鉻污染場地修復技術研究概況

王文茜

摘要：指出了隨著我國工業化進程的不斷加快，工業污染給環境造成極大破壞，尤其重金屬污染不僅引起了我國環保部門的高度重視，而且已成為全球關注的熱點。鉻（Cr）因具有致癌、高毒性特點，給土壤造成的污染在重金屬污染中尤為嚴重，加強對鉻污染的治理是一件利國利民的大事，無論是環保部門還是相關生產企業都應將鉻污染治理當做工作中的重點。考慮到我國鉻污染場地比較多，而且治理形式嚴峻，因此，需要對鉻污染場地修復技術進行一定的研究。鑒于此，分析Cr的存在形態及當前Cr污染現狀，以此為基礎提出了Cr污染場地修復技術，為有效降低Cr污染提供參考。

關鍵詞：鉻污染；修復技術；研究

中圖分類號： X53

文獻標識碼： A 文章編號： 16749944（2015）06018502

1 引言

在重金屬污染中Cr造成的污染尤為嚴重，其主要來源于企業制革、電鍍等生產過程，盡管一些生產企業給我國經濟發展做出了突出貢獻，但不可不重視其生產過程中給生態環境及人們的身體健康帶來的威脅。原因在于Cr通常會伴隨著雨水滲入土壤之中，給土壤環境造成嚴重的污染，因此，加強Cr污染場地修復技術的研究對降低Cr污染，實現環境保護具有重要的意義。

2 Cr的存在形態

Cr有+3、+6、+2三種價態，其中自然界中的Cr常呈現+3、+6價態，而且在一定條件下兩種價態可相互轉化。鉻鹽工業中產生的鉻渣共有4種形態，即結晶態、穩定態、酸溶性與水溶性，在自然條件下前兩種形態比較穩定，酸溶性的Cr能夠較為緩慢地浸出，水溶性的Cr浸出速度比較快，因此，酸溶性與水溶性的Cr是造成場地污染的重要原因，也是進行場地修復主要針對對象。

Cr以+6價態存在時多在堿性環境中，而當其處在酸性環境中時容易被還原而呈現為+3。另外，受土壤質地、有機質及一些化學物質影響，存留于土壤中的Cr價態比較復雜。

3 Cr污染現狀及危害

Cr給土壤造成的污染常因長期堆放鉻渣，而且未及時采取措施進行處理所致。研究發現，我國鉻鹽廠不僅規模小，而且較為分散，綜合實力較弱，因此，在Cr污染處理方面投入的資金明顯不足，給土壤污染埋下了禍根。據我國環保部門調查結果顯示，我國鉻渣堆放點較多，而且處在不斷的增加之中，更為嚴重的是部分鉻渣堆放點處在人口密集區，不僅給周圍環境造成較大污染，而且給人們的身體健康構成嚴重威脅。因此，國家環保部門較為重視Cr污染的治理，尤其制定了相關法律法規，重點落實Cr污染治理工作。

國家之所以加大力度加強對Cr污染的治理，原因在于其給環境及人們的身體健康造成較大傷害，這些傷害表現為：酸溶性鉻酸鈣、劑鉻酸鈉等的氧化性非常強，會導致人們的腸道、皮膚等出現嚴重潰瘍，甚至引發肝腎等疾病，嚴重威脅人們的身體健康，而且一些水溶性的鉻鹽具有較強的毒性。因此，無論從哪個方面分析，國家都重視對鉻引起的污染進行治理。

4 鉻污染場地修復技術

從大的方面講鉻污染場地修復技術，主要依據以下兩種處理辦法：其一，改變土壤中Cr的價態，避免其被生物利用或隨環境遷移；其二，直接將存留在土壤中的Cr清除。以這兩種辦法為基本點，人們研究出了多種鉻污染場地修復技術，接下來逐一對其進行探討。

4.1 直接清除法

直接清除法包括工程技術、電動修復技術以及淋洗修復技術，其中工程技術修復鉻污染場地時，對鉻污染的深度進行測定，根據Cr污染深度利用工程機械將土壤表層或全部挖除，并采用未受污染的土壤進行填充處理，以實現修復污染場地的目標。目前工程技術應用的方法包括去表土、換土以及深層翻耕法等。

電動修復技術為物理修復，操作時將低壓直流電場添加在受Cr污染土壤的兩端，在電場電遷移與電滲作用下，鉻離子會被遷移到對應的極室以鉻鹽溶液的形式富集，而后進行針對性處理，去除溶液中的鉻，處理后將剩余的水重新回灌到原有土壤中。經過反復的操作最終達到修復鉻污染場地的目的。

淋洗修復技術有原位與異位修復技術之分，其依據的原理為向鉻污染場地中添加淋洗液，使其與鉻污染物發生作用，通過淋洗或溶解鉻污染物將其從土壤中去除。應用后的淋洗液經處理后還可重復使用。常見的淋洗液有水、表面活性劑、有機酸、無機酸等。

在實際操作過程中使用何種淋洗修復技術需要根據鎘污染所處的地質狀況而定，如鉻污染場地土質的透氣性良好，而且處在不透水層之上，此時適宜進行原位土壤沖洗法，即利用注射井或其他專門設備，將淋洗液注入到污染場地中，而后借助泵將淋洗液從收集井中抽出，將鉻污染物去除后，回收淋洗液進行再次使用，其中噴淋式、噴灌式、注射式等是比較常用的方式。

采用異位清洗技術修復鉻污染場地時，先挖出污染土壤，將植物根莖、碎石等篩分去除，將清洗液與土壤在清洗單元中充分混合，并進行持續的攪拌操作，將土壤顆粒與可溶性鉻污染物加以分離。同時，為提高淋洗效果清洗期間可向其中添加表面活性劑等。清洗完成后進行離心，使土壤與清洗液進行分離，收集清洗液進行適當處理，以供再次利用。不過清洗效果與鉻的吸附解吸能力有著直接關系，而這一能力由土壤pH值、土壤組分等因素決定，因此，利用異位清洗技術修復鉻污染場地時，為達到預期效果，應結合實際適當改善土壤特性。

4.2 改變Cr價態法

改變Cr價態達到修復鉻污染場地的技術比較多，如固化穩定法、生物修復技術以及化學還原技術等。

4.2.1 固化穩定技術

固化穩定技術包括固化與穩定兩種操作，實質上為化學與物理兩種修復方法的融合。其中進行固化操作時，使用特殊物質與鉻污染土壤進行充分的混合，使鉻污染被包裹起來，形成塊狀或顆粒狀，由于其無法與場地進行直接接觸，因此污染效果會大大降低。在穩定操作時將適量化學穩定劑添加到污染場地中，使污染場地的理化性質發生改變，促進污染場地中Cr的沉淀，使重金屬生物有效性有效降低。添加的穩定劑與重金屬之間發生化學反應，促使Cr的價態降低。一般情況下石灰、水泥等是使用率較高的固化劑，而木屑、秸稈與活性炭則是應用率較高的穩定劑。

4.2.2 生物修復技術

生物修復技術中主要利用植物與微生物實現鉻污染場地的修復，其中利用微生物修復時向污染場地中添加馴化或土著微生物，在微生物作用下實現鉻離子價態的降低。

經研究發現，埃希氏菌屬、桿狀菌以及腸細菌等均可用于鉻污染場地的修復，依據作用機制，微生物修復有生物甲基化、生物吸附以及生物還原沉淀之分，其中生物還原沉淀在鉻污染場地修復中的應用率較高，即在微生物相關酶的作用下，實現鉻離子價態的降低，以達到土壤毒性降低的目標。

鎘污染場地修復時植物修復技術是一種新興的技術，依據發揮作用的機理可將植物修復技術分為植物萃取、根際過濾、植物固定等。經研究發現，部分植物具有很好的Cr積累能力，給植物修復Cr污染場地提供了有利的理論支撐。

另外，隨著人們對鉻污染場地修復要求的提高，采用單一的生物修復技術弊端越來越大，因此，人們開始將植物—生物聯合修復技術應用于鉻污染場地修復中，以充分發揮兩種修復技術的優勢。該種修復技術應用的原理為在鉻污染場地中添加微生物，并在植物根系轉化的共同作用下，誘發微生物分泌一些酶類，達到活化土壤中鉻的目標，而后被植物吸收實現污染場地的修復。

4.2.3 化學還原技術

該種鉻污染場地修復技術在還原劑的還原作用下，將鉻離子的+6價態還原至+3低價態，+3價的Cr離比較穩定，在環境中不容易被生物利用或轉移，以降低其給土壤環境造成的污染。實際操作時采用“可滲透氧化還原反應墻”，或將適量還原劑直接添加到Cr污染場地中。其中單質鐵、硫化物或硫酸亞鐵是應用率較高的還原劑。

5 結語

近年來，我國環境惡化、自然災害頻發，給人們的生產生活及社會發展造成較大經濟損失，因此，人們的環境保護意識在自食環境破壞帶來的惡果后得到了較大提高，尤其在工業化進程中國家更加重視對化工企業的治理，考慮到鉻鹽生產企業在處理污染方面投入不足，國家投入大量的人力、物力與財力，在治理環境污染上取得了階段性勝利。鉻鹽生產企業生產經營活動中由于長期堆放鉻渣，導致土壤的污染與破壞。因此，有必要加強對鉻污染場地修復技術的研究，提高鉻污染場地修復技術水平與質量，降低鉻給土壤環境造成的污染。

參考文獻：

[1]尹 貞，張鈞超，廖書林，等.鉻污染場地修復技術研究及應用[J].環境工程，2015（1）：159～162.

[2]蔡煥興，梁金利，段雪梅，等.鉻渣污染場地修復技術研究進展[J].環境監控與預警，2012（5）：48～50.

[3]曹 泉，王興潤.鉻渣污染場地污染狀況研究與修復技術分析[J].環境工程學報，2009（8）：1493～1497.

[4]李 飛.污染場地土壤環境管理與修復對策研究[D].北京：中國地質大學，2011.

[5]曹 泉，王興潤.鉻渣污染場地污染狀況研究與修復技術分析[J].環境工程學報，2009（8）：1493～1497.