硫酸亞鐵修復(fù)六價鉻污染土壤實驗研究

摘 要：針對南京一塊經(jīng)濟(jì)適用房用地土壤中存在Cr6+超標(biāo)的問題，先用硫酸亞鐵將土壤中的Cr6+還原成Cr3+，再用NaOH進(jìn)行穩(wěn)定化處理，最終使土壤中的鉻轉(zhuǎn)變成Cr（OH）3，處理后土壤中的六價鉻達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且消除了重金屬向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險，實驗證明該方法能夠很好地修復(fù)鉻污染土壤，使之滿足建設(shè)住宅的要求。

關(guān)鍵詞：六價鉻；土壤；污染；修復(fù)；硫酸亞鐵

中圖分類號 S153 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）03-77-02

Experimental Study on Repair of Chromium-Containing Soil of Ferrous Sulfate

Chen Sen et al.

（Nanjing Research Institute of Environmental Protection，Nanjing 210013，China）

Abstract：In Nanjing，a piece of affordable housing land soil in the presence of Cr6+ exceed the standard，first with ferrous sulfate solution in soil Cr6+ is reduced to Cr3+，then NaOH stabilizing，eventually made of Cr in soil to Cr（OH）3，processing in soil Cr six to the requirements of relevant standards， and eliminates the heavy metal to food chain transfer of risk，experiment shows that this method can very good remediation of chromium contaminated soil，so as to meet the requirements of residential construction。

Key words：Cr6+；Soil；Pollute；Repair；Ferrous sulfate；

鉻是自然環(huán)境中的一種重要金屬污染物，以Cr3+和Cr6+兩種價態(tài)存在，三價鉻是人和動物必需的微量元素，六價鉻則是毒性較大的致畸、致突變劑[1-2]。目前中國許多城市和地區(qū)都發(fā)現(xiàn)鉻污染現(xiàn)象，南京某地塊原為一家五金制品廠，后變更為經(jīng)濟(jì)適用房用地，在項目建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)該地塊中六價鉻超標(biāo)。為了解決這一問題，筆者以該地塊的土樣為實驗對象，使用硫酸亞鐵溶液進(jìn)行了還原實驗，其主要原理就是將土壤中的六價鉻還原為三價鉻，處理后土壤中的六價鉻達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且消除了重金屬向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險[3-6]。

1 材料與方法

11 污染場地概況 污染場地前身為某無線電器材廠花崗分廠，主要生產(chǎn)儀器儀表，有較長電鍍生產(chǎn)歷史，在項目建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)該地塊中六價鉻超標(biāo)。

12 實驗儀器 721分光光度計。

13 材料

131 實驗土壤 從污染場地不同污染點(diǎn)取出8份土樣，各土樣均為表層土壤（采樣深度0～20cm）和中層土壤（采樣深度20～60cm）的混合樣。

132 實驗試劑 硫酸亞鐵、NaOH、Na2CO3、硝酸、硫酸、磷酸、六價鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液、六價鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液、二苯碳酰二肼等。

14 實驗原理 首先采用還原劑（水劑FeSO4）將土樣中毒性較高的Cr6+轉(zhuǎn)化為毒性較低的Cr3+，然后采用NaOH調(diào)節(jié)pH值至弱堿性8～85，三價鉻離子形成Cr （OH）3沉淀。土樣中六價鉻的測定使用二苯碳酰二肼分光光度法（ GB 7467-1987）進(jìn)行。

還原Cr6+的化學(xué)方程式：

K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO43Fe2（SO4）3+K2SO4+Cr2（SO4）3+7H2O

穩(wěn)定化Cr3+的離子方程式：

Cr3++3OH-=Cr （OH）3

15 實驗步驟 （1）土樣中六價鉻原始濃度測定：使用分光光度法測量各個土樣中六價鉻的濃度。

（2）土壤還原實驗：將土樣置于三角瓶中，向其中加入硫酸亞鐵溶液，室溫下攪拌5min，靜置5min。實驗結(jié)束后分析土樣中六價鉻濃度，分析完成后繼續(xù)進(jìn)行穩(wěn)定化實驗。

（3）土壤穩(wěn)定化實驗：在還原后的土樣中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值至8～85，室溫下攪拌5min，靜置5min。

（4）實驗前后浸出液中六價鉻濃度測定：在原始土樣及穩(wěn)定化后的土樣中均加入3倍于土樣質(zhì)量的水溶液，浸泡48h，用濾紙過濾掉懸浮物，分析實驗前后浸出液中六價鉻的濃度。

16 實驗結(jié)果評價標(biāo)準(zhǔn)

161 土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn) 目前我國尚無適用于城市建設(shè)用地的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618-1995）只適用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)用地，《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)（暫行）》（HJ350-2007）中也明確了只適用于展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價，不適用于建設(shè)用地污染土壤的修復(fù)。

本文采用《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則（報批稿）》（國家環(huán)保部，200912）“附錄A（規(guī)范性附錄）”作為污染場地土壤修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)限值基礎(chǔ)。以關(guān)注污染物中六價鉻的經(jīng)呼吸攝入的致癌風(fēng)險大于10-6，由此計算得到本項目土壤中Cr6+修復(fù)目標(biāo)值（住宅類用地）為236mg/kg。

162 土壤浸出液的評價標(biāo)準(zhǔn) 為了了解穩(wěn)定化后土壤中的鉻是否有潛在風(fēng)險，將該實驗土壤浸出液中六價鉻濃度與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中六價鉻濃度限值進(jìn)行比較，標(biāo)準(zhǔn)中II～Ⅳ類水體六價鉻濃度限值為005mg/L、V類水體六價鉻濃度限值為01mg/L。

2 結(jié)果與分析

21 土樣實驗前后六價鉻的含量 對8份土樣還原實驗前后六價鉻的濃度分別進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表1。從表1可以看到，各土樣初始Cr6+濃度從253～379mg/kg不等，經(jīng)過硫酸亞鐵還原后，土樣中Cr6+濃度降至009～032mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于住宅用地中Cr6+修復(fù)目標(biāo)值236mg/kg。這說明使用硫酸亞鐵作為還原劑，能夠很好地將土壤中的六價鉻還原成三價鉻，有效降低土壤中六價鉻的濃度，使之滿足住宅用地中Cr6+修復(fù)目標(biāo)要求。

22 土樣實驗前后浸出液中六價鉻的含量 為了了解經(jīng)過還原、穩(wěn)定化后的土壤是否具有潛在污染風(fēng)險，對8份土樣還原、穩(wěn)定化實驗前后浸出液中六價鉻的濃度分別進(jìn)行了分析，分析結(jié)果見表2。

從表2可以看到，各土樣浸出液中Cr6+濃度從126～383mg/L不等，遠(yuǎn)高于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中V類水體六價鉻濃度限值01mg/L；經(jīng)過硫酸亞鐵還原并通過氫氧化鈉穩(wěn)定化后，8份土樣浸出液中濃度有7份低于0004mg/L的檢出限，有一份土樣浸出液中Cr6+濃度為0005mg/L，遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中II～Ⅳ類水體中六價鉻濃度限值005mg/L。可見通過氫氧化鈉穩(wěn)定化后，土樣浸出液中六價鉻濃度極低，正常情況下沒有向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。

3 結(jié)論

（1）使用硫酸亞鐵溶液還原鉻污染土壤，能夠很好地將土壤中的六價鉻還原成三價鉻，有效降低土壤中六價鉻的濃度，使之滿足根據(jù)《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則（報批稿）》（國家環(huán)保部，200912）計算出的住宅用地中Cr6+≤236mg/kg的目標(biāo)要求。

（2）使用氫氧化鈉對還原后的土壤進(jìn)行穩(wěn)定化處理，將Cr3+轉(zhuǎn)變?yōu)镃r （OH）3沉淀，穩(wěn)定化后土壤浸出液中的Cr6+濃度大都未檢出，僅有一份土樣浸出液中Cr6+濃度為0005mg/L，遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中II～Ⅳ類水體中六價鉻濃度限值005mg/L，正常情況下沒有向食物鏈轉(zhuǎn)移的風(fēng)險。

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（責(zé)編：徐世紅）