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3.1固定化/稳定化
固定/稳定化是向铬污染的土壤中加人固化/稳定化剂(也可以辅以一定的还原剂,用于还原Cr(Ⅵ)),通过吸附、离子交换、络合以及氧化还原等作用等Cr(Ⅵ)转化为难溶、低毒性的物质,使其不再向周围环境迁移。如Poletini等将Cr(Ⅲ)含量为500mg/kg的土壤与水泥、Ca(OH)2混合,7d后Cr(Ⅲ)被有效固定。但该方法需将土壤挖掘出来,成本较高,处理效果有待进一步提高。
3.2 淋洗法
一般污染土壤所含铬为水溶Cr(Ⅵ),是被土壤颗粒表面吸附的水溶性铬酸盐,或溶解在土壤(毛细管)孔隙水中的铬酸盐。当没有新的铬酸盐进人土壤时,随着雨水、地下水或人工回灌水的不断溶解淋洗,加上人为泵出处理,土壤中水溶性铬酸盐将逐渐洗脱离开土壤,最终使土壤中的Cr(Ⅵ)含量符合无害化要求,其中,泵出处理主要是将洗脱水抽送至地面装置,利用吸附法或氧化还原沉淀法去除洗脱水中的Cr(Ⅵ),净化后的水可继续回灌淋洗土壤。
虽然淋洗法已在去除土壤/沉积物中有机物的污染方面已有大规模的应用,但在重金属污染修复方面的应用仍有限,而且淋洗法仅适用于高渗透性土壤/沉积物,对含水率达到20%-30%以上的粘质土/壤土效果不佳。化学清洗法虽然费用较低,且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,而且引人的清洗剂易造成二次污染。 3.3 化学还原法
化学还原法是利用还原剂如铁屑、硫酸亚铁或其他一些价格便宜、容易得到的化学还原剂将污染土壤/沉积物中的Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),形成难溶的化合物,从而降低铬在土壤环境中的迁移性和生物可利用性,包括原位和异位修复两种。常用的还原剂有硫酸亚铁(FeSO4)、多硫化钙CaS5、焦亚硫酸钠/亚硫酸氢钠(Na2S04/NaHSO3)、石灰等。
可渗透反应栅技术(Permeable reactive barrier,PRB)是一类原位修复污染土壤/沉积物及地下水的新型技术,其中,胶态FeO-PRB技术可以有效地修复铬污染土壤和地下水。研究表明,在铬污染土壤地区的水流走向下方处挖井或横沟,然后注人胶态状零价铁粉形成FeO应栅,当Cr(Ⅵ)污染物顺着水流经过该反应栅时,Cr(Ⅵ)即被还原为沉淀态的Cr(Ⅲ)。在用PRB修复的重金属污染物中,以铬的研究最多,目前已有5个工程完成。
化学还原法成本较低,可实现工业化应用,但是当Cr(Ⅵ)存在于土壤/沉积物颗粒内部时,退难与还原剂接触并发生氧化颊原反应,因而要把这部分六价铬从土壤中浸出,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,向土壤中添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。
3.4 有机物还原法
铬酸盐是多种有机合成的氧化剂,许多有机物如柠檬酸、酒石酸、草酸是常用的Cr(Ⅵ)还原剂。动物排泄物和动植物遗骸常年累积形成的腐植土、泥炭,含有大量具有强还原性的多种有机酸,它能将土壤中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),且部分有机物还能与Cr(Ⅲ)形成稳定的赘合物,从而促进Cr(Ⅵ)的快速还原。
3.5 电动修复法
电动力学修复法是在铬污染土壤两端加上低压直流电场,在各种电动效应(电渗析、电迁移和电泳等)的作用下将铬迁移到阴极室(Cr3+)或阳极室(Cr6+),最终在电极区富集,然后再进行回收处理。目前已有大量研究结果表明该技术可用于修复处理重金属铬、铅、锌等以及酚、甲苯等有机物,但工程应用实例不多。电动修复法主要适用于低渗透性的土壤、大颗粒和小颗粒土壤介质、多相不均匀土壤介质。
3.6 植物修复
植物修复是通过绿色植物来固定、吸收、转移、转化和降解有机物,使之转变为对环境无害的物质或者对污染物加以回收利用的一种技术。广义的植物修复是指利用植物来净化空气,或者利用植物及其根际圈微生物体系来净化污水和治理的污染土壤。狭义的植物修复是指利用植物及其根际微生物体系治理污染的土壤。植物稳定、植物提取和植物挥发是重金属污染土壤植物修复的三种主要类型。植物修复的运行成本较低,回收和处理富集重金属的植物比较容易,因此近年来植物修复重金属污染土壤逐渐得到了重视和发展。
3.7 微生物修复
微生物修复Cr(Ⅵ)污染土壤主要有吸附和还原两种方式,但利用微生物吸附法去除土壤中Cr(Ⅵ)的研究较少。微生物还原法即利用土壤中的土着微生物或向污染土壤中补充经驯化的高效微生物,通过微生物还原反应,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而达到修复铬污染土壤的目的。微生物修复的优点是不需要输人多的能量,不引人有毒试剂,不会破坏植物生长所需的土壤环境,而且可以使用没有生态风险的生物菌株,是一个很有潜力的技术。
4.结束语
综上所述,土壤受到重金属污染的原因复杂多样。因此,我们详细分析污染的来源,了解它的危害,不仅要采用多种修复方法对土壤重金属污染进行防治,更要不断探索,从实践中找到新的修复方法,确保我们生活土地的环境状况。
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