典型铬渣污染场地的污染状况与综合整治对策

对比了国内外污染场地的管理现状.通过方法学筛选国内2处化工厂的铬渣堆存场地作为典型铬渣污染场地,并对土壤和地下水进行采样分析.结果表明,这2处铬渣污染场地均存在土壤和地下水污染,特别是在铬渣堆积区域的土壤中w(总Cr)超过当地土壤背景值的数倍～数十倍,地下水中w(Cr6+)超过Ⅴ类地下水质量标准达1 000倍.Cr6+极易迁移扩散,污染面积大,其中1号铬渣污染场地污染土壤总量约19.5×104 m3,2号场地污染土壤深度约达4 m.通过分析2处典型铬渣污染场地污染特性,提出了全国铬渣污染场地综合整治对策的技术路线和规划.      

典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值

通过对青海某化工厂铬渣污染场地钻孔采样,分析了样品质地及铬含量,得到场地的水文地质及铬污染状况.根据场地区域生活现状,运用美国环保局健康风险计算模型,评估了现有条件下该场地对周边居民的潜在健康风险.同时,结合场地的修复目标,应用地下水溶质运移方程及土壤中Cr6+的解吸曲线,探讨了场地污染物的修复指导限值.结果表明:场地表层0～4m为黄土状土,4～22m为砾砂,铬污染区域面积约4×104m2;现有条件下场地Cr6+对人体的健康风险值为9.39,需要对Cr6+进行修复治理,而Cr3+的健康风险值在可接受范围内;通过计算得到场地表层0～4m黄土状土Cr6+的修复值为60mg·kg-1;4～22m砾砂Cr6+修复值为15mg·kg-1.     

一种耐Cr(Ⅵ)微生物筛选新方法

六价铬(Cr(Ⅵ))是极具危害的环境污染物,利用微生物治理Cr(Ⅵ)污染是目前生物修复的热点之一,其中耐Cr(Ⅵ)微生物的筛选是关键。针对传统筛选方法培养基与Cr(Ⅵ)易相互作用的问题,文章提出先利用磷酸-Cr(Ⅵ)缓冲液浸泡筛选耐Cr(Ⅵ)微生物,然后在无Cr(Ⅵ)培养基上筛选的新方法(PCB法)。通过3种纯菌株进行筛选效果验证,并在尾矿土和草地土中与常规高温灭菌筛选(HS法)和过滤灭菌筛选法(FS法)进行筛选效果比较。纯菌株筛选结果表明,用含200 mg/L K2Cr2O7磷酸缓冲液(pH 7.4)浸泡微生物细胞2 h能有效筛选耐Cr(Ⅵ)菌株。土壤筛选实验表明,运用PCB法在尾矿土中获取菌落数为7.5×10~4CFU/g,与HS法相当,显著高于FS法;而在草地土中获取菌落数为1.8×10~4CFU/g,与FS法相当,显著低于HS法。HS法Cr(Ⅵ)在含200 mg/L K_2Cr_2O_7的牛肉膏蛋白胨培养基中回收率仅为53.8%,这是HS法获取菌落数高的原因。FS法筛选过程中微生物与Cr(Ⅵ)接触时间长,超过了微生物细胞生长对Cr(Ⅵ)的耐受极限,可能是FS法获得菌落数少的原因。总体而言,PCB法有效避免了上述缺陷,具有快速,准确,菌落生长好的特点。     

铬(Ⅵ)土著还原菌筛选及初步鉴定实验研究

以重铬酸钾为供试物,用固体平板法和还原实验对铬(Ⅵ)土著还原菌进行筛选,用载片培养法、革兰氏染色法、鞭毛染色法、芽孢染色法对还原菌做初步的鉴定,共筛选出16株铬(Ⅵ)土著还原菌,并挑选出还原率相对较高的Z2(35.2%)、Z3(45.2%)、Z4(38.6%)、X8(30.4%)、X10(29.4%)作为铬(Ⅵ)的优势还原菌株。经初步鉴定,土著真菌Z2为黑曲霉(Aspergillusniger),Z3、Z4为镰刀菌属(Fusariumsp.),土著细菌X8、X10为芽孢杆菌(Bacillussp.)。实验的方法和成果将为铬(Ⅵ)污染土壤微生物治理技术的推广应用提供技术支持。     

FPXRF用于污染场地铬分布特征及迁移规律研究

采用无扰动、直压式GeoProbe钻机获取铬渣场地不同深度土层(表层至含水层)连续原位样品,应用便携式X射线荧光光谱仪(FPXRF)对土层样品中的铬进行现场测定,并与电感耦合等离子体原子发射光谱法测定值进行对比,分析FPXRF测试数据质量。实验结果表明,在优化的分析测试条件下,现场测试结果与实验室测试结果一致,FPXRF检出限为19.89 mg/kg。FPXRF现场测试的总铬与便携式分光光度计现场检测的六价铬结果揭示,渣堆区包气带和第一含水层均受到重金属铬污染,渣堆边缘区包气带中铬含量出现间歇性降低、升高的动态变化过程,含水层介质中总铬和六价铬浓度最高值分别达400 mg/kg、390.4 mg/kg,渣堆区深部土壤污染物由渣堆渗滤液垂向迁移导致;渣堆下游土层污染范围主要为第一含水层,由渣堆区深部土层中重金属铬在地下水侧向径流作用下迁移扩散导致。研究结果为工作区土壤和地下水环境风险评价及修复工程设计实施提供了参考依据。     

铬渣浸溶Cr(Ⅵ)溶解释放规律研究-以锦州堆场铬渣为例

通过锦州地区铬渣样品静态浸溶实验,测定不同固液比、浸出时间、浸取剂pH及组成、振荡速度、铬渣粒度大小、温度等因素对铬渣中Cr(VI)溶解释放的影响,揭示铬渣中Cr(VI)析出、释放机理。结果显示,稀释作用在不同固液比浸出中起主导作用,随固液比的降低,Cr(VI)浸出浓度逐渐降低,但是Cr(VI)浸出总量却在增加;随着浸出时间的增大,浸出Cr(VI)浓度随之增大;铬渣浸出液碱性很高,在铬渣溶解释放过程中,随酸性增强Cr(VI)溶解量相应增大,体现强的酸中和能力;随着振荡速度增加,Cr(VI)溶解释放速度明显加快;粒径越小,铬酸盐的溶解释放速度越快,溶解作用越充分;铬渣的浸出为吸热反应过程,铬渣溶解度随温度升高而增大。铬渣中Cr(Vl)溶解释放速率服从菲克(Fick)扩散定律。研究结果为铬渣危害的评价、监测及铬渣污染有效防治提供参考。     

铬在土壤-植物系统中的形态与生物有效性

工业化导致中国土壤铬污染日趋严峻,严重威胁农产品的产量和品质。铬的生物有效性不仅取决于土壤中铬浓度,也与铬形态密切相关。了解不同条件下污染土壤中铬形态与空间分布是十分重要的。该文从土壤-植物系统中铬的迁移转化行为、影响因素、分析手段三方面综述了铬污染研究现状及未来研究方向,为我国土壤铬污染防控和提高农产品质量安全提供依据。     

污染场地修复技术筛选方法及应用

污染场地修复技术的筛选是场地监管中的重要环节,修复技术的适用性直接影响场地修复效果及费用.确定最适修复技术时需综合考虑污染物特征、场地条件、修复费用及时间等多种因素,目前我国在污染场地修复技术筛选时多依赖专家赋值评分,在决策方法的推广上受到限制.本文在国内外相关研究基础上,考虑我国污染场地监管需求,提出土壤修复技术初筛及详细评价方法,并建立了修复技术筛选指标体系.为解决在各指标赋值及评价过程中存在的模糊性问题,利用可拓理论进行修复技术等级划分.以我国某铬渣污染场地为例,开展了土壤修复技术筛选研究,提出了最适的修复技术,研究成果可为我国污染场地监管工作提供科技支撑.     

地下环境中铬迁移转化机制及修复技术综述

本文首先重点整理分析了铬污染场地地下环境中铬元素的存在形态和主要迁移转化机制,其次简要介绍了目前国内外常用的几种铬污染场地修复技术,最后提出了关于铬污染场地修复的几点思考和建议。     

两段式还原铬渣中Cr(Ⅵ)的试验研究

比对了多种还原剂处理六价铬的解毒效果,确定了焦亚硫酸钠、硫酸亚铁两段式还原处理铬渣浸出液中六价铬和总铬的还原剂投加顺序和投加量。结果表明,该技术能使解毒后铬渣中Cr6+浓度达到0.17 mg/L,满足HJ/T 301—2007《铬渣污染治理环境保护技术规范(暂行)》解毒后铬渣六价铬≤0.5 mg/的要求,且具有较好的长期稳定性,解毒彻底,可为该技术的工程应用提供理论依据。     

铬渣污染土壤清洗剂筛选研究

以3种不同质地的铬渣污染土壤(A土,B土和C土)为研究对象,探讨了4种清洗剂对污染土壤中Cr的清洗效果,并采用欧盟BCR三步顺序提取法,研究了不同清洗剂对土壤中各形态Cr的去除效果. 结果表明:同一污染土壤上4种清洗剂对总Cr的去除效果差别不大;低浓度清洗剂对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除效果与去离子水相当;高浓度清洗剂效果优于低浓度清洗剂,且高浓度清洗剂洗出的总Cr主要以Cr(Ⅲ)为主. 同一清洗剂对3种污染土壤的清洗效果为C土>B土>A土. 去离子水主要去除酸可提取态Cr;EDTA-Na₂对酸可提取态和可还原态Cr去除效果较好;柠檬酸去除的是酸可提取态、可还原态和可氧化态Cr;而HCl对各形态Cr都有所去除. 因此,对于酸可提取态和可氧化态Cr含量较高的A土,柠檬酸是最佳清洗剂;而对于酸可提取态Cr占优势的B土和C土,去离子水是最佳清洗剂.      

铬(Ⅵ)污染土壤生物还原解毒剂施用研究

为了探究Cr6+污染土壤生物还原解毒剂应用的可行性,利用不同浓度的Cr6+污染土壤开展生物还原解毒剂施用研究实验。结果表明:重度铬污染土壤施用生物还原解毒剂240d后,土壤浸出液中Cr6+浓度低于危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别标准所规定的限值;轻度铬污染土壤施用生物还原解毒剂60d后,土壤浸出液中Cr6+的浓度符合中华人民共和国地表水环境质量标准V级标准,说明用微生物法处理Cr6+污染土壤是切实可行的。     

Cr(Ⅵ)踪迹指标现场测定用于铬污染地下水源解析

根据研究区地下水样品测试结果,该文选定与Cr(Ⅵ)极强相关,且物理化学性质较稳定的钠离子作为研究地下水中Cr(Ⅵ)迁移规律的踪迹指标,并采用钠离子复合电极建立了踪迹指标现场检测方法。实验结果表明,钠离子浓度在5～500 mg/L线性范围内的电极响应斜率为-61.09 mV/pNa(103%),方法检出限为0.69 mg/L,加标回收率为92.8%～103.4%,现场测试结果与实验室测试结果一致。该研究根据踪迹指标钠离子与污染物现场检测数据,构建了钠离子与Cr(Ⅵ)浓度比值的对数函数,并有效识别出主污染源、次级污染源、污染物迁移主路径、潜在污染区、潜在影响区及背景区,为铬渣类污染场地土壤和地下水环境风险评价及污染修复提供了技术支撑和参考依据。     

攀枝花矿区糙野青茅根际耐铬放线菌筛选及促生能力评价

从攀枝花矿区糙野青茅根际土中分离放线菌,筛选获得对重金属铬具有强耐受性、抗菌促生和产胞外酶能力的放线菌,为微生物-植物联合修复重金属污染提供菌种资源.采用稀释涂布法进行放线菌的分离,通过放线菌在不同铬浓度高氏一号培养基上的生长状况判断其对重金属铬的耐受性,进一步采用原子吸收分光光度法分析菌株对铬耐受性强的菌株耐铬及去铬能力;通过对菌株产铁载体、溶磷、产吲哚乙酸(IAA)、产纤维素酶、产淀粉酶、产木糖酶、产酪蛋白酶能力及抗菌活性的筛选,综合评价菌株抗菌促生能力.结果显示,分离获得的27株根际菌株,光学显微形态及扫描电镜结果均显示为放线菌,其中有14株能在含铬的培养基上生长,具有耐铬能力.16S rRNA基因测序结果显示,14株放线菌分属于链霉菌属(streptomyces)、小单孢菌属(Micromonospora)和冢村氏菌属(Tsukamurella).菌株SCAU9002和SCAU9008在铬浓度为300mg·L~(-1)的处理下培养6 d,去铬率分别达到81.17%和78.41%;菌株SCAU9002、SCAU9006、SCAU9008、SCAU9009、SCAU9013同时具有3种促生功能,盆栽实验结果进一步表明,在重金属胁迫下,经菌株处理后的玉米植株更高,生物量更大,根系更发达,促生效果较好.此外,菌株SCAU9006对6种病原菌具有拮抗作用,5株菌同时具有3种及以上产胞外水解酶的能力,4株菌能在7%的NaCl浓度下生长,13株菌在pH5.0~8.0的范围内均可生长.结果表明,根际放线菌在促进矿区植物生长和铬尾矿污染土壤的生物修复研究中具有很大潜力.     

焦作地区岩溶地下水铬(Ⅵ)污染过程研究

岩溶地下水是焦作市主要饮用水水源,受人类活动影响,局部地下水中铬(Ⅵ)浓度逐渐升高。利用氢氧稳定同位素在辨析不同水体水力联系方面的原理,结合不同水体的水化学组成,判定岩溶地下水中铬(Ⅵ)污染来源。结果表明,研究区岩溶地下水铬(Ⅵ)含量升高与粉煤灰有关,主要污染过程为含铬粉煤灰的灰水渗滤液借助凤凰山断层破碎带进入岩溶地下水G6,同时进入下游岩溶地下水G1,泉水、大气降水、河水以及土壤等不会引起岩溶地下水铬(Ⅵ)含量升高。     

铬(Ⅵ)在粘土衬层中迁移转化的研究

对有毒有害物质在粘土衬层中的自然渗透、迁移及转化加以研究,可为有毒有害废物的安全填埋场的设计、施工和污染预测提供实验依据及关键参数:铬(Ⅵ)是填埋场渗滤液中有代表性的重金属,通过铬(Ⅵ)在击实粘土中的渗透实验与浸提实验,发现铬(Ⅵ)的渗透系数约为水的４倍;铬(Ⅵ)可被粘土中还原性物质转化为毒性较小的铬(Ⅲ):粘土击实到最大干密度可大大提高其防渗效果。      

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。     

电动力和铁PRB技术联合修复铬(Ⅵ)污染土壤

考察了电动力学方法对模拟铬(Ⅵ)污染土壤以及天津市原同生化工厂遗留下的铬渣山周边土壤的修复效果,并将该技术与铁可渗透反应格栅(permeable reactive barrier,PRB)技术联用,找出了较好的联用方式,与单一电动修复进行了对比.研究表明,电动力学技术能有效地修复被铬(Ⅵ)污染的土壤,模拟污染土壤铬(Ⅵ)的去除率达98%～100%,总铬去除率在阳极室附近为80%左右,而阴极室附近则为90%以上,恢复到土壤背景值;铬(Ⅵ)去除的同时伴随着铬(Ⅵ)向铬(Ⅲ)的转化,修复结束时土壤中残留的铬90%以上为铬(Ⅲ);污染极其严重的铬渣山下土,由于含约28%的铬(Ⅲ),修复结束时铬(Ⅵ)的去除率达98%以上,而总铬去除率仅为75%～77%;阳极室附近土壤pH降低而阴极室附近土壤pH升高,处于两极中间位置的pH变化不大.电动力学与铁PRB原位联用方式能充分地利用这2种技术的优点,修复后,土壤任意位置的总铬去除率接近90%,阳极室附近尤为好于单一电动修复,对土壤pH的影响也较小.     

土著微生物修复铬(Ⅵ)污染土壤的条件实验研究

根据铬(Ⅵ)污染土壤中筛选出的土著微生物初步解毒实验结果,将土著菌种制成六价铬还原菌剂,通过时间、温度、菌量、pH值、有机质用量等单因素条件实验,发现温度和有机质含量对六价铬还原影响显著,在上述各项较佳条件下施用该菌剂1个月后,对于浸出液六价铬浓度范围从10-55mg/L的污染土壤,六价铬的还原效果都可达到90%以上,高于化学法,这说明该菌剂可有效应用于六价铬土壤的生物修复。     

铬渣污染控制及综合利用的研究

铬渣是强碱性危险废物,对环境污染严重。分析了铬渣的来源与危害,提出从减少产渣量、铬渣中Cr6+回收、铬渣的无害化、综合利用及安全填埋等途径控制其污染。