[发明专利]一种铬污染土壤原位还原修复方法

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤修复治理技术领域，具体涉及一种铬污染土壤原位还原修复方法。

背景技术

铬污染场地是一种典型的工业污染场地，是由于铬渣的无序堆存而造成的。据调查，我国目前铬渣堆存总量超过600万吨，分散于20多个省市的80余处，经雨水长年淋溶、渗透，铬渣堆存场地（以及铬盐生产企业场地）六价铬污染严重，受污染的土壤将是铬渣堆存量的数倍乃至数十倍。随着堆存铬渣的无害化处置的进行，铬渣污染场地问题日益突出。

在环境中常见的铬的形态有三价铬和六价铬。三价铬在土壤中常以难溶氢氧化物的形式存在，溶液中的Cr³⁺浓度很小，所以毒性很小；六价铬溶解度大，因而毒性很强。微量的铬是人体必需的。多年来，世界各国普遍将铬污染列为重点防治对象。铬污染的治理途径主要有两种：一是改变铬在土壤中的存在形态，将六价铬还原为三价铬，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性；二是将铬从被污染土壤中清除。

原位化学还原法，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，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。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，则需将其从土壤中浸出，再用还原剂来还原它。总体而言，原位化学还原修复方法，成本较低，可实现大规模应用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铬污染土壤原位还原修复方法，土壤中Cr（Ⅵ）的还原率在96%以上。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种铬污染土壤原位还原修复方法，包括以下步骤：

1）配制0.1mol/L的pH为2.1的柠檬酸和0.5mol/L的硫酸亚铁混合溶液作为Cr（Ⅵ）的还原剂，柠檬酸和硫酸亚铁体积比为2～5:1；

2）根据待修复土壤中Cr（Ⅵ）的总量，确定还原药剂的用量，控制土壤中Cr（Ⅵ）与硫酸亚铁的质量比为8～9:1；

3）将还原剂以地表淋洒与注水井相结合的方式与待修复土壤充分接触，还原剂通过注水井注入到地表以下，在注水井周围布设抽水井，控制注水的流速为35～65m³/d，抽水的流速为10～25m³/d，使还原剂与土壤接触时间控制在10min。

铬污染土壤原位还原修复方法对Cr（Ⅵ）含量为1000～5500mg/kg、渗透系数大于8*10^-3cm/s的土壤均具有高的修复效率，土壤中Cr（Ⅵ）的还原率达96%～99%，修复后土壤pH值为7.5。

铬污染土壤原位还原修复方法对不同质地铬污染土壤的修复效果为：砂土＞壤土＞粘土。

本发明具有如下优点及突出性效果：

（1）本方法采用的药剂经济易得，无二次污染，提供了一种切实可行的土壤原位还原修复技术。

（2）本方法对铬污染场地修复效果明显，修复后土壤中Cr（Ⅵ）浓度在27～198mg/kg，可恢复土壤利用功能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做详细描述。

实施例1

以某铬盐化工厂遗留污染场地为例，该污染场地总面积达75000m²，从地表至地下水位（16米深）土壤均受到污染。其中表层0～3米土壤中Cr（Ⅵ）含量为3200～11200mg/kg，3～16米土壤中Cr（Ⅵ）含量为1450～3000mg/kg，平均为2120mg/kg左右，若采用异位修复的方案则工程量大，能耗高。该场地土壤构造简单，0～3米属砂质壤土，3米以下至地下水位为砾石层，渗透系数为4.5*10^-2cm/s，适合采用铬污染土壤原位还原修复方法，本实施案例以其中8m*8m*15m为示范区。

一种铬污染土壤原位还原修复方法，包括以下步骤：

1）配制0.1mol/L的pH为2.1柠檬酸和0.5mol/L的硫酸亚铁混合溶液作为Cr（Ⅵ）的还原剂，柠檬酸和硫酸亚铁体积比为2.8:1；

2）根据待修复土壤中Cr（Ⅵ）的总量，确定还原药剂的用量，控制土壤中Cr（Ⅵ）与硫酸亚铁的质量比为8.7:1，所用还原剂总量为4.68*10⁵L；