CN108704937B - 一种高效去除土壤中的六价铬的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效去除土壤中的六价铬的方法，方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。
Description
技术领域
本发明是关于土壤污染治理领域，特别是关于一种高效去除土壤中的六价铬的方法。
背景技术
铬的毒性与其形态存在极大关系，普遍认为，六价铬的毒性是三价铬的100倍。对人体而言，六价铬的毒害作用表现在以下方面。一是对皮肤的损害，会导致铬性皮炎、皮肤溃疡及皮疹；二是对呼吸道的损害，空气中的铬在肺中的吸收率可达40％，铬的吸入可引发鼻中隔溃疡、穿孔、鼻粘膜萎缩及呼吸系统癌症等；三是对肠胃道的损害，六价铬的摄入会导致严重的肾脏、肝脏等器官损伤，引起肌肉痉挛、胃炎、胃溃疡甚至死亡；四是对眼睛的损害，主要症状是引起眼皮、眼角膜的溃疡；五是六价铬是国际公认的三种致癌金属物之一，有相关资料表明，铬盐厂工人得肺癌的几率是普通人的38倍。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效去除土壤中的六价铬的方法，其能够解决现有技术的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种高效去除土壤中的六价铬的方法，其特征在于：方法包括如下步骤：
准备被六价铬污染的土壤；
配置土壤活性剂溶液；
向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；
向经过活化的污染土壤中加入有机物；
对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；
对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；
向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；
向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；
对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。
在一优选的实施方式中，土壤活性剂溶液是以下各项中的一项：十二烷基苯磺酸钠溶液、十二烷基硫酸钠溶液或其组合；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有10-20g土壤活性剂。
在一优选的实施方式中，对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为80-100℃，活化处理时间为2-5h。
在一优选的实施方式中，有机物是以下各项中的一项：柠檬酸、葡萄糖或其组合；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：(10-20)。
在一优选的实施方式中，对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为40-50℃，培养处理时间为10-20h。
在一优选的实施方式中，氧化剂是以下各项中的一项：过硫酸钠、过硫酸钾或其组合；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：(40-50)。
在一优选的实施方式中，对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为80-100℃，氧化处理时间为3-6h。
在一优选的实施方式中，还原剂是以下各项中的一项：亚硫酸钠、亚硫酸铁或其组合；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：(20-30)。
在一优选的实施方式中，对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为40-50℃，还原处理时间为10-20天。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：金属铬对于土壤的危害极大，就目前的处理技术而言，一旦土壤被铬污染，则整片土壤就基本失去了开发价值，这对于土地资源紧缺的我国来说是一种极大的资源浪费。现有技术针对铬金属污染，提出了很多土壤处理方法，这些方法各有优点，但是现有技术中的处理技术一般存在处理时间长、处理效率低的问题。处理时间长意味着需要长时间保持一定的反应条件以利于处理过程进行，这实际上意味着需要投入极大的资源建设专用场地，这实际上限制了方法的大规模应用；处理效率低意味着每处理一吨土壤，需要添加大量活性物质，这实际上需要投入大量经费才能实现。针对现有技术中存在的问题，本申请的方法提出了一种高效的土壤中的铬的处理方法，本申请的方法一般只需要20天左右，比传统方法(传统方法处理时间一般在90天以上)处理速度快，节省时间和能源，适合进行大规模处理。同时本申请的方法处理效率高，在处理过程中耗费的化学物质的量不大，成本可接受。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的方法流程图。如图所示，本发明的方法包括如下步骤：
步骤101：准备被六价铬污染的土壤；
步骤102：配置土壤活性剂溶液；
步骤103：向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；
步骤104：向经过活化的污染土壤中加入有机物；
步骤105：对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；
步骤106：对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；
步骤107：向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；
步骤108：向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；
步骤109：对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。
实施例1
本发明的方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。土壤活性剂溶液是十二烷基苯磺酸钠溶液；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有10g土壤活性剂。对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为80℃，活化处理时间为2h。有机物是柠檬酸；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：10。对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为40℃，培养处理时间为10h。氧化剂是过硫酸钠；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：40。对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为80℃，氧化处理时间为3h。还原剂是亚硫酸钠；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：20。对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为40℃。
实施例2
本发明的方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。土壤活性剂溶液是十二烷基硫酸钠溶液；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有20g土壤活性剂。对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为100℃，活化处理时间为5h。有机物是葡萄糖；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：20。对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为50℃，培养处理时间为20h。氧化剂是过硫酸钾；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：50。对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为100℃，氧化处理时间为6h。还原剂是以下各项中的一项：亚硫酸钠、亚硫酸铁或其组合；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：30。对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为50℃。
实施例3
本发明的方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。土壤活性剂溶液是十二烷基苯磺酸钠溶液；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有13g土壤活性剂。对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为85℃，活化处理时间为3h。有机物是柠檬酸；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：12。对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为45℃，培养处理时间为13。氧化剂是过硫酸钠；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：42。对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为85℃，氧化处理时间为4h。还原剂是亚硫酸钠；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：22。对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为45℃。
实施例4
本发明的方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理。土壤活性剂溶液是十二烷基苯磺酸钠溶液；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有15g土壤活性剂。对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为90℃，活化处理时间为4h。有机物是柠檬酸；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：15。对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为45℃，培养处理时间为15h。氧化剂是过硫酸钠；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：45。对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为90℃，氧化处理时间为5h。还原剂是亚硫酸钠；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：25。对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为45℃。
准备某地区铬污染土壤，土壤中六价铬含量为1370mg/kg，铬含量为1880mg/kg，使用实施例1-4中的方法对土壤进行处理，其中还原处理时间均为20天。对处理之后的土壤测定六价铬浸出浓度和土壤总铬含量。其中，测试分别依照《固体废物六价铬的测定碱消解/火焰原子吸收分光光度法(HJ 687-2014)》，《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法(GB 7467-87)以及《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法(HJ 766-2015)》进行。其中，未处理的土壤的六价铬浸出浓度约为130mg/kg，测试结果见表1。
表1
对比例1
不向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，不对被六价铬污染的土壤进行活化处理，直接向被六价铬污染的土壤中加入有机物。
对比例2
不对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，直接在经过土壤培养处理的污染土壤中加入氧化剂。
对比例3
不在淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，而是直接加还原剂。
对比例4
土壤活性剂溶液是曲拉通100。
对比例5
土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有25g土壤活性剂。
对比例6
对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为120℃，活化处理时间为6h。
对比例7
有机物是腐殖酸。
对比例8
有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：5。
对比例9
对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为60℃，培养处理时间为30h。
对比例10
氧化剂是双氧水。
对比例11
氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：30。
对比例12
对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为70℃，氧化处理时间为8h。
对比例13
还原剂是硼氢酸钠。
对比例14
对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为60℃。
准备某地区铬污染土壤，土壤中六价铬含量为1370mg/kg，铬含量为1880mg/kg，使用对比例1-14中的方法对土壤进行处理，其中还原处理时间均为20天。对处理之后的土壤测定六价铬浸出浓度和土壤总铬含量。其中，测试分别依照《固体废物六价铬的测定碱消解/火焰原子吸收分光光度法(HJ 687-2014)》，《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法(GB 7467-87)以及《固体废物金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法(HJ 766-2015)》进行。其中，未处理的土壤的六价铬浸出浓度约为130mg/kg，测试结果见表2。
表2
注：以上对比例中没有列出的条件和参数与实施例1相同。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (1)
1.一种高效去除土壤中的六价铬的方法，所述方法包括如下步骤：准备被六价铬污染的土壤；配置土壤活性剂溶液；向被六价铬污染的土壤中喷洒土壤活性剂溶液，随后对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理，得到经过活化的污染土壤；向经过活化的污染土壤中加入有机物；对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理，得到经过土壤培养处理的污染土壤；对经过土壤培养处理的污染土壤进行淋洗，得到淋洗之后的污染土壤；向淋洗之后的污染土壤中加入氧化剂，随后对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理，得到经过氧化的污染土壤；向经过氧化的污染土壤中加入还原剂；对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理，土壤活性剂溶液是十二烷基苯磺酸钠溶液；其中，土壤活性剂的浓度为：每升土壤活性剂溶液中含有13g土壤活性剂，对喷洒有土壤活性剂溶液的被六价铬污染的土壤进行活化处理的具体工艺为：活化处理气氛为真空，活化处理温度为85℃，活化处理时间为3h，有机物是柠檬酸；其中，有机物与经过活化的污染土壤的质量比为1：12，对加入有机物的经过活化的污染土壤进行土壤培养处理的具体工艺为：培养处理温度为45℃，培养处理时间为13，氧化剂是过硫酸钠；其中，氧化剂与淋洗之后的污染土壤的质量比为1：42，对加入氧化剂的淋洗之后的污染土壤进行氧化处理的具体工艺为：氧化处理温度为85℃，氧化处理时间为4h，还原剂是亚硫酸钠；其中，还原剂与经过氧化的污染土壤的质量比为1：22，对加入还原剂的经过氧化的污染土壤进行还原处理的具体工艺为：还原处理温度为45℃。
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