铬渣污染土壤特性与异位修复技术研究

论文摘要

目前,我国铬渣对地下水、地表水和土壤造成了严重污染,并对生态环境和人体健康构成了巨大威胁。铬渣污染场地中污染物的含量高,易向周围环境扩散,对其修复是我国亟需解决的环境问题之一。铬渣污染场地的表层土壤由于粘性大、粒径小且污染严重成为治理的难点。土壤清洗技术可彻底去除土壤中的污染物,修复过程的可控性强,修复效果好、成本低,适用于铬渣污染场地表层土壤的修复,同时药剂稳定化技术又可克服该技术处理后土壤的返黄问题。针对三种不同的铬渣污染土壤,研究土壤性质（pH值和有机质含量）对Cr赋存形态、价态的影响,为铬渣污染土壤治理技术的选择提供理论依据;在此基础上,根据污染场地表层土壤的污染特性,对三种污染土壤进行异位修复研究,并进一步验证了该修复技术的可行性,最终提出了“两级逆流水洗+药剂稳定化”的组合修复工艺。研究结果表明:（1）.铬渣污染土壤中Cr主要存在形态是酸可提取态,其次是可氧化态。随pH值降低和有机质投加量的增大,Cr（Ⅵ）含量减少,Cr（Ⅲ）增加,酸可提取态Cr含量减少,可氧化态Cr增加,可还原态Cr略有增加,表明酸性条件和有机质有利于Cr（Ⅵ）的还原和酸可提取态Cr向可还原态和可氧化态Cr的转化。（2）.不同清洗剂对总Cr的去除效果差别不大,对Cr（Ⅵ）的去除率均在75%以上;但其对不同形态Cr的去除效果不同: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,柠檬酸去除的是可还原态和可氧化态Cr,而HCl对各形态Cr都有去除。铬渣污染土壤中Cr主要以酸可提取态存在,同时从经济角度考虑,水是合适的清洗剂。用水对污染土壤进行清洗时采用10:1的液固比、40min的搅拌时间两次清洗是较好的工艺参数。（3）.通过对FeSO4、Na2SO3、Na2S、葡萄糖、柠檬酸、腐殖酸六种药剂的还原效果比较发现:稳定化药剂主要是将酸可提取态Cr转化为其他形态,在各种药剂中FeSO4效果最佳,添加量为理论投加量的20倍,约为土壤质量的1%比较合适。（4）.针对我国西部高原某铬渣污染场地的表层土壤采用“两级水洗+药剂稳定化”的方法进行修复处理,结果表明该技术可去除土壤中90%以上的Cr（Ⅵ）,处理后土壤能达到了预定的修复目标。在此基础上,提出了“两级逆流水洗+药剂稳定化”的组合修复工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 我国铬渣污染现状
• 1.1.1 我国铬渣污染概况
• 1.1.2 我国铬渣污染调查现状
• 1.2 铬的环境化学行为
• 1.2.1 铬的性质
• 1.2.2 铬在环境中的迁移转化
• 1.2.3 铬的土壤化学
• 1.2.4 铬渣污染的危害
• 1.2.5 铬的形态分布及其分析方法
• 1.3 铬渣污染场地修复技术发展现状
• 1.3.1 固化/稳定化
• 1.3.2 电动修复
• 1.3.3 生物修复
• 1.3.4 化学还原
• 1.3.5 土壤淋洗-地下水抽提技术
• 1.3.6 土壤异位清洗技术
• 1.4 研究的目的意义及主要内容
• 1.4.1 目的意义
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 技术路线
• 第二章 铬渣污染场地中铬污染土壤特性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 土壤样品的采集及处理
• 2.1.2 试验方法
• 2.1.3 分析方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 土壤理化性质分析
• 2.2.2 pH 对污染土壤中铬形态的影响
• 2.2.3 有机质对污染土壤中铬形态的影响
• 2.3 小结
• 第三章 铬渣污染土壤清洗工艺研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 修复目标与实验研究的基本思路
• 3.1.2 供试样品
• 3.1.3 土壤清洗方法
• 3.1.4 样品分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 清洗剂选择
• 3.2.2 搅拌时间、液固比的影响
• 3.2.3 多次清洗试验
• 3.3 小结
• 第四章 铬渣污染土壤稳定化技术研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 供试样品
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.3 样品分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 稳定化药剂选择
• 4.2.2 稳定化药剂投加量选择
• 4.3 小结
• 第五章 铬渣污染土壤异位修复组合工艺研究
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 供试样品
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.3 样品分析
• 5.2 结果与讨论
• 5.3 工艺流程
• 5.4 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者介绍