铬污染土壤修复技术研究进展

可以哈

2010年 第5期 2010年5月

Chemical Engineering & Equipment

化学工程与装备

127

铬污染土壤修复技术研究进展

许友泽， 成应向，向仁军

（湖南省环境保护科学研究院，湖南 长沙 410004）

摘 要：随着铬渣治理的深入进行，渣场底部及附近铬污染土壤的修复亦提上日程，铬污染土壤的修复有其特殊性。各种地质条件形成的土壤含铬量相差很大，而土地的用途有很多种，不同的方法治理效果差异很大。文章介绍了铬污染的来源及危害，详述了土壤修复的5种技术，并对5种修复技术进行了评述。

关键词：重金属；铬污染土壤；修复

1 铬污染来源

铬及其化合物在工业生产的各个领域广泛应用，是冶金工业、金属加工电镀、制革、油漆、颜料、印染、制药、照相制版等行业必不可少的原料[1]

。铬在天然土壤-水系统的Eh-pH范围内常以六价铬Cr(Ⅵ)和三价铬Cr(Ⅲ)两种稳定价态存在。三价铬的盐类可在中性或弱碱溶液中水解，生成不溶解于水的氢氧化铬而沉淀于水体形成底泥。因此自然界的三价铬主要被吸附在固体物质上面而存在于沉积物中。六价铬多溶于水中，主要以HCrO4-和 CrO42-两种形态存在，其化学活性大，毒性强，是造成地下水污染的主要污染物，在工业废水中，主要以六价铬的形态存在。六价铬只有在厌氧的情况下，才还原为三价铬，而且三价铬毒性很低。因此六价铬还原为三价铬后被吸附或生成氢氧化铬沉淀是水溶液中去除六价铬的重要途径[2]。 2 铬污染危害

铬的毒性主要来自六价铬，其被列为是对人体危害最大的八种化学物质之一，是国际公认的三种致癌金属物之一，同时也是美国EPA公认的129种重点污染物之一。“铬的健康、安全与环境指南”指出：对职业健康最有影响的是六价铬化合物[3]。暴露在这些化合物中的人，有可能引起急性病，如肝损伤，皮肤刺激、溃疡和过敏，鼻刺激、溃疡和鼻中隔穿孔，呼吸过敏。最严重的健康问题是呼吸癌。流行病学研究证实：长期暴露在高浓度六价铬中（如老旧的铬盐厂、铬酸盐颜料厂和使用铬酸的电镀厂）可使呼吸癌发病率大大提高，且呼吸癌潜

伏期超过15年[4]。据报道共有104种职业存在着潜在的接触铬的机会。由于铬的应用非常广泛，因此很难确定铬的职业接触量到底有多少，但是，职业接触铬肯定是引发癌症的主要问题。 3 铬污染土壤治理技术 3.1 化学固定化/稳定化法

固定化和稳定化(Solidification/Stabilization，S/S) 是将被铬污染的土壤与某种粘合剂混合(也可以辅以一定的还原剂，用于还原六价铬)，通过粘合剂固定其中的铬，使铬不再向周围环境迁移。在众多的粘合剂中，水泥和硅土被认为是一种有效、易得和价廉的产品。Meegoda[5]等应用S/S 技术，进行了治理铬污染土壤的小规模实验。将被污染土壤挖出后与一定的硅土混合，从而实现铬的固定化/稳定化。处理前土壤含铬量从0.2-2.6 %不等，淋滤液六价铬浓度大于30mg/L，处理后淋滤液六价铬浓度可达5mg/kg 以下。还探讨了利用处理后土壤做建材的可能。

固定化/稳定化方法主要用于处理铬矿冶炼后留下的铬渣，处理后的铬渣可作为建筑材料使用。采用该方法修复铬污染土壤，需将土壤挖掘出来，成本较高，处理效果也有待进一步提高。 3.2 化学还原法

化学还原法(Reduction) 是一种原位修复方法(in situ remediation) 。其原理是利用铁屑、硫酸亚铁或其他一些容易得到的化学还原剂(也可以辅以一定的粘合剂) 将六价铬还原为三价铬，形成难溶的化合物，从而降低铬在环境中的迁移性和生物可

可以哈

128 许友泽：铬污染土壤修复技术研究进展

利用性，从而减轻铬污染的危害。还原剂可以直接

加入到土壤中，或者采用“可渗透氧化还原反应墙(permeable - reactive redox wall)”的形式。目前开展的研究中一般使用填充还原剂的小柱来模拟可渗透氧化还原反应墙，然后将含有六价铬的溶液流经此柱，在还原剂的作用将六价铬进行还原固定。

当六价铬主要集中在土壤颗粒表面时，直接向土壤中加入还原剂能迅速有效地起作用。但当六价铬存在于土壤颗粒内部时，则难以与还原剂接触并发生还原反应。因此，当这部分六价铬从土壤中浸出时，就需要额外的超量还原剂来还原它。在这个过程中，还原剂有可能被冲走，也可能被其他物质氧化。另外，向土壤中投加的还原剂有可能造成二次污染。因此，土壤颗粒内部的六价铬的去除是化学还原法的难点。总体而言，化学还原法属于原位修复方法，成本较低，有大规模应用的可能。 3.3 化学清洗法

化学清洗法(Soil washing) 是利用水力压头推动清洗液通过污染土壤而将铬从土壤中清洗出去，然后再对含有铬的清洗液进行处理。清洗液可能含有某种络合剂，或者就是清水。

Pichtel[6]等比较了EDTA、NTA、SDS 和HCl 四种清洗剂从被污染碱性土壤中去除铬和铅的能力。结果表明：EDTA、NTA 和SDS 在较宽的pH 范围内都有清洗能力，清洗效果取决于pH 和络合平衡。EDTA 清洗效果最好，用0. 1M 的EDTA 在pH<3 实施清洗可去除100%的Pb，在pH为12附近操作时，可去除54 %的铬和96.2 %的铅。使用2%-8%的HCl 能去除所有的Pb 和Cr，但约有一半的土壤基质也被溶解，使后 …… 此处隐藏：3048字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……