六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬土木工程、環(huán)境巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種六價(jià)鉻污染土壤 及地下水的修復(fù)藥劑及制備方法，該修復(fù)藥劑可用于綠化、建設(shè)用地的六價(jià)鉻污染地層的 修復(fù)工程中，尤其適用于低滲透性六價(jià)鉻鉻污染黏、粉土。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉻及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)中發(fā)揮重要作用，伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的持續(xù)，電鍍、 制革、冶金、醫(yī)藥等現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)得以大量建設(shè)并發(fā)展，其排放的三廢中常含有大量重金屬 鉻，排放到周圍環(huán)境中造成周邊土壤及地下水污染。鉻在土壤及地下水環(huán)境中以六價(jià)鉻 Cr(VI)和三價(jià)鉻Cr(III)的形式存在，其中三價(jià)鉻是人及動(dòng)物對(duì)葡萄糖和油脂進(jìn)行新陳代 謝所需要的微量元素，但過量攝入會(huì)對(duì)人體造成危害；而六價(jià)鉻具有遠(yuǎn)較三價(jià)鉻更高的溶 解度和迀移性，其毒性比三價(jià)鉻大100倍，具有強(qiáng)致癌作用，被美國環(huán)境保護(hù)局（EPA)列為 17種高度危險(xiǎn)毒性物質(zhì)之一。我國《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996)》將其列為第一類 污染物。土壤中的六價(jià)鉻和三價(jià)鉻可以在一定條件下相互轉(zhuǎn)化，因此六價(jià)鉻污染土壤在修 復(fù)時(shí)不僅應(yīng)還原六價(jià)鉻為低毒性三價(jià)鉻，還需要減小土壤中活性三價(jià)鉻的含量。
[0003] 現(xiàn)階段使用的六價(jià)鉻污染土壤治理技術(shù)包括原位及異位修復(fù)兩種，均存在不同程 度的局限性，不利于大規(guī)模推廣使用。如異位修復(fù)由于需要搬運(yùn)土壤，土方工作量較多，對(duì) 巖土環(huán)境破壞程度大，僅適用于少量土壤的修復(fù)。原位修復(fù)技術(shù)中，水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù) 可以將六價(jià)鉻及三價(jià)鉻有效密封包裹于惰性固體基質(zhì)中以降低污染土壤的毒性，但未根本 上改變六價(jià)鉻的形態(tài)，存在再次污染隱患，同時(shí)水泥固化的高堿性會(huì)改變土體及水體的酸 堿平衡，對(duì)周邊生物產(chǎn)生不利影響；微生物修復(fù)技術(shù)對(duì)溫度、PH等環(huán)境條件要求苛刻，現(xiàn)場(chǎng) 施工時(shí)不易滿足，其修復(fù)效率易受影響；水溶液灌洗法的藥劑使用量大，酸堿環(huán)境單一（無 法同時(shí)保證六價(jià)鉻的還原和三價(jià)鉻的沉淀），不適用于黏土等滲透系數(shù)較小的地層，此外其 使用的硫酸亞鐵（FeSO4)、焦亞硫酸鈉（Na2S2O5)、氯化亞鐵（FeCl2)等還原藥劑中含有大量 腐蝕性陰離子，會(huì)對(duì)土壤及地下水造成二次污染，危險(xiǎn)地下工程水泥、鋼筋等構(gòu)筑物安全。 針對(duì)現(xiàn)有修復(fù)手段具有的上述缺陷，尋找一種能較徹底地還原污染土壤、地下水中的六價(jià) 鉻，同時(shí)能有效降低游離態(tài)三價(jià)鉻含量，成本低廉，適用范圍廣，且無二次污染的原位六價(jià) 鉻污染地層修復(fù)技術(shù)成為業(yè)內(nèi)人士日益關(guān)注的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種六價(jià)鉻污染土壤及地下水的 修復(fù)藥劑，該藥劑具有較強(qiáng)的還原六價(jià)鉻能力，可以有效降低鉻污染土壤及地下水的毒性， 在高效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，固化三價(jià)鉻，并可平衡土壤和地下水的酸堿度；同時(shí)還提供該 藥劑的制備方法，使得該藥劑實(shí)現(xiàn)以廢治廢，成本低廉，制作簡易。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，該修復(fù)藥劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組 分組成：
[0007] 負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液： 35 % - 45 % ;
[0008] 負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土漿液： 35 % - 45 % ;
[0009] 膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液： 10% - 30%。
[0010] 進(jìn)一步，所述的負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組 成：
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，其特征在于，該修復(fù)藥劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 由以下組分組成： 負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液：35% - 45% ; 負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土漿液： 35% - 45% ; 膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液： 10% - 30%。
2. 按照權(quán)利要求1所述的六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，其特征在于，所述的 負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成： 膨潤土 ： 5% ; 活性碳粉： 10% ; 無水檸檬酸： 18% ; 無水檸檬酸鈉：2% ; 水： 65%; 且該負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液的pH值范圍為3. 5 - 4. 5。
3. 按照權(quán)利要求1所述的六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，其特征在于，所述的 負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土漿液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成： 膨潤土 ： 10% ; 零價(jià)鐵粉：20% ; 水： 70%。
4. 按照權(quán)利要求1所述的六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，其特征在于，所述的 膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成： 膨潤土 ： 5% ; 工業(yè)廢堿：25% ; 水： 70%; 且膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液的pH值范圍為10. 5 -12。
5. -種權(quán)利要求1所述的六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑的制備方法，其特征在 于，該制備方法包括以下步驟： 制備負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液的過程為：將活性碳粉過200目篩，然后加水浸 泡活性碳粉20-40h，水浸沒活性碳粉，然后將活性碳粉與無水檸檬酸、無水檸檬酸鈉、膨潤 土混合，加水調(diào)節(jié)至含水率為65%，攪拌15 - 20 min，使膨潤土、活性碳粉、無水檸檬酸及無 水檸檬酸鈉混合均勻，制成負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液；該負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤 土漿液按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：膨潤土 ：5% ;活性碳粉：10% ;無水檸檬酸：18% ; 無水檸檬酸鈉：2% ;水：65% ; 制備負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土漿液的過程為：將零價(jià)鐵粉過200目篩，再用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0. 2% - 0. 5%的稀鹽酸溶液浸泡零價(jià)鐵粉30min - lh，接著用水沖洗，直至水溶液中檢測(cè)不 出Cr，去除鐵粉表面氧化層和油脂，隨后與膨潤土混合，并加水調(diào)節(jié)至含水率為70%，攪 拌10 - 15min，使零價(jià)鐵粉與膨潤土混合均勾，制成負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土衆(zhòng)液；該負(fù)載零 價(jià)鐵粉的膨潤土漿液按照質(zhì)量百分比，由以下組分組成：膨潤土 ：1〇%，零價(jià)鐵粉：20%，水： 70% ； 制備膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液的過程為：首先干燥工業(yè)廢堿，使其含水率小于4%， 并過2mm篩，再與膨潤土混合，加水調(diào)節(jié)至含水率為70%，攪拌10 - 15min，使得膨潤土與廢 堿液混合均勻，制成膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液，該膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液的pH值在 10. 5-12之間，且該膨潤土與工業(yè)廢堿混合衆(zhòng)液能通過3 mm篩；該膨潤土與工業(yè)廢堿混合 漿液，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：膨潤土 ：5%，工業(yè)廢堿：25%，水：70%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種六價(jià)鉻污染土壤及地下水的修復(fù)藥劑，該修復(fù)藥劑，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成：負(fù)載活性碳粉的酸化膨潤土漿液： 35%—45%；負(fù)載零價(jià)鐵粉的膨潤土漿液：35%—45%；膨潤土與工業(yè)廢堿混合漿液：10%—30%。該藥劑具有較強(qiáng)的還原六價(jià)鉻能力，可以有效降低鉻污染土壤及地下水的毒性，在高效還原六價(jià)鉻的同時(shí)，固化三價(jià)鉻，并可平衡土壤和地下水的酸堿度；同時(shí)還提供該藥劑的制備方法，使得該藥劑實(shí)現(xiàn)以廢治廢，成低廉，制作簡易。
【IPC分類】C02F103-06, C02F1-66, C02F1-62, C02F101-22, C09K17-40, C02F1-70
【公開號(hào)】CN104556342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510036060
【發(fā)明人】杜延軍, 夏威夷, 魏明俐
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月26日