CN112191679A - 一种适用于六价铬污染土壤的修复方法 - Google Patents

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曾召刚
胡夏一
彭少炼
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喻浩然
杨婧源
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Abstract

本发明公开一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，包括：（1）将水、乙醇的混合溶液放至温度为80℃的水浴锅中15～25min，按照6～10g绿茶:100～200mL水、乙醇混合溶液的比例将绿茶加入到水、乙醇混合溶液中，并在80℃水浴中加热20～25min，静置至室温，过滤获得绿色还原剂；（2）采用物理提纯法制备海泡石吸附剂；（3）对六价铬污染土壤进行自然风干，破碎研磨至80～150目；（4）采用绿色还原剂对六价铬污染土壤进行还原处理；（5）采用海泡石吸附剂对经步骤（4）还原处理后的污染土壤进行吸附处理；（6）添加石灰对土壤进行稳定化处理。本发明经过还原、吸附、沉淀等物理化学作用，能达到更好的稳定化效果，降低土壤中六价铬的迁移性和生物毒性。

Description

一种适用于六价铬污染土壤的修复方法
技术领域
本发明属于环境保护土壤修复领域，特别涉及一种适用于六价铬污染土壤的修复方法。
背景技术
自然界中铬主要以三价和六价形式存，铬是人体必不可少的微量元素，但六价铬却是一种有毒的物质，毒性是三价铬的百倍，具有较强的致癌和致突变特性。
目前铬污染土壤修复技术主要有淋洗技术、化学还原、生物修复技术等。
化学还原是治理六价铬污染土壤的常用方法，一般使用多硫化钙、连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸亚铁和零价铁等具有还原性质的药剂，将六价铬还原为三价铬，降低毒性。化学还原法具有反应快、低成本等特点。
生物修复技术包括植物修复、微生物修复技术等。利用生物的生命活动特征，将六价铬还原为三价铬或转换为无害的物质。生物修复法安全环保，但存在修复周期长，不适合用于高浓度污染土壤的缺点。
淋洗修复主要应用于污染土壤的原位处理，常用淋洗剂包括无机淋洗剂，螯合剂，表面活性剂等。采用淋洗技术治理六价铬污染土壤，可以降低土壤中的六价铬和总铬浓度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种还原、吸附、稳定化的修复方法用于六价铬污染土壤的治理。
本发明采用的技术方案如下：一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，包括如下步骤：
步骤(1)，绿色还原剂的制备：将体积比为1:0.5至1:1的水、乙醇的混合溶液放至温度为80℃的水浴锅中15～25min，按照6～10g绿茶:100～200mL水、乙醇混合溶液的比例将绿茶加入到水、乙醇混合溶液中，并在80℃水浴中加热20～25min，静置至室温，过滤即获得绿色还原剂；
步骤(2)，采用物理提纯法制备海泡石吸附剂；
步骤(3)，对六价铬污染土壤进行自然风干，破碎研磨处理使六价铬污染土壤粒度为80～150目；
步骤(4)，采用步骤(1)制备的绿色还原剂对六价铬污染土壤进行还原处理；
步骤(5)，采用步骤(2)制备的海泡石吸附剂对经步骤(4)还原处理后的污染土壤进行吸附处理；
步骤(6)，经过步骤(4)、(5)进行还原、吸附处理后的土壤，添加石灰对土壤进行稳定化处理。
进一步地，还包括：将步骤(6)处理过后的土壤置于常温条件养护5～10天。
进一步地，步骤(2)中采用水浸-捣浆-离心的工艺对海泡石进行提纯，海泡石水浸时间为1～2h，捣浆浓度为10～18％，分散剂的用量为海泡石的4～6‰，捣浆时间为25～40min，捣浆电机转速为900～1200r/min，离心时间为5～10min，离心转速为1000～2500r/min，将离心取得的上层矿浆烘干并研磨至150～400目即获得海泡石吸附剂。
进一步地，步骤(4)中：先对六价铬污染土壤取样并通过试验测定绿色还原剂的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的绿色还原剂加入至六价铬污染土壤中并搅拌均匀进行还原处理。
进一步地，步骤(5)中：先对污染土壤取样并通过试验测定海泡石吸附剂的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的海泡石吸附剂加入至污染土壤中并搅拌均匀进行吸附处理。
进一步地，步骤(6)中：先对污染土壤取样并通过试验测定石灰的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的石灰加入至污染土壤中并搅拌均匀进行稳定化处理。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用绿茶提取液作为绿色还原剂，茶叶中含有大量天然抗氧化物茶多酚以及咖啡因、氨基酸等物质，采用乙醇作为有机溶剂制备的绿茶提取液，含有大量的多酚及咖啡因等还原性物质，可以将六价铬还原成三价铬，且制备简单、还原效果好；
(2)海泡石是一种富镁硅酸盐粘土矿物，具有独特的内部孔道结构，极强的吸附性能，对六价铬等重金属具有特性吸附和稳定化作用，且海泡石属于天然粘土矿物，与土壤相容性甚好，采用物理提纯法，可以有效地去除杂质，提高海泡石的品位，使其更好地发挥吸附作用，达到吸附重金属的目的；
(3)用稳定剂石灰对经过还原、吸附处理后的土壤进行固化处理，将土壤中Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀，进一步降低有害重金属的迁移性和生物有效性，保障修复效果；
(4)本发明采用绿茶提取液、海泡石吸附剂、生石灰等用于六价铬污染土壤修复，经过还原、吸附、沉淀等一系列物理化学作用，各组分相互配合、相互促进，达到更好的稳定化效果，降低土壤中六价铬的迁移性和生物毒性，修复效果好，且可操作性强，适用范围广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤(1)，将体积比为1∶0.5的水、乙醇的混合溶液放至温度为80℃的水浴锅中15min，称取8g绿茶加入100mL水、乙醇溶液中，在80℃水浴中加热20min，静置至室温，过滤即获得绿色还原剂；
步骤(2)，采用水浸-捣浆-离心的工艺对海泡石进行提纯，水浸时间为1h，捣浆浓度10％，分散剂采用六偏磷酸钠，其用量为海泡石的6‰，捣浆时间30min，电机转速900r/min，离心时间5min，离心转速1500r/min；将离心取得的上层矿浆烘干，研磨至150目即获得海泡石吸附剂；
步骤(3)，将六价铬污染土壤进行自然风干、破碎研磨处理，处理后的土壤粒度为100目；
步骤(4)，采用绿色还原剂对污染土壤进行还原处理，绿色还原剂添加量为1.2倍理论用量，将土壤与绿色还原剂搅拌均匀；
步骤(5)添加提纯后的海泡石吸附剂对污染土壤进行吸附处理，海泡石吸附剂添加量为1.5倍理论用量，将土壤与海泡石吸附剂搅拌均匀；
步骤(6)，添加石灰作为稳定剂对污染土壤进行固化处理，石灰添加量为1.3倍理论用量，使土壤与石灰搅拌均匀；
步骤(7)，将经过还原、吸附、稳定化处理过后的土壤置于常温条件养护7天。
实施例2
步骤(1)，将体积比为1:1的水、乙醇的溶液混合溶液放至温度为80℃的水浴锅中20min，称取9g绿茶加入150mL水、乙醇溶液中，在80℃水浴中加热25min，静置至室温，过滤即获得绿色还原剂；
步骤(2)，采用水浸-捣浆-离心的工艺对海泡石进行提纯，水浸时间为1.5h，捣浆浓度15％，分散剂采用六偏磷酸钠，其用量为海泡石的4‰，捣浆时间35min，电机转速1200r/min，离心时间10min，离心转速2000r/min；将离心取得的上层矿浆烘干，研磨至200目即获得海泡石吸附剂；
步骤(3)，将六价铬污染土壤进行自然风干、破碎研磨处理，处理后的土壤粒度为150目；
步骤(4)，采用绿色还原剂对污染土壤进行还原处理，绿色还原剂添加量为1.5倍理论用量，将土壤与还原剂搅拌均匀；
步骤(5)添加提纯后的海泡石吸附剂对污染土壤进行吸附处理，海泡石吸附剂添加量为1.2倍理论用量，将土壤与海泡石吸附剂搅拌均匀；
步骤(6)，添加石灰作为稳定剂对污染土壤进行固化处理，石灰添加量为1.5倍理论用量，使土壤与石灰搅拌均匀；
步骤(7)，将经过还原、吸附、稳定化处理过后的土壤置于常温条件养护7天。
修复完成后，检测土壤浸出液中总铬和六价铬含量，浸出方法按照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010)进行，按国标方法对浸出液重金属含量进行检测。检测结果见下表：
Figure BDA0002726664090000041
由表可知，本发明的适用于六价铬污染土壤的修复方法，可显著降低土壤浸出液中总铬与六价铬浓度。修复后的土壤浸出液六价铬浓度满足《地表水环境质量标准》(GB3838～2002)Ⅱ类水标准(即0.05mg/L)。
虽然，上文已经用一般性说明和具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改和改进，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明的精神或基本特征的基础上所作的这些修改和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），绿色还原剂的制备：将体积比为1:0.5至1:1的水、乙醇的混合溶液放至温度为80℃的水浴锅中15～25min，按照6～10g绿茶:100～200mL水、乙醇混合溶液的比例将绿茶加入到水、乙醇混合溶液中，并在80℃水浴中加热20～25min，静置至室温，过滤即获得绿色还原剂；
步骤（2），采用物理提纯法制备海泡石吸附剂；
步骤（3），对六价铬污染土壤进行自然风干，破碎研磨处理使六价铬污染土壤粒度为80～150目；
步骤（4），采用步骤（1）制备的绿色还原剂对六价铬污染土壤进行还原处理；
步骤（5），采用步骤（2）制备的海泡石吸附剂对经步骤（4）还原处理后的污染土壤进行吸附处理；
步骤（6），经过步骤（4）、（5）进行还原、吸附处理后的土壤，添加石灰对土壤进行稳定化处理。
2.如权利要求1所述的一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，还包括：将步骤（6）处理过后的土壤置于常温条件养护5～10天。
3.如权利要求1所述的一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，步骤（2）中采用水浸-捣浆-离心的工艺对海泡石进行提纯，海泡石水浸时间为1～2h，捣浆浓度为10～18%，分散剂的用量为海泡石的4～6‰，捣浆时间为25～40min，捣浆电机转速为900～1200r/min，离心时间为5～10min，离心转速为1000～2500r/min，将离心取得的上层矿浆烘干并研磨至150～400目即获得海泡石吸附剂。
4.如权利要求1所述的一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，步骤（4）中：先对六价铬污染土壤取样并通过试验测定绿色还原剂的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的绿色还原剂加入至六价铬污染土壤中并搅拌均匀进行还原处理。
5.如权利要求1所述的一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，步骤（5）中：先对污染土壤取样并通过试验测定海泡石吸附剂的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的海泡石吸附剂加入至污染土壤中并搅拌均匀进行吸附处理。
6.如权利要求1所述的一种适用于六价铬污染土壤的修复方法，其特征在于，步骤（6）中：先对污染土壤取样并通过试验测定石灰的理论用量，然后将1.2～1.5倍理论用量的石灰加入至污染土壤中并搅拌均匀进行稳定化处理。
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