一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法
【專利摘要】一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，配制0.1mol/L的pH為2.1檸檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr（Ⅵ）的還原劑，根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr（Ⅵ）的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr（Ⅵ）與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8～9:1；將還原劑以地表淋灑與注水井相結(jié)合的方式與待修復(fù)土壤充分接觸，還原劑通過注水井注入到地表以下，在注水井周圍布設(shè)抽水井，控制注水、抽水的流速，使還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在10min，鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法對Cr（Ⅵ）含量為1000～5500mg/kg、滲透系數(shù)大于8*10-3cm/s的土壤均具有高的修復(fù)效率，土壤中Cr（Ⅵ）的去除率達(dá)96%～99%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
【專利說明】一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染土壤修復(fù)治理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻污染場地是一種典型的工業(yè)污染場地，是由于鉻渣的無序堆存而造成的。據(jù)調(diào)查，我國目前鉻渣堆存總量超過600萬噸，分散于20多個省市的80余處，經(jīng)雨水長年淋溶、滲透，鉻渣堆存場地(以及鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)場地)六價(jià)鉻污染嚴(yán)重，受污染的土壤將是鉻渣堆存量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍。隨著堆存鉻渣的無害化處置的進(jìn)行，鉻渣污染場地問題日益突出。
[0003]在環(huán)境中常見的鉻的形態(tài)有三價(jià)鉻和六價(jià)鉻。三價(jià)鉻在土壤中常以難溶氫氧化物的形式存在，溶液中的Cr3+濃度很小，所以毒性很小；六價(jià)鉻溶解度大，因而毒性很強(qiáng)。微量的鉻是人體必需的。多年來，世界各國普遍將鉻污染列為重點(diǎn)防治對象。鉻污染的治理途徑主要有兩種:一是改變鉻在土壤中的存在形態(tài)，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，降低其在環(huán)境中的遷移能力和生物可利用性；二是將鉻從被污染土壤中清除。
[0004]原位化學(xué)還原法，其原理是利用鐵屑、硫酸亞鐵或其他一些容易得到的化學(xué)還原劑將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，形成難溶的化合物，從而降低鉻在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性，減輕鉻污染的危害。還原劑可以直接加入到土壤中，或者采用“可滲透氧化還原反應(yīng)墻(permeable-reactive redox wall)”的形式。當(dāng)六價(jià)鉻主要集中在土壤顆粒表面時(shí),直接向土壤中加入還原劑能迅速有效地起作用。但當(dāng)六價(jià)鉻存在于土壤顆粒內(nèi)部時(shí)，則需將其從土壤中浸出，再用還原劑來還原它?？傮w而言，原位化學(xué)還原修復(fù)方法，成本較低，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，土壤中Cr (VI)的還原率在96%以上。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0007]一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0008]I)配制0.lmol/L的pH為2.1的朽1檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr(VI)的還原劑，檸檬酸和硫酸亞鐵體積比為2?5:1 ;
[0009]2)根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr (VI)的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr (VI)與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8?9:1 ；
[0010]3)將還原劑以地表淋灑與注水井相結(jié)合的方式與待修復(fù)土壤充分接觸，還原劑通過注水井注入到地表以下，在注水井周圍布設(shè)抽水井，控制注水的流速為35?65m3/d，抽水的流速為10?25m3/d,使還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在lOmin。
[0011]鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法對Cr (VI)含量為1000?5500mg/kg、滲透系數(shù)大于8*l(T3cm/s的土壤均具有高的修復(fù)效率，土壤中Cr (VI)的還原率達(dá)96%?99%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
[0012]鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法對不同質(zhì)地鉻污染土壤的修復(fù)效果為:砂土>壤土>粘土。
[0013]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:
[0014](I)本方法采用的藥劑經(jīng)濟(jì)易得，無二次污染，提供了一種切實(shí)可行的土壤原位還原修復(fù)技術(shù)。
[0015](2)本方法對鉻污染場地修復(fù)效果明顯，修復(fù)后土壤中Cr(VI)濃度在27?198mg/kg，可恢復(fù)土壤利用功能。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0017]實(shí)施例1
[0018]以某鉻鹽化工廠遺留污染場地為例，該污染場地總面積達(dá)75000m2，從地表至地下水位(16米深)土壤均受到污染。其中表層O?3米土壤中Cr(VI)含量為3200?11200mg/kg, 3?16米土壤中Cr (VI)含量為1450?3000mg/kg,平均為2120mg/kg左右,若米用異位修復(fù)的方案則工程量大，能耗高。該場地土壤構(gòu)造簡單，O?3米屬砂質(zhì)壤土，3米以下至地下水位為礫石層，滲透系數(shù)為4.5*10_2cm/s，適合采用鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，本實(shí)施案例以其中8m*8m*15m為示范區(qū)。
[0019]一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0020]I)配制0.lmol/L的pH為2.1朽1檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr(VI)的還原劑，檸檬酸和硫酸亞鐵體積比為2.8:1 ;
[0021]2)根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr (VI)的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr (VI)與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8.7:1,所用還原劑總量為4.68*105L ；
[0022]3)將30%的還原劑通過9個淋灑器以地表淋灑方式與土壤混合，70%還原藥劑通過I 口注水井注入到地表以下6米，在注水井的周圍布設(shè)4 口抽水井，呈矩形，控制注水的流速為45m3/d,抽水的流速為10m3/d?15m3/d,還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在lOmin。
[0023]本實(shí)施例的效果:土壤中Cr (VI)的去除率達(dá)97.6%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
[0024]實(shí)施例2
[0025]以某鉻渣堆場污染場地為例，該污染場地總面積達(dá)21500m2，從地表至地下水位(18米深)土壤受到不同程度的污染。其中表層O?3米土壤中Cr (VI)含量為4300?10400mg/kg, 3 ?18 米土壤中 Cr (VI)含量為 1150 ?3460mg/kg,平均為 1940mg/kg 左右。該場地土壤構(gòu)造簡單，O?3米屬砂土，3米以下至地下水位為壤土和礫石層，滲透系數(shù)為
6.2*l(T2cm/s,適合采用鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法,本實(shí)施案例以其中6m*4m*16m為示范區(qū)。
[0026]一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0027]I)配制0.lmol/L的pH為2.1朽1檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr(VI)的還原劑，檸檬酸和硫酸亞鐵體積比為3.1:1 ;
[0028]2)根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr (VI)的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr (VI)與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8.8:1 ;[0029]3)將26%的還原劑通過9個淋灑器以地表淋灑方式與土壤混合，74%還原藥劑通過I 口注水井注入到地表以下6米，在注水井的周圍布設(shè)4 口抽水井，呈矩形，控制注水的流速為42m3/d，抽水的流速為10m3/d?13m3/d，還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在lOmin。
[0030]本實(shí)施例的效果:土壤中Cr (VI)的去除率達(dá)98.8%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
[0031]實(shí)施例3
[0032]在某鉻鹽化工廠遺留污染場地劃出地塊4m*3m*12m為示范區(qū)，從地表至地下水位(15米深)土壤均受到污染。該場地土 O?3米屬壤土，3米以下至地下水位為粘土和壤土，滲透系數(shù)為8.4*10_3cm/s，采用鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法。
[0033]一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，包括以下步驟:
[0034]I)配制0.lmol/L的pH為2.1朽1檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr(VI)的還原劑，檸檬酸和硫酸亞鐵體積比為3:1 ;
[0035]2)根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr (VI)的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr (VI)與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8.7:1 ;
[0036]3)將30%的還原劑通過9個淋灑器以地表淋灑方式與土壤混合，70%還原藥劑通過I 口注水井注入到地表以下6米，在注水井的周圍布設(shè)4 口抽水井，呈矩形，控制注水的流速為45m3/d,抽水的流速為10m3/d?12m3/d,還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在IOmin以上。
[0037]本實(shí)施例的效果:土壤中Cr (VI)的去除率達(dá)96.42%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
【權(quán)利要求】
1.一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)配制0.lmol/L的pH為2.1朽1檬酸和0.5mol/L的硫酸亞鐵混合溶液作為Cr (VI)的還原劑，檸檬酸和硫酸亞鐵體積比為2?5:1 ; 2)根據(jù)待修復(fù)土壤中Cr(VI)的總量，確定還原藥劑的用量，控制土壤中Cr (VI)與硫酸亞鐵的質(zhì)量比為8?9:1 ； 3)將還原劑以地表淋灑與注水井相結(jié)合的方式與待修復(fù)土壤充分接觸，還原劑通過注水井注入到地表以下，在注水井周圍布設(shè)抽水井，控制注水的流速為35?65m3/d，抽水的流速為10?25m3/d，使還原劑與土壤接觸時(shí)間控制在lOmin。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，其特征在于:鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法對Cr (VI)含量為1000?5500mg/kg、滲透系數(shù)大于8*l(T3cm/s的土壤均具有高的修復(fù)效率，土壤中Cr (VI)的去除率達(dá)96%?99%，修復(fù)后土壤pH值為7.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法，其特征在于:鉻污染土壤原位還原修復(fù)方法對不同質(zhì)地鉻污染土壤的修復(fù)效果為:砂土>壤土>粘土。
【文檔編號】B09C1/08GK103934264SQ201410101586
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】邢旭輝, 魏家俊, 王穎, 宋迎春, 焦小隴, 苗睿 申請人:北京國環(huán)建邦環(huán)?？萍加邢薰?br>