[发明专利]一种铬污染土壤的修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铬污染土壤修复方法，尤其涉及模块化铬污染土壤的修复方法。

背景技术

近年来，金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行业中作为工业原料被广泛应用，其需求量也是与日俱增，其在工业生产过程中产生的铬渣对环境造成严重污染，铬渣主要是指铬化合物生产应用中产生的含Cr(Ⅵ)的废渣，既包括铬化合物工业生产过程中将铬铁矿与纯碱(或苛性钠)按一定比例混合后进行高温焙烧(或液相氧化)反应，并将铬酸盐浸取分离后得到的含Cr(Ⅵ)的残渣，又包括在钢铁、有色、化工、电镀、鞣革等工业应用过程中，因采用含铬原料进行加工处理而产生的含Cr(Ⅵ)的废渣。铬渣中含有的Cr(Ⅵ)属于剧毒物质，具有高致癌性，含铬废物被我国列入《国家危险废物名录》。铬的形态常见有铬(III)和铬(Ⅵ)，铬(III)常以难溶氢氧化物的形态存在，低毒或微毒，流动性小，铬(Ⅵ)属剧毒性物质，流动性强，比铬(III)更容易迁移，如果长期露天堆放，铬渣中的Cr(Ⅵ)经过雨露浸淋进入地表水或地下水，会严重污染水源和土壤，对环境会带来灾难性后果，不但会使人体致癌，还会影响动、植物生长，所以我们需要对铬渣进行解毒处理。

然而，由于技术上的不达标或者堆放铬渣企业对铬渣或含铬废水的处理及排放违规，导致附近水源以及土壤受到严重的污染，给生态造成了严重的破坏。

研究如何对铬污染土壤的修复成为有些环保企业的主攻方向，然而，现有技术中的修复技术和工艺均不太成熟。目前，铬污染土壤修复的主要方法有以下几种：

(1)化学清洗法：铬污染土壤中的铬主要存在于土壤颗粒表面吸附或溶解于土壤孔隙水中的六价铬酸盐，利用水枪压头推动清洗液将铬从土壤中清洗出去，然后再对含铬的清洗液进行处理。化学清洗法操作简单，成本较低，但同时清洗效率也很低，往往只适于砂壤等渗透系数大的土壤，且如果将某些络合剂作为清洗剂则容易造成二次污染，还需要对清洗剂进行进一步处理。

(2)化学还原法：利用还原剂将六价铬Cr(Ⅵ)还原成三价铬Cr(III)，形成难溶的化合物，从而对铬污染土壤进行修复。然而，当六价铬Cr(Ⅵ)主要集中在土壤颗粒表面时，化学还原法快速而有效，但当六价铬Cr(Ⅵ)存在于土壤颗粒内部水隙时，由于与还原剂接触很差而还原效果不理想。也有一些提案，采取先氧化后还原的思路，最终将六价铬Cr(Ⅵ)还原成三价铬Cr(III)。不管是哪种提案，氧化剂和还原剂的反应残留物对土壤均会造成二次污染且难处理。

(3)电势修复法：在土壤中注水溶解铬酸盐并插入阴阳电极，施加直流电，在电势差作用下，铬酸盐阴离子CrO₄^2-向阳极电极迁移聚集，将阳极聚集的铬酸盐离子溶液抽离地面进一步进行除六价铬处理，重复该动作，直至土壤铬污染得以修复。该方法不引入新的化学物质，但是其物力人力时间成本高，而且容易使土壤变得贫瘠，所以往往只适于小面积的污染土壤处理。

(4)生物修复法：通过植物和/或微生物来修复铬污染土壤。植物修复是利用植物吸收铬污染土壤中的铬，将铬转移至植株中，然后通过收割植株将铬带离土壤进行处理。这种修复方法各方面都具有优势，但劣势也很明显，那就是植物修复处理周期很长，而且只能处理浅表铬污染。微生物修复是通过某些微生物新陈代谢，将铬聚存在微生物体内，再通过对微生物进行除铬处理，或者通过某些微生物的还原反应，将六价铬还原成三价铬或零价铬，微生物修复法需要培养耐受性强，还原性强的微生物菌株，该法成本优势明显、无二次污染，但处理风险较大，而且效率较低。

(5)固化成型法：将铬污染土壤挖掘放入球磨机中将六价铬土壤还原成三价铬，再利用水泥、硅土等粘合剂将还原成三价铬的土壤固化定型，制成泡沫砖、水泥体等。该法需要挖掘土壤，需要大量的固化剂，物力人力成本高企，固化剂处理不当还可能造成二次污染。

以上对铬污染土壤修复的方法各有利弊，本发明正是研究一种如何综合利用上述各种方法而起到能降低成本又能长效化的铬污染土壤的修复方法。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供一种处理效果好、成本低、二次污染可能性低、实用性强的长效化铬污染土壤的修复方法。