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重金属污染之铬污染土壤修复技术

导读: 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。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。

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。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.

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。长期接触铬的人有可能引起急性病,如肝损伤,皮肤刺激、溃疡和过敏,鼻刺激和呼吸癌等问题。

铬污染土壤治理技术

1.化学固定化/稳定化法

固定化和稳定化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。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。

重金属污染之铬污染土壤修复技术

2.化学还原法

化学还原法是一种原位修复方法。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”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.化学清洗法

化学清洗法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。化学清洗的总体效率既与清洗剂和污染物之间的作用有关,也与清洗剂本身的物理化学性质及土壤对污染物、化学清洗剂的吸附作用等有关。应选择生物降解性好、不易造成土壤二次污染的清洗剂。化学清洗法费用较低,操作人员不直接接触污染物。但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤,且引入的清洗剂易造成二次污染。

4.生物修复法

生物修复法泛指应用植物和微生物来治理铬污染。现在铬污染的治理主要集中于微生物方面,即利用原土壤中的土著微生物或向污染环境补充经过驯化的高效微生物,在优化的操作条件下,通过生物还原反应,将六价铬还原为三价铬,从而修复被污染土壤。相比于化学还原和化学清洗,生物修复的优势在于不破坏植物生长所需的土壤环境,不会产生二次污染,可原地处理,操作简单。但菌种的选育、生物还原作用的机理、过程的模拟和优化等是提高铬污染土壤生物修复效果的关键因素,需要系统地加以研究。

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