铬污染土壤修复技术.ppt

铬污染土壤修复技术 土壤铬污染来源 主要来自铬矿和金属冶炼 电镀 制革等工业废水 废气和废渣 铬在土壤中存在的形态 铬在土壤中主要以六价铬Cr 和三价铬Cr 两种稳定价态存在 三价铬主要以Cr3 形式存在 六价铬多溶于水中 主要以HCrO4 和CrO42 两种形态存在 其活性低但毒性强 而三价铬活性高毒性小 在热力学上六价铬离子比较稳定 在动力学上三价铬离子比较稳定 随着土壤中的有机质含量 土壤质地 氧化还原电位 pH值等因素的变化 这两种价态的铬离子可以相互转换 铬污染土壤修复技术主要有两类 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彻底的清除 原理 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 1 化学固定化 稳定化方法 Solidification Stabilization S S 缺点 增容比大 固化 稳定化后的混合体需要进行安全处置 且对混合体需要后期长期的监测和跟踪 优点 工艺简单 可利用现有的工程设备 处理成本较低 原理 利用铁屑 硫酸亚铁或者其他的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 2 化学还原法 Reduction PRB技术 PermeableReactiveBarrier 缺点 向土壤中投加的还原剂有可能造成二次污染 土壤颗粒内部的六价铬的去除是化学还原法的难点 优点 属于原位修复方法 成本较低 有大规模应用的可能 原理 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 最终使洗脱水六价铬浓度符合无害化要求 然后再对含有铬的清洗液进行处理 3 化学清洗法 Soilwashing EDTA是被研究最多的一种 因为EDTA可以和大部分金属离子结合成稳定的螯合物 对土壤中的Cu Zn Pb Hg Cd Cr等重金属都有比较高的去除效率 但EDTA在环境中不易降解 应选择生物降解性好 不易造成土壤二次污染的清洗剂 如果可能 最好直接使用清水 缺点 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 优点 费用较低 操作人员不直接接触污染物 植物修复技术原理 指利用植物及其根际圈微生物体系的吸收 挥发 转化和降解的作用机制来清除环境中污染物质 4 生物修复法 Bioremediation 目前发现的铬的超富集植物有DicomaniccoliferaWild SuterafodinaWild和李氏禾 LeersiaHexandraSwartz 缺点 对污染物的耐性有限 修复深度有限 生长周期一般较长 优点 绿化污染土壤 对环境扰动少 成本低 微生物修复技术原理 指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 Katsifas等分离的曲霉菌Aspergilluscarbonarius Desjardin等筛选出的链霉菌thermocarboxydus对Cr 都有很好的去除效果 国内柴立元等提取的细菌Achromobactersp CH 1应用于铬渣的解毒也收到很好的效果 缺点 周期比较长 菌种的生存环境要求高 优点 投资小 运行费用低 不会产生二次污染 可原地处理 操作简单 5 电动修复法 Electrokineticremediation 聚焦现象 缺点 需控制土壤内以及两极的pH值 聚焦现象会使得修复时间不可预知的增加 电量消耗也会显著的增加 优点 耗费人工少 接触毒害物质少 经济效益高等优点 还可以治理孔径小 渗透系数低的密质土壤 每种技术都有优缺点 其中有些技术可与电动修复技术协同作用 其联合修复的效率比单个技术独