[发明专利]一种六价铬污染原位修复剂FeSx、制备、应用

说明书

本发明公开了一种六价铬污染原位修复剂FeS_x、制备、应用，配制水溶性含硫试剂的水溶液，和水溶性含铁试剂，在pH 3.0～8.0条件下混合均匀，经固液分离后得到的固体即为多硫化铁(FeS_x)，用作六价铬污染土壤及地下水的原位修复药剂。所述的多硫化铁(FeS_x)可以实现污染的土壤和地下水的原位修复。

技术领域

本发明涉及一种六价铬污染土壤及地下水的原位修复药剂及其制备方法和使用方法。具体的说，使用水溶性含铁试剂和水溶性含硫试剂制备FeS_x，并将其应用到六价铬污染土壤原位修复中，将土壤中易迁移毒性高且具有植物毒性的六价铬还原固定，实现六价铬污染土壤及地下水的原位修复。

背景技术

2014年4月发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤重金属污染严重。铬是八种主要的重金属污染物之一,全国铬污染超标率为1.1％。土壤中铬的来源有很多种，其中危害最严重的主要有三个方面:1)污水灌溉和污泥使用。许多污灌区自污灌以来，土壤铬含量逐年增高，已超过警戒级。2)工业废物和城市垃圾的随意堆放。改革开放30年来，我国因冶金和化工生产所累积的铬渣高达600万吨，并以每年20～30万吨的产量增加，许多工厂缺乏好的铬渣处理设施，随处堆放，导致含铬废物中的六价铬浸出，且进一步污染周围土壤。2011年云南曲靖重大铬污染事件正是废弃物的不当处置导致的铬污染事件。3)农用耕作中不合理施用含铬的肥料和农药。许多化肥，尤其是磷肥的铬含量较高，施用后其中大部分铬就会进入土壤，造成土壤污染。

六价铬毒性较高，其被国际癌症研究机构定为人类确定致癌物，离子浓度超过0.1mg/L就会中毒。三价铬毒性较低，其毒性不足六价铬毒性的百分之一。六价铬化合物可以通过易化扩散和细胞膜上非特异性的阴离子通道迅速进入细胞内，三价铬则较难透过细胞膜。因此铬的毒性主要表现在六价铬化合物上。因此土壤六价铬的修复主要通过两种途径：1)运用淋洗、电动力修复和植物提取等方式将六价铬从土壤中提取出来，通过六价铬的去除达到修复目的；2)运用微生物修复、化学还原、固化稳定化等方式将易迁移毒性高的六价铬转化为难迁移毒性低的三价铬或者存封在晶格中，通过六价铬的固定达到修复目的。

土壤六价铬污染的控制与修复问题已经引起各级政府和环保工作者的广泛关注。目前，六价铬污染土壤修复技术主要包括以下几种：

(1)客土法。就是将已污染的土壤进行翻土、换土等，将已经污染的土壤深埋，换上新鲜的土壤，从而达到减轻危害的目的。用这种方法修复一亩污染土地就要花费上百万元，但并没有治理污染，而仅仅转移了污染。此外，客土法不但不能治理污染，而且还会增大污染风险。客土法将掩埋在地下还原环境的污染土壤挖掘出来暴露在空气中，增加了三价铬被氧化成六价铬的可能，同时增高工作人员吸入和沾染的暴露危险。但是，因为修复方法简单，花费时间少，这种饮鸩止渴的方法目前被广泛应用。

(2)植物修复法。通过种植对重金属具有超级蓄积能力的植物，从而将土壤中的重金属提取出来。研究表明，李氏禾对六价铬有很好的耐性和净化功能,路线蓬对六价铬污染有很好的削弱和净化功能。芥菜对六价铬超富集能力最大能达到4100mg/kg。此外，半卡马菊和双穗雀稗等也可有效地净化土壤中的六价铬。目前发现的超富集植物数量少，且生长缓慢、生物量小，难耐高浓度铬，这使修复效果和具体应用受到很大的限制。而且，超富集植物一般都是野生植物，其种苗繁育存在较大的技术难度，很难大规模育苗修复。此外，植物修复法的经济成本和时间成本都较高：每亩土壤的修复费用高达8～10万元，每公顷土壤的修复成本达到1.2～1.5亿元人民币；修复周期5年以上，影响粮食的正常生产。