CN104741373A

CN104741373A - 一种铬污染土壤的分层修复方法

Info

Publication number: CN104741373A
Application number: CN201510156600.1A
Authority: CN
Inventors: 李书鹏; 郭丽莉; 许超; 崔双超; 李静文; 张晓斌
Original assignee: BCEG Environmental Remediation Co Ltd
Current assignee: BCEG Environmental Remediation Co Ltd
Priority date: 2015-04-03
Filing date: 2015-04-03
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2035-04-03
Also published as: CN104741373B

Abstract

一种铬污染土壤的分层修复方法，包括检测土壤实际铬污染情况、在土壤深度上确定重度和轻度铬污染土壤的分界线、采用化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤、采用化学或生物化学还原稳定化法修复轻度铬污染土壤、土壤养护、平衡土壤酸碱度以及后期跟踪监测。以实际铬污染场地为依托，针对上层土壤和底层土壤污染程度不同的现状，选择组合修复方法，采用化学还原稳定化法修复表层重度铬污染土壤，采用化学或生物化学还原稳定化法修复深层轻度铬污染土壤，避免了以往研究不对土壤性质做区分、统一采用同种修复方法的弊端，将异位修复与原位修复结合应用，在保证修复效果的前提下，使修复方法应用更合理、降低修复成本，可大规模应用于实际土壤修复中。

Description

一种铬污染土壤的分层修复方法

技术领域

本发明属于铬污染土壤修复技术领域，特别涉及一种铬污染土壤的分层修复方法。

背景技术

铬在自然界中主要以Cr（III）和Cr（VI）的形式存在，Cr（III）毒性较低，而Cr（VI）毒性较高，它主要以HCrO₄ ^-、Cr₂O₇ ^2-等阴离子形式存在，在土壤中迁移性较强,可通过消化道、呼吸道、皮肤及粘膜侵入人体，对上呼吸道、肝脏、肾脏等造成严重损害。在《重金属污染综合防治“十二五”规划》中，Cr（VI）被列为环境保护重点防控的污染物之一。铬污染主要来源于铬盐生产、印染、电镀及皮革行业，其中以铬盐行业产生的铬渣污染最重。据统计，从20世纪中期开始，我国多年累积产生的铬渣达600多万吨，其中有400多万吨没有得到有效处置，这给当地环境和人体健康带来巨大威胁。2005年，《铬渣污染综合整治方案》发布后，至2010年底，所有历史堆存铬渣全部得到有效处理与处置，但铬渣的长期不规范贮存导致的土壤污染仍存在巨大威胁。

现有技术中，应用比较普遍的铬污染土壤处理方法主要是化学法、生物法或生物化学法。

采用化学法进行铬渣及铬污染土壤处理时，先将污染土壤pH调节为酸性，加入化学还原药剂，如硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵、硫化钠、焦亚硫酸钠等，还原反应完成后，Cr（VI）被还原生成Cr（Ⅲ），用熟石灰调节体系pH为中性或碱性，使Cr（Ⅲ）与氢氧根结合形成Cr（OH）₃沉淀，如专利CN103071670A、CN102228901A和专利CN101862749A，其所运用的化学方法存在如下问题：（1）破碎要求较高，实际施工困难，反应过程中对pH和温度控制都要求严格，不利于实际工程施工；（2）土方工程量过大，药剂成本高，直接造成修复成本升高；（3）处理后的污染土壤经压滤脱水后，运至指定地点封存，如污染土壤体量较大，最终封存处置方式将受到一定限制甚至无法执行；（4）化学处理药剂将大量硫酸根、氯离子、二价铁离子、钙离子等引入土壤中，造成土壤性质发生较大改变，板结严重，不利于再开发利用，降低了土地利用价值。

生物或生物化学处理Cr（VI）污染土壤是近年研发并应用于实际修复工程的方法。通过向污染土壤中加入营养盐或驯化的菌种，补充足量的水分，使污染土壤内部发生生物化学还原反应，将Cr（VI）还原为Cr（Ⅲ），并最终形成Cr（OH）₃或Cr（Ⅲ）与有机质的络合物而达到稳定化。反应中，也常加入零价铁、硫酸盐等加强反应效果。如专利CN102941224B使用了一种生物解毒方法，该方法需要将污染土壤用土工膜封存，形成密封环境，调节土壤湿度为60%-85%，通过长时间堆置后进行微生物厌氧发酵，其产物硫化氢、有机酸等与土壤中Cr（VI）反应，将其还原为Cr（Ⅲ）。该发明通过微生物法处理Cr（VI）污染，是一种较新概念的处理方法，但该方法也存在以下问题：（1）仅将污染土壤封存进行厌氧发酵，反应周期长，大规模施工将受到工期、场地等的限制；（2）反应效果与土壤性质关系较大，处理效果没有保证；（3）反应受环境温度影响大，在部分地区或季节将无法开展，适应性差。

除此之外，铬盐污染场地多表现为上层是铬渣和污染土壤混合成的渣土混合物，Cr（VI）浓度高、pH高的特点，随着深度加深，Cr（VI）浓度和pH逐渐降低，直至其产生的风险低于人体可接受的风险水平，现有方法不对土壤性质做区分，统一采用同种修复方法，不仅造成材料浪费费时费力且修复效果不理想，且没有长期跟踪监测、无法保证修复效果具有长期稳定性的问题，即Cr（Ⅲ）形成Cr（OH）₃沉淀或有机络合物后，没有进行长时间、多次跟踪监测，无法确定Cr（VI）浓度是否在设计要求范围内，Cr（VI）不存在再溶出、再氧化等问题，修复效果的长期稳定性不能保证；同时，面对着当前Cr（VI）污染存在的严重问题和国家环境保护政策的紧迫要求，应考虑修复方法、修复药剂及修复设备等具有大规模实施的可能性，或经过规模化施工的检验，应具备相应的理论研究数据和详细的工程实施参数，指导推广应用，上述大部分研究并不具备这个特点。

发明内容

本发明目的在于提供一种铬污染土壤的分层修复方法，解决现有技术中不对土壤性质做区分、统一采用同种修复方法、不仅造成材料浪费且修复效果不理想的技术难题；还解决现有土壤修复方法预处理过程复杂、反应过程中对pH和温度控制都要求严格、不适用于大规模实施的技术难题；同时解决现有土壤修复方法修复成本高、反应周期长、适用性差、甚至降低土壤后续利用价值的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一、检测土壤实际铬污染情况:根据实地调查结果，明确铬污染土壤中Cr（VI）的纵向、横向浓度分布特征；

步骤二、在土壤深度上确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线：按污染物纵向浓度分布将土壤分为上层的重度铬污染土壤和底层的轻度铬污染土壤，确定中间的分界线；

步骤三、分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的投加比：按照化学反应式比例分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的理论投加比，然后按照理论投加比和土壤实际情况确定实际投加比，一般分别取重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的纵向浓度调查位点的平均值作为重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的平均浓度数值，部分区域污染物浓度过高的，按95%置信上限值作为土壤中铬污染物数值。

步骤四、修复重度铬污染土壤：按照既定投加比添加化学还原药剂和稳定化药剂，修复上层的重度铬污染土壤；

步骤五、修复轻度铬污染土壤：按照既定投加比添加化学还原药剂或生物化学还原药剂,以及稳定化药剂，修复底层的轻度铬污染土壤；

步骤六、土壤养护：对上述重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分别进行养护，定期检测铬污染物浓度变化，直至检测浓度低于修复目标浓度；

步骤七、平衡土壤酸碱度：分别调节修复后两类土壤的pH，使之均维持在6～9之间；

步骤八、后期跟踪监测：定期检测两类土壤内的铬污染物浓度，检测周期至少为6个月，优选18个月，记录铬浓度变化情况，若监测结果不稳定，则重复步骤三至七。

其中，所述步骤二中，确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线的具体方法为：

步骤1、对场地内污染土壤进行地质勘察、在不同深度取样检测铬污染物的浓度；

步骤2、确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的临界铬浓度范围；

步骤3、对应临界铬浓度范围确定分界深度即为分界线，土壤性质发生突变如岩性变化、见到地下水或将来开发的深度范围等的深度也可确定为重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分界线。

所述步骤四中，采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤，具体方法为：

步骤1、按确定的重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线，利用机械设备将重度污染土壤清挖出地表；

步骤2、利用筛分设备去除建筑垃圾、树枝等杂物，将重度铬污染土壤转运至异位修复反应池中；

步骤3、向重度铬污染土壤中添加化学还原药剂，投加比为理论投加比的1-4倍，之后混匀；

步骤4、此过程中化学还原药剂与Cr（VI）发生氧化还原反应，Cr（VI）被还原为Cr（Ⅲ），间隔取样检测Cr（VI）浓度；反应过程中及时补充水分，保证土壤的含水率为饱和含水率的80～90%，反应时间为24 h～120 h；

步骤5、当Cr（VI）浓度降低到设计的要求范围内时，进一步添加稳定化药剂，投加比为理论投加比的1～2倍，使Cr（Ⅲ）形成Cr（OH）₃，至此，反应完成。

上述采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤时，优选的，所述步骤2中的异位修复反应池的池壁自外而内依次包括基础层、膨润土垫、高密度聚乙烯防渗膜和长纤无纺土工布。

所述步骤五中，采用异位或原位还原稳定化法修复轻度铬污染土壤，其中，异位修复轻度铬污染土壤的方法同权利要求3所述的异位修复重度铬污染土壤的方法，原位修复轻度铬污染土壤的具体方法为：

步骤1、计算修复点位及其影响半径，确定修复范围内总工作点位数和修复药剂量，修复药剂量在土壤湿重的0.5%～3%之间；

步骤2、将原位注入或搅拌设备在每一个工作点位钻进至指定深度；

步骤3、药剂混合，生物化学还原药剂与Cr（VI）反应并生成Fe、Cr（Ⅲ）、OH^-矿物态或Cr（Ⅲ）的有机螯合物；至此，反应完成。

优选的，所述步骤四中的化学还原药剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫化钠。

进一步的，所述步骤四中的稳定化药剂为CaO、Ca（OH）₂或NaOH。

进一步的，所述步骤五中的生物化学还原药剂为Fe⁰和有机营养物质的复配药剂或糖类、有机酸、秸秆、糠皮、麦麸有机营养物质。

进一步优选的，所述步骤二中，在土壤深度上重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界浓度为200～1500mg/Kg，优选为300～1200mg/Kg，进一步优选为500～1000mg/Kg。

更优选的，所述重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线为0.5 m～3.0 m深度范围，优选1.5 m～2.5m，更优选2m。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

1、本发明以实际铬污染场地为依托，根据场地实际情况和污染特征，针对上层土壤和底层土壤铬污染的程度不同的现状，选择组合修复方法，确定土壤中重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线，采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤，采用异位或原位还原稳定化法修复轻度铬污染土壤，避免了以往研究不对土壤性质做区分、统一采用同种修复方法的弊端，在保证修复效果的前提下，使修复方法更有针对性，保证修复效果，降低修复成本；

2、本发明施工中简化了修复流程，合理调整了施工参数，降低了施工难度，技术有效、施工可行，可大规模应用于实际土壤修复中；

3、本发明使用的修复药剂并不局限在传统的二价铁盐、简单的硫化物范围内，而是结合土地再开发利用规划，合理选择修复药剂，如生物化学还原药剂主要成分为Fe⁰与有机营养物质的复配药剂，糖类，有机酸，或秸秆、糠皮或麦麸，使土壤有机质含量增加，植物正常生长，反应过程中，微生物大量繁殖，土壤微生物群落数增加，土壤结构得到改善，保持土地利用价值、降低后续开发施工成本，改善土壤结构、提高土壤有机质含量，拓宽土地再开发利用的渠道，提升土地价值；

4、本发明方法修复后对修复效果进行长期跟踪监测，分析修复后土壤中Cr（VI）浓度是否能长期保持在设计的要求范围内，即修复效果是否具有长期稳定性。

附图说明

图1是本发明涉及的铬污染土壤分层修复的工艺流程图；

图2 是实施例1中多硫化钙修复前后重度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；

图3 是实施例1中糖蜜修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；

图4 是实施例1中DARAMEND修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；

图5是实施例1中Cr（VI）污染土壤修复后跟踪监测结果；

图6是实施例2中硫酸亚铁修复前后重度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；

图7是实施例2中EHC修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明内容作进一步的即使和补充说明。

本发明实施例涉及的铬污染场地是长期工业生产过程中铬的“跑、冒、滴、漏”以及铬渣堆存或运输造成的场地污染，铬污染土壤的上层是铬渣和污染土壤混合成的渣土混合物，特点是Cr（VI）浓度高，pH高；随着铬污染土壤深度的加深，Cr（VI）浓度和pH逐渐降低，直至其产生的风险低于人体可接受的风险水平；本发明根据以上污染分布特征，将上层的重度铬污染土壤和底层的轻度铬污染土壤区别处理。对于污染深度较浅、地下水埋深较深，采用异位修复，如污染深度较深、地下水埋深较浅、渣土混合物污染相对较轻，采用原位修复。如污染物浓度高，则采用化学还原药剂，污染物浓度低、后续再开发利用要求高，则采用生物化学还原药剂。因此，本发明中对上层的重度铬污染土壤采用化学还原稳定化技术处理；底层的轻度铬污染土壤采用生物化学还原稳定化技术处理，修复过程中，可以采用原位修复，也可以采用异位修复，优化的修复方法组合是上层的重度污染土壤采用异位修复，底层的轻度污染土壤采用原位修复。具体工艺流程如图1所示。操作步骤说明如下：

步骤一、检测土壤实际铬污染情况：对铬污染土壤进行实地调查，明确铬污染土壤中Cr（VI）的纵向、横向浓度分布特征。

步骤二、在土壤深度上确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线：按污染物纵向浓度分布将土壤分为上层的重度铬污染土壤和底层的轻度铬污染土壤，确定中间的分界线，在土壤深度上确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线的具体方法为：

步骤3、对应临界铬浓度范围确定分界深度即为分界线，对于土壤性质发生突变的深度也可确定为重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分界线。

步骤三、分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的投加比：分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的土壤总量，分别取重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的纵向浓度调查位点的平均值作为重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的平均浓度数值，部分区域污染物浓度过高的，按95%置信上限值作为土壤中铬污染物数值，按照化学反应式比例分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的理论投加比，然后按照理论投加比和土壤实际情况确定实际投加比；

步骤四、采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤：添加化学还原药剂和稳定化药剂，异位修复上层的重度铬污染土壤，其化学反应方程式为：

修复具体步骤如下：

步骤1、按确定的重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线，利用机械设备将上层的重度污染土壤清挖出地表；

步骤2、将重度铬污染土壤转运至异位修复反应池中，利用筛分设备去除建筑垃圾或树枝等杂物。构建异位修复反应池，形成还原环境。反应池的底部为找平的基础层、膨润土垫、高密度聚乙烯膜、长纤无纺土工布构成的防渗系统，在该系统上进行污染土壤的堆置反应，土壤顶部铺设药剂/水分补充管网，并覆盖低密度聚乙烯膜，阻止空气与堆体直接接触，构建还原环境。在该堆体内，环境温度高时，水分从堆体底部逐渐向上蒸发，温度低时，水蒸气凝结，从堆体顶部重新向下迁移，从而形成封闭环境内的水汽循环，强化反应效果；

步骤3、添加化学还原药剂，搅拌混匀；化学还原药剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫化钠。视场地条件及污染特征，化学还原药剂投加比一般为理论投加比的1～4倍；

步骤4、反应过程中及时补充水分，保证土壤的含水率为饱和含水率的80～90%，反应时间一般为24 h～120 h，可优化为48 h～72 h，间隔取样检测Cr（VI）浓度；

步骤5、当Cr（VI）浓度降低到设计的可接受浓度以下时，添加稳定化药剂，投加比为理论投加比的1～2倍，反应时间为24h～120h，使Cr（Ⅲ）形成Cr（OH）₃，至此，反应完成。稳定化药剂包括CaO、Ca（OH）₂或NaOH等，稳定化药剂投加比一般为理论投加比的1～2倍。

步骤五、采用异位或原位法修复轻度铬污染土壤：异位的修复方法同上层的重度铬污染土壤修复方法，原位修复通常采用原位注入井、水力压裂原位注入钻机、原位搅拌设备完成，生物化学还原药剂为Fe⁰与有机营养物质的复配药剂，糖类，有机酸，或秸秆、糠皮或麦麸，药剂与Cr（VI）反应没有明确的定量关系，药剂投加比一般为土壤湿重的0.5%～3%之间，其反应方程式如下：

具体操作步骤如下：

步骤1、计算修复点位及影响半径，确定修复范围内的总工作点位数和修复药剂量，其中修复药剂量在土壤湿重的0.5%～3%之间；

步骤2、用原位注入或搅拌设备在每一个工作点位依次钻进至指定深度，注入生物化学还原药剂；

步骤3、药剂混合后，生物化学还原药剂与Cr（VI）反应并生成Fe、Cr（Ⅲ）、OH^-矿物态或Cr（Ⅲ）的有机螯合物；

步骤4、间隔取样检测Cr（VI）浓度，当Cr（VI）浓度降低到设计的可接受浓度以下时，反应完成，反应时间一般为3天～4个月，可优化为7天～1个月，优化为15天。

步骤六、土壤养护：对上述修复完成的重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分别进行养护，定期检测铬污染物浓度变化，至检测浓度低于修复目标浓度。

步骤七、平衡土壤酸碱度：分别调节修复后两类土壤的pH，使之均维持在6～9之间，如pH低于6，可以添加CaO、Ca（OH）₂、NaOH等使pH升高。如pH大于9，可以添加硫酸、盐酸、有机酸、硫酸亚铁、氯化亚铁等使pH降低。

步骤八、后期跟踪监测：定期检测两类土壤内的铬污染物浓度，检测周期应大于6个月，优化为9个月，优化为18个月。记录土壤内铬浓度的变化情况，长期监测结果应持续低于初始的修复目标值，若监测结果不稳定，则重复步骤三至七。

实施例1：

场地类型：铬盐污染场地。

铬污染特征： 0～-1.5 m Cr（VI）浓度较高，最大值为5080 mg/Kg，平均值为4360 mg/Kg，-1.5 m以下，Cr（VI）浓度降低，最大值为182 mg/Kg。上层渣土混合物Cr（VI）浓度高，最大值为5080 mg/Kg，视为重度污染土壤，随着深度加深，Cr（VI）浓度明显降低，底层污染土壤中Cr（VI）最大浓度为182 mg/Kg，视为轻度污染土壤。

分界线的深度：将重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分界线确定为-1.5 m；

修复目标值：70 mg/Kg；

技术组合：重度污染土壤采用化学还原稳定化修复，轻度污染土壤采用生物化学还原稳定化修复；

修复药剂：上层的重度污染土壤使用多硫化钙药剂，底层的轻度污染土壤使用DARAMEND和糖蜜药剂；

修复实施：通过机械设备将污染土壤开挖移入异位反应池中，将修复药剂与污染土壤搅拌混合均匀。重度污染土壤投加多硫化钙药剂，投加比为10%，在异位反应池堆置反应，补充土壤水分，使土壤含水率为其饱和含水率的80～90%，48 h后取样检测多硫化钙堆体反应效果，所有检测样品满足修复目标要求后，向多硫化钙堆体中投加硫酸亚铁药剂，调节土壤pH，使之稳定在6～9之间；底层的轻度污染土壤投加糖蜜和DARAMEND药剂，糖蜜投加比3%、DARAMEND投加比2.5%，补充土壤水分，使土壤含水率为其饱和含水率的80～90%，15天后取样检测糖蜜、DARAMEND堆体反应效果。

修复效果：所有验收检测样品中Cr（VI）浓度均低于修复目标值70 mg/Kg，修复后长期跟踪监测，Cr（VI）浓度保持在较低水平，使用DARAMEND药剂修复后的土壤能够达到自然绿化。图2 实施例1中多硫化钙修复前后重度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；图3 实施例1中糖蜜修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；图4 实施例1中DARAMEND修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化。

数据分析：三种修复药剂处理后的污染土壤中Cr（VI）浓度最大值为4.4 mg/Kg，远低于修复目标值70 mg/Kg，Cr（VI）浓度均满足修复目标要求。所有检测样品中，Cr（VI）最大稳定化率为100%。

表1 三种修复药剂投加比例及修复效果

长期稳定性分析：修复完成后进行跟踪监测，分别在第9、18个月取样检测，土壤中Cr（VI）最大检出浓度为7.23 mg/Kg，考虑到取样的不均匀性和检测等的误差，可以认为多硫化钙、糖蜜、DARAMEND对Cr（VI）污染土壤的还原稳定化具有相对的长期稳定性。图5是 Cr（VI）污染土壤修复后跟踪监测结果。

实施例2：

场地类型：铬盐污染场地

铬污染特征：Cr（VI）污染呈现出明显的分层规律，上层为渣土混合层，Cr（VI）最大浓度为4210 mg/Kg，随着深度加深，Cr（VI）浓度明显降低，最大浓度为614 mg/Kg。综合分析认为Cr（VI）污染浓度较大的污染土壤主要分布在0～3 m深度范围内。

修复目标值：1 mg/Kg；

分界线的深度：1.5米，场地内地下水初见水位-1.5 m，且0～-1.5 m污染土壤中Cr（VI）浓度较高，最大值为4210 mg/Kg，平均值为1192 mg/Kg。随着深度加深，Cr（VI）浓度逐渐降低，-3 m时Cr（VI）浓度为614 mg/Kg，-5 m时Cr（VI）浓度为38.6 mg/Kg，-7 m时Cr（VI）浓度为2.1 mg/Kg，-3 m～-7 m Cr（VI）浓度整体处在较低的水平。因此，以-1.5 m为界限，将铬污染土壤分为上层重度铬污染土壤和底层轻度铬污染土壤。

技术组合：重度污染土壤采用异位化学还原稳定化修复，轻度污染土壤采用原位生物化学还原稳定化修复。

修复药剂：重度污染土壤使用硫酸亚铁药剂，相对轻度污染土壤使用EHC药剂。

修复实施：通过机械设备将修复药剂与污染土壤搅拌混合均匀，其中硫酸亚铁投加比为21%，在异位反应池堆置反应，EHC投加比1.5%，通过原位高压注入设备将EHC药剂直接注入到饱和层土壤中。异位修复补充土壤水分，使土壤含水率为其饱和含水率的80～90%。48 h后取样检测反应效果。原位修复7天后取样检测反应效果。所有检测样品满足修复目标要求后，调节土壤pH，使之稳定在6～9之间。

修复效果：所有验收检测样品中Cr（VI）浓度低于1.0 mg/Kg，满足修复目标要求。

数据分析：图6是实施例2中硫酸亚铁修复前后重度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化；图7是实施例2中EHC修复前后轻度污染土壤中的Cr（VI）浓度变化。由图知，重度污染土壤初始Cr（VI）浓度达4210 mg/Kg，修复后土壤中Cr（VI）浓度低于0.1 mg/Kg，小于清理目标值1.0 mg/Kg，还原率大于99.99%。原位修复区初始样品与验收样品取样深度相同，在3 m到7 m深度范围内，介于2.1～614 mg/Kg之间，修复完成后，Cr（VI）浓度普遍低于0.1 mg/Kg，满足修复目标值要求。

在充分认识本发明基本原理的基础上，行业内人员均可进行不同程度的变通应用，因此，以本发明基本原理为基础进行的改进均应在本发明保护范围内，包括但不限于以下几个方面：一、技术方案中根据土壤污染特征进行分别处理，这是从技术有效、施工可行角度考虑的优化的技术组合，如考虑其他因素，在纵向上根据土壤性质采用更多技术组合或在横向上根据不同地块性质采用更多技术组合应视为本发明的一种变通；二、技术方案中根据土壤性质和污染物浓度，采用了不同的修复药剂，是从技术有效、经济合理、提升土地再开发利用价值等角度考虑的药剂配置方式，如考虑的因素较少，对污染土壤单独使用化学药剂、单独使用生物药剂、化学药剂与生物药剂联合使用或更多的药剂组合方式，应视为本发明的一种变通。

Claims

1.一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一、检测土壤实际铬污染情况：对铬污染土壤进行实地调查，明确铬污染土壤中Cr（VI）的纵向、横向浓度分布特征；

步骤三、分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的投加比：按照化学反应式比例分别计算重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤修复药剂的理论投加比，然后按照理论投加比和土壤实际情况确定实际投加比；

步骤六、土壤养护：对上述修复完成的重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤分别进行养护，定期检测铬污染物浓度变化，至检测浓度低于修复目标浓度；

步骤八、后期跟踪监测：定期检测两类土壤内的铬污染物浓度，检测周期至少为6个月，优选18个月，记录土壤内铬浓度的变化情况，确认铬浓度长期低于修复目标浓度，若检测结果不稳定，则重复步骤三至七。

2.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于，所述步骤二中，在土壤深度上确定重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线的具体方法为：

3.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于，所述步骤四中，采用异位化学还原稳定化法修复上层的重度铬污染土壤，异位修复的具体方法为：

步骤2、利用筛分设备去除建筑垃圾或树枝等杂物，将重度铬污染土壤转运至异位修复反应池中；

步骤3、添加化学还原药剂，投加比为理论投加比的1～4倍，搅拌混匀；

步骤4、反应过程中及时补充水分，保证土壤的含水率为饱和含水率的80～90%，反应时间为24 h～120 h，间隔取样检测Cr（VI）浓度；

步骤5、当Cr（VI）浓度降低到设计的可接受浓度以下时，添加稳定化药剂，投加比为理论投加比的1～2倍，反应时间为24h～120h，使Cr（Ⅲ）形成Cr（OH）₃，至此，反应完成。

4.根据权利要求3所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤2中的异位修复反应池的池壁自外而内依次包括基础层、膨润土垫、高密度聚乙烯防渗膜和长纤无纺土工布。

5.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于，所述步骤五中，采用异位或原位还原稳定化法修复轻度铬污染土壤，其中，异位修复轻度铬污染土壤的方法同权利要求3所述的异位修复重度铬污染土壤的方法，原位修复轻度铬污染土壤的具体方法为：

步骤1、计算修复点位及影响半径，确定修复范围内的总工作点位数和修复药剂量，影响半径一般为0.9～5.0 m，优选为1.0～3.0 m，进一步优选为1.1～1.5 m；

步骤2、用原位注入或搅拌设备在每一个工作点位依次钻进至指定深度，注入化学或生物化学还原药剂、稳定化药剂；

步骤3、药剂混合后，修复药剂与Cr（VI）反应并生成Cr（OH）₃或Fe、Cr（Ⅲ）、OH^-矿物态或Cr（Ⅲ）的有机螯合物；

步骤4、间隔取样检测Cr（VI）浓度，当Cr（VI）浓度降低到设计的可接受浓度以下时，反应完成。

6.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤四中的化学还原药剂为硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁铵、亚硫酸钠、焦亚硫酸钠或硫化钠。

7.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤四中的稳定化药剂为CaO、Ca（OH）₂或NaOH。

8.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤五中的生物化学还原药剂为Fe⁰与有机营养物质的复配药剂，糖类，有机酸，或秸秆、糠皮或麦麸。

9.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤二中，在土壤深度上重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界浓度为200～1500mg/Kg，优选为300～1200mg/Kg，进一步优选为500～1000mg/Kg。

10.根据权利要求1所述的一种铬污染土壤的分层修复方法，其特征在于：所述步骤二中，在土壤深度上重度铬污染土壤和轻度铬污染土壤的分界线深度为0.5 m～3.0 m，优选1.5 m～2.5m，更优选2m。