞限值0.10 mg·L-1。添加不同质量的小麦秸秆作为有机质的来源,均对整个稳定化有促进作用,其中添加量为6%时,促进作用最明显,改变浸出液pH,在强酸性和强碱性条件下,利用此稳定剂对汞的稳定作用降低。TESSIER五步提取法结果表明,负载巯基的有机改性蒙脱石的添加导致可交换态汞、碳酸盐结合态汞、铁锰氧化物结合态汞含量下降,而有机结合态汞、残渣态汞含量增加。实验结果证明有机改性蒙脱石负载巯基能够有效地应用于汞污染土壤修复。     

利用CPS还原稳定化修复Cr(Ⅵ)污染土壤

通过研究多硫化钙（CPS）与水溶液中六价铬（Cr（Ⅵ））中的反应,得出CPS与Cr（Ⅵ）的化学计量关系及主要反应产物;以CPS为修复剂,开展还原稳定化法对Cr（Ⅵ）污染土壤的修复实验,并用FeSO4作对比,比较两者的稳定化效果。结果表明：CPS与水溶液中Cr（Ⅵ）反应的化学反应计量比为3：2,对反应产物进行XRD表征,发现其主要成分为Cr（OH）3和单质S;CPS能够在短时间内大幅度降低砂土中总铬和Cr（Ⅵ）的浸出浓度以及土壤的Cr（Ⅵ）含量;经CPS处理之后的Cr（Ⅵ）污染土壤,pH值从原来的8.9下降至8.2,而经Fe2+处理的土壤明显酸化,其pH值降至7.5;土壤氧化还原电位（ORP）先显著下降,后期随着CPS的逐步消耗稍有上升;经CPS稳定化处理后,土壤可交换态铬和碳酸盐结合态铬均明显减少,铬的稳定性增强,环境风险显著减小。     

磷酸盐稳定化修复锌污染土壤小试和工程效果评估

采用磷矿粉和某商业药剂为主要稳定化修复材料,针对某典型锌污染场地（包括锌污染土壤和工业废渣）开展实验室小试、稳定化修复工程和长期跟踪稳定化效果评估。结果表明,采用磷矿粉+熟石灰组合对锌污染土壤和建筑废渣具有长期稳定并大幅降低污染介质中锌浸出浓度的效果,实验室小试时投加比为2%时,锌的浸出可完全满足场地修复目标值25 mg·L-1的浓度限值;在现场施工时,为保守起见,设定稳定化药剂投加比例4%,在稳定化过程中,pH变化趋势为逐渐升高到11左右,然后降低稳定至7.0左右,废渣和污染土壤中锌浸出分别为0.2 mg·L-1、0.05 mg·L-1以下;稳定化修复后450 d,再次采样测定锌的浸出和pH,结果分别为低于0.2~2.0 mg·L-1和7.3左右,完全达到预期长期稳定化效果。实验室小试和稳定化工程结果可为后续锌污染场地治理修复提供技术参考和借鉴。     

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。     

立体式植物修复受重金属污染农田土壤的探讨

农田土壤遭受重金属污染是江西省乐平市乐安河沿岸的重要环境问题。采用实验小区的方法,研究了乔、灌、草多层次植物对重金属污染地区土壤的修复作用。结果表明,利用木本植物和对重金属吸收较好的草本植物组成立体模式来净化污染面积较大的土壤,效果明显,简便易行,经济效益大,是治理重金属Cu、Cd复合污染的一条新途径。     

重金属Pb、As污染土壤的稳定化修复评价方法研究

稳定化修复是广泛应用的土壤修复技术之一,然而目前对该项技术修复效果的评价方法并不完善。鉴于此,提出分层原位取样的淋溶实验及外源污染的截留柱实验作为评价方法,分别评价稳定化修复过程中重金属在土壤中的迁移风险和稳定化修复的适应性。结果表明,稳定化修复后5cm深度土壤浸出液中As和Pb浓度分别降低了92.6%和98.4%;而稳定剂对于25cm深度土壤中的Pb、As截留效果不同,稳定化修复后的As污染土壤对Cd有较好的截留效果,而稳定化修复后的Pb污染土壤对于Cd的截留能力低于对照组。基于淋溶实验和截留柱实验的评价方法具有良好的应用前景。     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛，欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术（原位化学修复技术和异位化学修复技术）、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数，并对其发展前景进行了展望。     

污染土壤化学修复技术研究与进展

污染土壤修复环境工程近年来发展迅猛,欧美等发达国家在其技术创新和设备改进2个层面都取得了长足进展。本文概述了化学淋洗修复技术(原位化学修复技术和异位化学修复技术)、化学还原与还原脱氯修复技术、化学氧化修复技术、溶剂浸提技术和土壤性能化学改良修复技术等污染土壤的化学修复技术原理、进展与适用性以及有关关键技术参数,并对其发展前景进行了展望。     

植物混种原位修复多环芳烃污染农田土壤

通过比较实验前后土壤微生物主要类群数量、PAHs降解菌数量、土壤PAHs含量和植物不同部位PAHs含量变化,评价植物单种和混种野外原位修复多环芳烃(PAHs)污染农田土壤的效果。结果显示,150 d天生长期内,黑麦草/小麦混种及黑麦草/蚕豆混种修复效果最好,对土壤PAHs总量的降解率分别达到了59.4%和64.8%。同时,这2个混种处理土壤细菌、真菌和PAHs降解菌数量分别显著高于相应的小麦、蚕豆和黑麦草单种处理。植物不同部位PAHs含量高低次序为根部>茎叶≈籽粒。混种模式下,蚕豆和小麦不同部位PAHs含量比单种模式的不同程度降低,特别是籽粒部。植物混种模式不仅显著提高了土壤PAHs的降解率,还降低了农作物体内PAHs含量,实现了边生产边修复,在污染农田土壤修复领域有着广阔的应用前景。     

蚯蚓活动对汞污染土壤植物修复效果的影响

采用自然土壤人工染毒法,模拟2、10mg/kg的汞污染土壤,选用苎麻作为修复植物,研究蚯蚓活动对苎麻修复汞污染土壤效果的影响。结果表明,添加蚯蚓能显著提高苎麻地上部分对汞的富集效果,最大提升效果分别为59.34%和33.69%。同时也发现,接种蚯蚓使苎麻对汞的富集系数提升效果明显,最大分别达到0.340和0.160,但是对转运系数的影响并不明显。此外,苎麻在生长中期对汞有较快的富集速率,在生长前期和末期对汞的富集速率较慢。最后,提出了汞污染土壤修复的研究建议。     

高浓度汞污染土壤低温工程性修复复垦的可行性

低温热解技术修复高浓度汞污染土壤（≥100 mg·kg-1）工程除汞效果可达70%以上,仍残留20%~30%的惰性汞,是否对农作物安全存在一定风险仍属未知。为此,以低温热解工程性修复前的高浓度汞污染农田土壤为对照,研究修复后土壤在原位大田条件下残留汞的形态变化及对几种常见作物生物产量、质量及汞在植物组织间迁移的影响。结果表明：低温热解过程未对土壤肥力造成影响,经低温热解修复后土壤中有机结合态汞降低64.07%,残渣态汞降低56.38%;高浓度汞污染抑制了作物生长,修复后土壤耕种作物生长状况得以明显改善,作物产量提高了2~3倍;所研究作物可食部分土豆肉、玉米粒及稻米,汞含量分别降低了51.2%、43.8% 和53.79%;汞在植株中的分布情况为：根 > 叶 > 茎,残留汞对植株根系的胁迫最为严重,且植株的根和叶汞含量,相比修复前明显降低了2~5倍。