土壤Cr(Ⅵ)稳定化修复材料的野外应用研究

以河南某铬渣堆Cr(Ⅵ)污染严重的土壤为研究对象，选取腐殖酸(HA)、多硫化钙(CPS)、FeSO₄、Na₂S、Na₂S₂O₃、抗坏血酸(VC)6种稳定剂开展Cr(Ⅵ)污染土壤稳定化实验，通过考察土壤及其浸出液中的Cr(Ⅵ)含量和pH在3～28 d内的变化情况，筛选出适合实际场地修复的最佳稳定剂。结果表明：CPS对Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化修复具有良好的效果，极大地降低土壤Cr(Ⅵ)及其浸出液Cr(Ⅵ)含量，但造成了土壤碱性问题；将酸性稳定剂FeSO₄和碱性稳定剂CPS按照质量分数3%和2%制成的混合稳定剂(T3稳定剂)作用于Cr(Ⅵ)污染土壤，表现出显著稳定化效果同时几乎不影响土壤pH；将T3稳定剂应用于野外Cr(Ⅵ)污染场地的稳定化修复，修复后的土壤及其浸出液的Cr(Ⅵ)含量均低于相关标准限值。研究显示，该技术可为后期Cr(Ⅵ)污染场地大规模土壤修复应用提供工作方法和技术支撑。     

半干旱区铬污染土壤还原-稳定化修复试验研究

以还原-稳定化修复技术对半干旱区铬污染土壤进行室内模拟修复试验，探究修复剂种类、投加量、水土比和养护时间对铬污染土壤修复效果的影响.结果表明：FeSO₄是对土壤中总Cr和Cr(VI)的稳定效率最高的还原剂，最佳还原条件为2.5倍理论反应量、50%的水土比和7 d的养护时间，在此还原条件下土壤中总Cr和Cr(VI)的稳定效率分别达到98.90%、99.22%.此时土壤中总Cr和Cr(VI)浸出浓度均符合污水综合排放标准.最佳还原-稳定化联合修复条件为2.5倍理论反应量FeSO₄+5%土壤质量比生石灰，还原-稳定化修复后土壤中总Cr和Cr(VI)浸出浓度与Cr(VI)含量分别为0.222 mg/L、0.216 mg/L、26.645 mg/kg,符合污水综合排放标准及建设用地土壤污染风险管控标准，经DTPA和EDTA提取的有效态Cr(VI)含量分别为0.673 mg/kg、2.795 mg/kg,且与Cr(VI)浸出浓度呈极显著正相关.此外，还原-稳定化修复后，可交换态和碳酸盐结合态铬的含量百分比显著降低，残渣态铬的含量百分比明显增加.     

Cr(Ⅵ)浓度对MFC-颗粒污泥耦合体系运行效能及微生态的影响

Cr(Ⅵ)在水体环境中的污染不容忽视，探讨高效处理含Cr(Ⅵ)废水具有重要意义。本文建立了微生物燃料电池(MFC)-颗粒污泥耦合处理含Cr(Ⅵ)废水体系，考察了Cr(Ⅵ)浓度变化对该体系运行效能及微生态的影响。实验结果表明：当进水Cr(Ⅵ)浓度达到80 mg/L时，该体系对COD的去除率与Cr(Ⅵ)生物还原率分别达到92.71%和99.70%;循环伏安法(CV)显示其具有明显的还原峰，电化学阻抗谱(EIS)表明随着进水Cr(Ⅵ)浓度的增加，电荷转移内阻逐渐减小；进水Cr(Ⅵ)浓度增大到100 mg/L时，辅酶F₄₂₀活性最低为0.026 2±0.000 2 mmol/g, INT-ETS活性明显下降，仅为5.20±0.23μg/(mg·h);X射线光电子能谱特征峰结合能表明其主要由Cr₂O₃和Cr(OH)₃组成；高通量测序分析表明，该体系中的优势菌群为Chloroflexi和Proteobacteria,进水Cr(Ⅵ)浓度增大至100 mg/L,属水平的优势菌群由以Methanothrix、Meth...     

液固比对沼渣协同硫酸亚铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的影响

通过污染土壤修复模拟实验,研究25℃恒温条件下液固比对沼渣协同硫酸亚铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的Cr(Ⅵ)还原稳定效果的影响。结果表明：Cr(Ⅵ)去除率随着液固比的增大而增大,当液固比为6∶1时Cr(Ⅵ)去除率最大;Cr(Ⅵ)还原反应发生在以氧化还原为主的初期,后续生物还原Cr(Ⅵ)缓慢持续进行直至稳定,最终铬元素以稳定态即铁锰氧化态和残渣态形式存在,液固比对Cr(Ⅵ)的还原影响差异不显著;不同液固比组间的微生物组成和丰度差异不显著,微生物变化均发生在反应1 d即Cr(Ⅵ)的主还原阶段,当液固比为6∶1时,优势菌门拟杆菌门相对丰度增至21.31%,优势菌属嗜冷杆菌属相对丰度增至18.98%,微生物组成和丰度变化较显著。     

土著微生物柱浸修复铬渣堆场土壤污染

采用柱浸试验研究土著微生物对铬渣堆场污染土壤中Cr(Ⅵ)的修复.通过单因素实验测定土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、浸出液pH值及循环淋溶时间对修复效果的影响,结果表明：加入培养基能完全修复铬渣堆场污染土壤中水溶性Cr(Ⅵ),柱浸实验结束后,浸出液中Cr(Ⅵ)浓度由初始的700.3 mg/kg降低至检出限以下;土壤中初始Cr(Ⅵ)浓度越低修复效果越好;培养基最佳pH值范围为7.5~8.5;循环淋溶修复效果好于非循环柱浸修复,循环时间越长,修复效果越好,最佳循环时间为全天循环.     

复合淋洗剂对土壤中铬的淋洗规律

采用静态实验方法, 考虑研究成本及环保要求, 选用价格低廉且生物可降解的柠檬酸、 酒石酸、 水、 鼠李糖脂、 草酸及富里酸6种淋洗剂, 对高质量比Cr污染土壤进行淋洗修复. 首先考察土壤中不同陈化时间Cr对淋洗效果的影响; 其次筛选淋洗剂并优化淋洗条件; 最后考察多种复配淋洗组合, 确定最佳复配淋洗剂. 结果表明： Cr陈化时间对总Cr去除率的影响较小, 而对Cr（Ⅵ）去除率影响明显; 不同淋洗剂对总Cr和Cr（Ⅵ）淋洗效果不同, 草酸和柠檬酸均可有效去除总Cr和Cr（Ⅵ）; 对总Cr和Cr（Ⅵ）去除最优的淋洗条件是0.5 mol/L草酸或柠檬酸、m(固)∶V(液）=1∶10, 淋洗1次; 在最优淋洗条件下, 对土壤重金属Cr的去除效果较好.     

复合淋洗剂对土壤中铬的淋洗规律

采用静态实验方法， 考虑研究成本及环保要求， 选用价格低廉且生物可降解的柠檬酸、 酒石酸、 水、 鼠李糖脂、 草酸及富里酸6种淋洗剂， 对高质量比Cr污染土壤进行淋洗修复. 首先考察土壤中不同陈化时间Cr对淋洗效果的影响； 其次筛选淋洗剂并优化淋洗条件； 最后考察多种复配淋洗组合， 确定最佳复配淋洗剂. 结果表明： Cr陈化时间对总Cr去除率的影响较小， 而对Cr（Ⅵ）去除率影响明显； 不同淋洗剂对总Cr和Cr（Ⅵ）淋洗效果不同， 草酸和柠檬酸均可有效去除总Cr和Cr（Ⅵ）； 对总Cr和Cr（Ⅵ）去除最优的淋洗条件是0.5 mol/L草酸或柠檬酸、m(固)∶V(液）=1∶10, 淋洗1次； 在最优淋洗条件下， 对土壤重金属Cr的去除效果较好.     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

MICP技术对Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)污染土壤的修复效果

利用微生物诱导碳酸盐沉积(microbially induced carbonate precipitation, MICP)技术处理Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)污染土及Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)混合溶液,研究MICP技术对重金属污染土的修复效果,重金属离子在土壤修复过程中的竞争关系,以及pH值对已修复土壤稳定性的影响.实验结果表明:经微生物矿化修复后,单一重金属污染土中可交换态锰、铬离子的去除率分别为85.64%和77.56%;经修复的Mn(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)混合污染液中可交换态锰离子的去除率大于铬离子;酸性条件影响污染土的修复稳定性,土壤中可交换态锰、铬离子含量随pH值减小而增加.     

累托石催化草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ)的研究

研究了重金属Cr(Ⅵ)在累托石矿物表面的吸附特性及在金属卤化物灯照射下,累托石对草酸、柠檬酸光化学转化Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,Cr(Ⅵ)在累托石表面中的吸附量较小,其吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯照射的光反应体系中,累托石可以显著促进草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ),具有催化作用.累托石光催化还原去除Cr(Ⅵ)随着溶液pH值的减小而增加.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的光化学还原率随累托石用量及草酸、柠檬酸的加入量的增加而增大.     

某铬渣污染场地不同粒径土壤中六价铬的分布特征及其淋洗修复工艺

为研究铬渣污染场地不同粒径土壤占比及其对Cr(Ⅵ)分布特征的影响,探讨铬渣场地修复工艺,采集杭州某化工铬渣污染场地土壤,采用湿筛法分别将渣土(0～0.5 m)、杂填土(0.5～0.8 m)和原土(0.8～4.0 m)3类土壤样品的粒径划分为7个不同等级,分析了渣土、杂填土和原土的土壤粒径组成及Cr(Ⅵ)的分布特征.结果表明,渣土和杂填土粒径分布较均一,但原土各粒径分布存在显著差异,其中粒径0.15 mm的原土占其总量的82.88%.Cr(Ⅵ)在3类土壤各粒径中的分布显示,渣土和杂填土各粒径土壤中的Cr(Ⅵ)含量显著高于原土,而不同粒径原土中Cr(Ⅵ)含量差异较大.湿筛法粒径分级后发现,粒径0.15 mm原土中含Cr(Ⅵ)量接近修复目标值(30 mg·kg~(-1)),采用0.006 mol·L~(-1)柠檬酸淋洗可一步达到修复目标.因此,本铬渣污染场地原土可采用"水力筛分+化学淋洗"组合技术修复.     

稻草对土壤中铬的形态变化及微生物活性的影响

通过向添有外源Cr(Ⅵ)的土壤中施入一定量的粉碎稻草, 研究了稻草对土壤中铬的形态变化特征:包括Cr(Ⅵ)含量的变化、有效态铬含量的变化以及铬形态分布特征的影响. 实验结果表明, 施入稻草可以促进Cr(Ⅵ)的还原, 加快土壤中Cr(Ⅵ)和有效态铬含量的降低; 同时, 铬的形态分析表明, 施入稻草的土壤水溶态和交换态铬含量比未施稻草的土壤低, 而沉淀态和有机结合态铬含量比未施稻草的土壤高. 实验还探讨了稻草对Cr(Ⅵ)污染土壤微生物活性的影响. 结果表明, 施入稻草的土壤呼吸强度和微生物数量都比未施稻草的土壤高, 增施稻草对缓解Cr(Ⅵ)对土壤微生物的抑制作用有一定的效果.     

过氧化氢加Fe(Ⅱ)作催化剂处理电镀废液中Cr（Ⅵ）

以微量Fe(Ⅱ)作催化剂, 利用还原剂过氧化氢在酸性条件下催化处理电镀含Cr（Ⅵ）废水, 使Cr（Ⅵ）转变为Cr（Ⅲ）, 再将Cr(OH)₃沉淀使铬从原废水体系中分离. 还原剂分解后的产物对环境无二次污染; 经30 min处理后, Cr（Ⅵ）含量由初 始值200 mg/L降至0.2 mg/L以下, 去除率达99.9%以上.     

复配还原剂对六价铬污染土壤的修复还原效果

探讨多硫化钙(CPS)和糖蜜对土壤中六价铬Cr(Ⅵ)的还原效果.在处理时间60 d条件下,多硫化钙和糖蜜单一还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.31%和93.35%;4∶1、1∶1及1∶4的多硫化钙和糖蜜复配还原剂对土壤Cr(Ⅵ)的去除率分别为99.35%、99.53%和95.14%,对浸出性Cr(Ⅵ)去除率均达到98%以上.多硫化钙和糖蜜协同修复对土壤环境pH影响较小,单一使用多硫化钙可提高土壤pH值,单一使用糖蜜可降低土壤pH值.各处理条件均可使土壤中的铬元素由可交换态向铁锰氧化物结合态和残渣态转化,同一处理时间内,1∶1的多硫化钙和糖蜜复配药剂更有利于土壤铬从可交换态向难利用残渣态转化,且经济效益较优.     

壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除

研究了壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ) 的去除效果. 实验结果表明: 去除效率随零价铁投加量的增加而增大, 最大去除效率达95.9%, 是100目铁屑去除效率的6倍; 土壤pH值和土壤中Cr(Ⅵ)的初始含量与去除效率成反比; 零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除是吸附作用与还原作用共同发生的结果; 纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的还原过程符合伪一级反应动力学,其表观速率常数kobs为0.016/min.     

微波辅助球磨还原含Cr(Ⅵ)废水的研究

通过微波辅助球磨法还原含Cr(Ⅵ)废水及单因素法观察铁球质量的改变、还原铁粉量、pH值对还原Cr(Ⅵ)的影响.实验结果表明,球料比和还原铁粉量越大,pH值越小,Cr(Ⅵ)的还原速度越快.在中性溶液中,通过微波辅助球磨,能在55min内,将六价铬质量浓度从50mg/L还原到0.473 mg/L,产物经XRD和XPS检测为FeCr2O4;当pH=2时,将初始质量浓度为300mg/L的含Cr(Ⅵ)废水还原到0.5mg/L以下只需6min,所以采用微波辅助球磨装置能够高效处理含Cr(Ⅵ)的工业废水.     

黑曲霉菌丝球还原水中六价铬的研究

在实验室条件下,研究了黑曲霉菌丝球对含铬废水中Cr(Ⅵ)的还原作用及环境条件对其还原能力的影响.结果表明,黑曲霉菌丝球对Cr(Ⅵ)的还原反应为一级反应,表观活化能Ea为24.45 kJ/mol,该还原反应属扩散控制,且还原过程中Cr(Ⅵ)的减少符合2个常用的吸附动力学模型Pseudo-first Order模型和Pseudo-second Order模型;pH是影响Cr(Ⅵ)还原的重要因素,pH为1时,Cr(Ⅵ) 的还原率最大,最大值为99.6%;菌丝球浓度也是影响Cr(Ⅵ)还原的一个因素,菌丝球浓度增大,有益于Cr(Ⅵ)的还原;温度对Cr(Ⅵ)的还原有一定的影响,但影响程度不是很明显.     

广西锰矿区土壤重金属垂直分布和赋存形态分析

以广西某典型锰矿区中不同地域土壤为研究对象,研究了土壤中铬(Cr)、镉(Cd)、锰(Mn)3种重金属的垂直分布规律和赋存形态.采用BCR三步连续提取法对土壤中3种重金属进行形态分析以了解其潜在生态风险,采用原子吸收分光光度法分析了3种重金属元素总量,通过地累积指数(Igeo)法对重金属污染程度进行了评价.结果表明:土壤中Cr为轻度污染,Cd为严重污染,Mn的区域差异性较大,渣矿为清洁,酒店和矿场为偏重度污染.形态分析结果表明:Cr以残留态为主,潜在生物有效性较低;Cd以酸可溶态、可还原态和可氧化态为主,潜在危害性较大;Mn在酒店和矿场以可还原态为主,而在渣矿以残留态为主.3种重金属不同深度的形态分布基本保持不变,重金属污染无变化,但其本身污染严重,需采取相应措施进行土壤重金属修复.     

硫酸盐还原菌还原Cr(Ⅵ)的初步研究

从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(SRB),能在含800mg/L Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-S-8菌株在含75mg/LCr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失.该菌株经初步鉴定为脱硫弧菌.试验结果表明：高毒的Cr(Ⅵ)可被SRB还原成为低毒的Cr(Ⅲ),SRB对Cr(Ⅵ)的还原与SO₄^2-还原作用密切相关,主要是由SRB的代谢作用所产生的还原性产物(S^2-)来完成.     

牺牲铁阳极法修复铬(VI)污染土壤实验研究

以重庆某铬渣堆场的污染土壤作为研究对象,利用直流电场将阳极（铁片）电解产生的Fe2+ 离子输送进入土壤,还原土壤中的Cr(Ⅵ);实验结果表明,电解产生的Fe2+ 进入了土壤,并由阳极迁移至阴极;土壤中的Fe含量较初始值有明显增加,而Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)含量均低于初始值;实验过程中,沉淀物在靠近阳极端的集中沉积导致Cr(Ⅵ)在土壤中去除率分布严重不均。