CN101265005A - 一种利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污染环境修复技术领域，具体是一种利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法。本发明利用零价铁具有的化学还原、吸附共沉淀等特性，去除污染底泥中的六价铬。通过向底泥中添加一定量的零价铁，如还原铁粉、铁屑等，使底泥中的六价铬还原为三价铬，在底泥近中性pH值条件下形成氢氧化铬沉淀而解除六价铬的毒性。本发明可以高效地去除底泥中的六价铬，消除六价铬对环境的污染。该工艺简单、能耗低、投资省，适用于六价铬污染底泥的修复。
Description
技术领域
本发明涉及污染环境修复技术领域，具体是一种利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法。
背景技术
底泥是河流的重要组成部分，是河流水生生态系统中物质交换和能流循环的重要中枢之一，是众多底栖生物的生存场所，对生态系统的稳定性有着至关重要的作用。
当水体污染发生时，污染物在水体和底泥之间不断吸附解吸，达到一种动态平衡，然而一旦环境条件，如温度、流量、pH值等发生变化，污染物分配的动态平衡即被打破，底泥中的污染物就会从底泥中释放出来，影响上覆水体的水质，进而影响到水生生物乃至人类的健康。在河流水体污染源得到控制以后，底泥则成为水体污染的主要来源，因此底泥污染的修复绝不能被忽视。
在底泥污染中，重金属是一大类严重的污染物。铬作为一种重金属，在工业上用途广泛，铬及其化合物是冶金、电镀、制革、玻璃、陶瓷、制药、航空、颜料等行业常用的基本原料。在这些工业生产中，大量的废水、废气、废渣排放导致水体遭受重金属铬的严重污染。
自然界中铬的化合物常以六价铬和三价铬的形式存在，而六价铬远较三价铬毒性高、具有致癌、致畸、致突变作用，被美国环保局(U.S.Environmental ProtectionAgency)认定为优先污染物。世界各国都对六价铬污染极为重视，并制订了相关标准，世界卫生组织《饮用水水质标准》和我国《饮用净水水质标准》都规定六价铬浓度上限为0.05mg/L。
目前，修复六价铬污染的技术主要有：化学固定、化学还原、化学清洗、生物修复、电化学修复等。由于人们对六价铬污染的认识时间不长，除铬技术尚不完善，现有的这些修复方法都存在投资大、成本高等不足。零价铁修复技术是国际上近年来新兴的污染修复技术之一，由于其反应产物不会产生令人担忧的后续污染问题，而且零价铁成本低廉、来源广泛，为底泥水体中六价铬污染的修复提供了一种具有巨大潜力的新途径。
发明内容
本发明的目的在于克服现有六价铬污染底泥污染修复技术投资大、效率低等不足，提供了一种高效的、成本低的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法。
本发明的技术方案是：
一种利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，在六价铬污染底泥中添加零价铁。
所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，零价铁可采用市售还原铁粉或者机械加工厂的铁屑、细铁丝、铁粉等；其中，还原铁粉、铁粉过200-300目筛，铁屑过1-2mm筛，细铁丝直径0.5-1mm、长度1-1000cm。如果零价铁表面粘有较多油污，可先用有机溶剂洗涤，如：正己烷、三氯甲烷、二氯甲烷、丙酮、甲醇或乙醇等。
所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，零价铁的添加量占底泥干重的比例为0.01％-2％，优选范围为0.02％-1.0％。
所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，如果是异位修复六价铬污染底泥，添加零价铁后需将底泥和零价铁混合均匀，并驱除反应装置中的残余氧气，例如通入氮气驱氧；如果是原位修复六价铬污染底泥，不必混合均匀，只需零价铁自然沉积到底泥表面即可减轻六价铬污染。
所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，底泥中六价铬浓度范围为：3-500mg·kg-1。
所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，添加零价铁之后，避光培养或者在恒温摇床上避光培养，培养温度5℃-37℃。
本发明中，铁与六价铬之间的主要反应式如下：
Cr2O7 2-+2Fe0+14H+→2Cr3++2Fe3++7H2O；
Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓；
xCr3++(1-x)Fe3++3H2O→[CrxFe1-x](OH)3↓+3H+(0＜x＜1)。
本发明方法是利用零价铁在底泥厌氧还原环境下形成的一些特殊效应，通过一系列复杂的化学、生物反应，使底泥中的六价铬得以去除。主要优点有：
1、工艺简单。本发明整个工艺只需要向底泥中添加一定量的零价铁，无需其他复杂装置。
2、安全无污染。本发明整个工艺只需要还原铁粉，或者铁屑废料、细铁丝、铁粉等状态的零价铁，无需添加其他有毒有害化学品，并且处理完成后也不会产生废烟废气等次生污染物。
3、能耗低。本发明处理过程均在常温常压下进行，无加热制冷加压等能源消耗。
4、温度适应性好。常规生物化学修复方法不耐低温，而本发明在5℃低温条件下也具有较好的修复效果。
5、投资省。零价铁形态多样，还原铁粉、铁屑废料、细铁丝、铁粉等均可利用，尤其是机械加工产生的铁屑铁丝等废料廉价易得。
6、本发明可以高效地去除底泥中的六价铬，以消除六价铬对环境的污染，非常适用于六价铬污染底泥的修复。
具体实施方式
使用本发明所述的方法对辽河流域浑河沈阳段、盘锦段、铁岭段3个取样点的底泥样品进行污染修复。六价铬的测定方法采用二苯碳酰二肼分光光度法，参照GB/T7467-1987国家标准。
实施例1
选用辽河流域浑河盘锦段底泥样品。还原铁粉过200目筛，用0.5mol·L-1盐酸洗去表面油污，氮气保护下烘干备用。向总体积为100ml的瓶中加入10g底泥、90ml蒸馏水，其中六价铬浓度为30mg·kg-1。向每瓶中添加占底泥干重0.2％的还原铁粉0.02g，充分混匀。每瓶均充入纯度为99.99％的高纯氮气100ml以驱除残余氧气，以保证底泥的厌氧环境，橡胶塞密封瓶口，在25℃恒温摇床120r·min-1避光培养，促进底泥中六价铬的去除。六价铬的去除效果：48小时后，六价铬的去除率达99.7％±4.8％，较未添加还原铁粉的对照处理高80.1％。
实施例2
与实施例1不同之处在于：
选用辽河流域浑河沈阳段底泥样品。还原铁粉过200目筛，用0.5mol·L-1盐酸洗去表面油污，氮气保护下烘干备用。向总体积为100ml的瓶中加入10g底泥、90ml蒸馏水，其中六价铬浓度为150mg·kg-1。向每瓶中添加占底泥干重2％的还原铁粉0.2g，充分混匀。每瓶均充入高纯氮气10min以驱除残余氧气，以保证底泥的厌氧环境，橡胶塞密封瓶口，在25℃恒温摇床120r·min-1避光培养，促进底泥中六价铬的去除。48小时后，六价铬的去除率达89.4％±4.3％，较未添加还原铁粉的对照处理高69.6％。
实施例3
与实施例1不同之处在于：
选用辽河流域浑河盘锦段底泥样品。取中国科学院金属研究所机械加工厂的铁屑废料，过2mm筛，先用有机溶剂正己烷洗涤，待正己烷挥发完毕后用1mol·L-1盐酸洗涤，蒸馏水洗去残余盐酸，重复洗涤两遍以彻底去除表面油污。向总体积为100ml的瓶中加入10g底泥、90ml蒸馏水，其中六价铬污染的浓度为500mg·kg-1。向每瓶中添加占底泥干重1％的铁屑0.1g，充分混匀。每瓶均充入高纯氮气10min以驱除残余氧气，以保证底泥的厌氧环境，橡胶塞密封瓶口，在25℃恒温摇床120r·min-1避光培养，促进底泥中六价铬的去除。48小时后，六价铬的去除率达85.8％±7.3％，较未添加铁屑的对照处理高65.9％。
实施例4
与实施例1不同之处在于：
选用辽河流域浑河沈阳段底泥样品。还原铁粉过200目筛，用0.5mol·L-1盐酸洗去表面油污，氮气保护下烘干备用。向总体积为100ml的瓶中加入10g底泥、90ml蒸馏水，其中六价铬浓度为150mg·kg-1。向每瓶中添加占底泥干重2％的还原铁粉0.2g，充分混匀。每瓶均充入高纯氮气10min以驱除残余氧气，以保证底泥的厌氧环境，橡胶塞密封瓶口，在5℃低温条件下避光培养，促进底泥中六价铬的去除。24小时后，零价铁对底泥中六价铬的去除率达72.2％±6.9％，较未添加铁屑的对照处理高57.3％。因此，本发明在低温条件下也具有较好的修复效果。
实施例5
与实施例1不同之处在于：
选用辽河流域浑河铁岭段底泥样品。还原铁粉过300目筛，用0.5mol·L-1盐酸洗去表面油污，氮气保护下烘干备用。向总体积为100ml的瓶中加入10g底泥、90ml蒸馏水，其中六价铬浓度为30mg·kg-1。向每瓶中添加占底泥干重0.1％的还原铁粉0.01g。每瓶均充入高纯氮气10min以驱除残余氧气，以保证底泥的厌氧环境，橡胶塞密封瓶口，在20℃恒温条件下避光培养，促进底泥中六价铬的去除。48小时后，六价铬的去除率达86.2％±13.6％，较未添加铁屑的对照处理高66.3％。
实施例结果表明，本发明利用零价铁具有的化学还原、吸附共沉淀等特性，去除污染底泥中的六价铬。通过向底泥中添加一定量的零价铁，如还原铁粉、铁屑等，使底泥中的六价铬还原为三价铬，在底泥近中性pH值条件下形成氢氧化铬沉淀而解除六价铬的毒性。
Claims (7)
1、一种利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：在六价铬污染底泥中添加零价铁。
2、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：零价铁是还原铁粉，或者是机械加工厂的铁屑、细铁丝、铁粉。
3、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：零价铁的添加量占底泥干重的比例为0.01％-2％。
4、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：异位修复六价铬污染底泥时，添加零价铁后需将底泥和零价铁混合均匀，并驱除反应装置中的残余氧气。
5、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：原位修复六价铬污染底泥时，不必混合均匀，只需零价铁自然沉积到底泥表面即可。
6、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：底泥中六价铬浓度范围为：3-500mg·kg-1。
7、根据权利要求1所述的利用零价铁修复六价铬污染底泥的方法，其特征在于：添加零价铁之后，避光培养或者在恒温摇床上避光培养，培养温度5℃-37℃。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102380505A (zh) * | 2011-08-08 | 2012-03-21 | 同济大学 | 纳米零价铁修复重金属污染土壤或污泥的方法 |
| CN102500613A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-06-20 | 同济大学 | 纳米零价铁-电磁耙联合修复重金属污染土壤/污泥工艺 |
| CN101862749B (zh) * | 2009-04-14 | 2012-12-19 | 刘杰 | 受铬渣污染土壤的修复方法 |
| CN104192976A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法 |
| CN110672540A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-10 | 长春黄金研究院有限公司 | 一种固体废物中六价铬的测定方法 |
| CN113262764A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-08-17 | 同济大学 | 一种铁基纤维素纳米复合材料在水环境中的用途 |
| CN113617822A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-09 | 江苏省环境科学研究院 | 一种重金属污染地基土修复与安全再利用方法 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101862749B (zh) * | 2009-04-14 | 2012-12-19 | 刘杰 | 受铬渣污染土壤的修复方法 |
| CN102380505A (zh) * | 2011-08-08 | 2012-03-21 | 同济大学 | 纳米零价铁修复重金属污染土壤或污泥的方法 |
| CN102380505B (zh) * | 2011-08-08 | 2012-12-05 | 同济大学 | 纳米零价铁修复重金属污染土壤或污泥的方法 |
| CN102500613A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-06-20 | 同济大学 | 纳米零价铁-电磁耙联合修复重金属污染土壤/污泥工艺 |
| CN102500613B (zh) * | 2011-11-15 | 2013-02-13 | 同济大学 | 纳米零价铁-电磁耙联合修复重金属污染土壤/污泥工艺 |
| CN104192976A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-12-10 | 华南理工大学 | 一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法 |
| CN104192976B (zh) * | 2014-08-07 | 2016-04-13 | 华南理工大学 | 一种零价铁处理河涌总氮/总磷/重金属的方法 |
| CN110672540A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-10 | 长春黄金研究院有限公司 | 一种固体废物中六价铬的测定方法 |
| CN113262764A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-08-17 | 同济大学 | 一种铁基纤维素纳米复合材料在水环境中的用途 |
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