CN104556342B - 六价铬污染土壤及地下水的修复药剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，该修复药剂，按质量百分数由以下组分组成：负载活性碳粉的酸化膨润土浆液：35%—45%；负载零价铁粉的膨润土浆液：35%—45%；膨润土与工业废碱混合浆液：10%—30%。该药剂具有较强的还原六价铬能力，可以有效降低铬污染土壤及地下水的毒性，在高效还原六价铬的同时，固化三价铬，并可平衡土壤和地下水的酸碱度；同时还提供该药剂的制备方法，使得该药剂实现以废治废，成本低廉，制作简易。
Description
技术领域
本发明属土木工程、环境岩土工程技术领域，具体来说，涉及一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂及制备方法，该修复药剂可用于绿化、建设用地的六价铬污染地层的修复工程中，尤其适用于低渗透性六价铬铬污染黏、粉土。
背景技术
铬及其化合物在现代工业社会中发挥重要作用，伴随着工业化进程的持续，电镀、制革、冶金、医药等现代工业企业得以大量建设并发展，其排放的三废中常含有大量重金属铬，排放到周围环境中造成周边土壤及地下水污染。铬在土壤及地下水环境中以六价铬Cr(VI)和三价铬Cr(III)的形式存在，其中三价铬是人及动物对葡萄糖和油脂进行新陈代谢所需要的微量元素，但过量摄入会对人体造成危害；而六价铬具有远较三价铬更高的溶解度和迁移性，其毒性比三价铬大100倍，具有强致癌作用，被美国环境保护局(EPA)列为17种高度危险毒性物质之一。我国《污水综合排放标准(GB8978-1996)》将其列为第一类污染物。土壤中的六价铬和三价铬可以在一定条件下相互转化，因此六价铬污染土壤在修复时不仅应还原六价铬为低毒性三价铬，还需要减小土壤中活性三价铬的含量。
现阶段使用的六价铬污染土壤治理技术包括原位及异位修复两种，均存在不同程度的局限性，不利于大规模推广使用。如异位修复由于需要搬运土壤，土方工作量较多，对岩土环境破坏程度大，仅适用于少量土壤的修复。原位修复技术中，水泥固化/稳定化技术可以将六价铬及三价铬有效密封包裹于惰性固体基质中以降低污染土壤的毒性，但未根本上改变六价铬的形态，存在再次污染隐患，同时水泥固化的高碱性会改变土体及水体的酸碱平衡，对周边生物产生不利影响；微生物修复技术对温度、pH等环境条件要求苛刻，现场施工时不易满足，其修复效率易受影响；水溶液灌洗法的药剂使用量大，酸碱环境单一(无法同时保证六价铬的还原和三价铬的沉淀)，不适用于黏土等渗透系数较小的地层，此外其使用的硫酸亚铁(FeSO4)、焦亚硫酸钠(Na2S2O5)、氯化亚铁(FeCl2)等还原药剂中含有大量腐蚀性阴离子，会对土壤及地下水造成二次污染，危险地下工程水泥、钢筋等构筑物安全。针对现有修复手段具有的上述缺陷，寻找一种能较彻底地还原污染土壤、地下水中的六价铬，同时能有效降低游离态三价铬含量，成本低廉，适用范围广，且无二次污染的原位六价铬污染地层修复技术成为业内人士日益关注的焦点。
发明内容
技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，该药剂具有较强的还原六价铬能力，可以有效降低铬污染土壤及地下水的毒性，在高效还原六价铬的同时，固化三价铬，并可平衡土壤和地下水的酸碱度；同时还提供该药剂的制备方法，使得该药剂实现以废治废，成本低廉，制作简易。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，该修复药剂，按质量百分数由以下组分组成：
负载活性碳粉的酸化膨润土浆液：35％—45％；
负载零价铁粉的膨润土浆液：35％—45％；
膨润土与工业废碱混合浆液：10％—30％。
进一步，所述的负载活性碳粉的酸化膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
且该负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的pH值范围为3.5—4.5。
进一步，所述的负载零价铁粉的膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：10％；
零价铁粉：20％；
水：70％。
进一步，所述的膨润土与工业废碱混合浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：5％；
工业废碱：25％；
水：70％；
且膨润土与工业废碱混合浆液的pH值范围为10.5—12。
一种上述的六价铬污染土壤及地下水的修复药剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
制备负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的过程为：将活性碳粉过200目筛，然后加水浸泡活性碳粉20—40h，水浸没活性碳粉，然后将活性碳粉与无水柠檬酸、无水柠檬酸钠、膨润土混合，加水调节至含水率为65％，搅拌15—20min，使膨润土、活性碳粉、无水柠檬酸及无水柠檬酸钠混合均匀，制成负载活性碳粉的酸化膨润土浆液；该负载活性碳粉的酸化膨润土浆液按照质量百分比，由以下组分组成：膨润土：5％；活性碳粉：10％；无水柠檬酸：18％；无水柠檬酸钠：2％；水：65％；
制备负载零价铁粉的膨润土浆液的过程为：将零价铁粉过200目筛，再用质量分数为0.2％—0.5％的稀盐酸溶液浸泡零价铁粉30min—1h，接着用水冲洗，直至水溶液中检测不出Cl-，去除铁粉表面氧化层和油脂，随后与膨润土混合，并加水调节至含水率为70％，搅拌10—15min，使零价铁粉与膨润土混合均匀，制成负载零价铁粉的膨润土浆液；该负载零价铁粉的膨润土浆液按照质量百分比，由以下组分组成：膨润土：10％，零价铁粉：20％，水：70％；
制备膨润土与工业废碱混合浆液的过程为：首先干燥工业废碱，使其含水率小于4％，并过2mm筛，再与膨润土混合，加水调节至含水率为70％，搅拌10—15min，使得膨润土与废碱液混合均匀，制成膨润土与工业废碱混合浆液，该膨润土与工业废碱混合浆液的pH值在10.5-12之间，且该膨润土与工业废碱混合浆液能通过3mm筛；该膨润土与工业废碱混合浆液，按质量百分数由以下组分组成：膨润土：5％，工业废碱：25％，水：70％。
有益效果：与传统六价铬污染土壤修复技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1.修复药剂具有良好的还原六价铬及固化三价铬能力，且适用地层类型广。本发明的药剂按施用次序分为负载活性碳粉的酸化膨润土浆液、负载零价铁粉的膨润土浆液、膨润土与工业废碱混合浆液。添加膨润土保证了注入药剂的流动性和和易性，避免了大量使用水溶液易导致的药剂在地下的渗透流失，且其很难吸附六价铬的特性也保证了药剂对六价铬的修复能力，此外膨润土浆液提供了还原六价铬等化学反应过程所需要的水环境，尤其适用于含水量较低的污染地层。组分中的铁粉和活性碳粉在膨润土浆液提供的水环境中会形成无数个Fe-C原电池，在电化学反应的腐蚀作用下生成大量Fe2+，进而高效还原土壤、地下水中的六价铬。整个过程反应迅速，一天内即可完成对六价铬的还原。此外酸化膨润土负载活性碳粉浆液中的柠檬酸则能够保持还原六价铬需要的酸性环境(pH3.5-4.5)，提供电化学反应和Fe2+还原六价铬过程中大量消耗的H+，而柠檬酸盐的添加增强了酸性浆液的缓冲能力，可以在相当长的时间内维持修复所需要的适宜酸性环境。土壤能够吸附并固定8.5％～36.2％的六价铬，而作为一种三羧弱有机酸，柠檬酸较多的H+能溶解酸溶态的六价铬，同时其羧基能将非水溶态的六价铬络合出来，因此不仅可以还原地下水位以上土壤孔隙水及地下水中的六价铬，还可还原土壤中的六价铬。柠檬酸也能去除铁粉表面可能存在的氧化层及油脂等，极大程度上促进零价铁粉的腐蚀速度，提高六价铬的修复效率。此外在酸性环境下(pH<5)，活性碳粉同样具有良好的还原六价铬能力，这也进一步增强了其去除六价铬的能力。
在负载活性碳粉的酸化膨润土浆液和负载零价铁粉的膨润土浆液将六价铬彻底还原为三价铬的基础上，再进一步利用碱性药剂—膨润土与工业废碱混合浆液与污染土壤、地下水拌合均匀。膨润土与工业废碱混合浆液中工业废碱液来自工业废弃料，包括废石灰、废烧碱、废电石渣。如电石渣来自于工业乙炔生产过程中产生的废弃物，其颗粒较生石灰更细，比表面积约为生石灰的5倍，同时氢氧化钙含量略高于生石灰。废石灰、废烧碱、废电石渣产生的OH-均可与三价铬反应生成Cr(OH)3沉淀，并与Fe3+反应生成Fe(OH)3胶体，而氢氧化铁本身就是一种高效的絮凝剂，能进一步促进Cr(OH)3沉淀的生成；且能有效平衡地层的酸碱度，并与柠檬酸反应生成无毒的柠檬酸钙不溶物，使得地层水溶液呈现中性或弱碱性(pH为7-9)，该pH环境下Cr(OH)3的溶解度最低，有利于消除三价铬。利用电石废渣、废石灰、废烧碱等中和柠檬酸所提供的中性或弱碱性环境，有利于周边植物生长，并可以大幅度降低处理费用，同时以废治废，实现废物利用，避免二次污染。此外药剂中的活性碳粉、膨润土和土壤中的胶体物质均能有效吸附Cr(OH)3，增强对于三价铬的去除效果。
2.药剂制备方法操作简单，药剂利用率高。该药剂制作过程简单，不需要复杂设备，制备负载活性碳粉的酸化膨润土浆液时仅需将工业级无水柠檬酸和无水合柠檬酸钠晶体与活性碳粉、膨润土混合，再加水搅拌调节均匀性及流动性即可。负载零价铁粉的膨润土浆液配制时也仅需采用湿法混合膨润土、湿铁粉，再加水调配均匀性及流动性即可。膨润土与工业废碱混合浆液制备同样采取工业废碱混合膨润土，再加适量水搅拌调节均匀性和流动性。
3.本技术方案适用范围广，对周边生态环境友好。本发明对场地土壤pH值、温度等要求低，适用于多种酸碱度六价铬污染场地。所使用药剂不含毒性成分，不会危害场地周围生态环境，如柠檬酸和柠檬酸钠广泛存在于自然界中，常用作饮料、葡萄酒等食品添加剂、调味剂，对生物体无害，柠檬酸可与氢氧化钙发生中和反应生成稳定且难溶于水的柠檬酸钙。柠檬酸对土壤中六价铬的良好浸提效果使得该药剂不仅适用于地下水位以上孔隙水及地下水中六价铬的修复，还适用于土壤中的六价铬污染修复。该药剂避免了使用硫酸亚铁等作为还原剂或者硫酸、盐酸等无机酸酸化膨润土对土壤腐蚀性的影响，施用后可以使场地土壤及地下水保持中性或弱碱性，适合植物生长，修复后场地可作为绿化用地及建筑、工业等建设用地。
附图说明
图1表示本发明试验1各样品修复污染土壤中总铬浓度值条形图。
图2表示本发明试验1各样品修复污染土壤中六价铬浓度值条形图。
图3表示本发明试验1各样品修复污染土壤的pH值条形图。
图4表示本发明试验2各样品修复地下水中总铬浓度值条形图。
图5表示本发明试验2各样品修复地下水中六价铬浓度值条形图。
图6表示本发明试验2各样品修复地下水的pH值条形图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。
本发明的一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，按质量百分数由以下组分组成：
负载活性碳粉的酸化膨润土浆液：35％—45％；
负载零价铁粉的膨润土浆液：35％—45％；
膨润土与工业废碱混合浆液：10％—30％。
上述修复药剂中，负载活性碳粉的酸化膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
且该负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的pH值范围为3.5—4.5。
上述修复药剂中，负载零价铁粉的膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：10％；
零价铁粉：20％；
水：70％。
上述修复药剂中，膨润土与工业废碱混合浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：5％；
废碱：25％；
水：70％。
且膨润土与工业废碱混合浆液的pH范围为10.5—12。当工业废碱为液体时，工业废碱的溶质质量占膨润土与工业废碱混合浆液的质量为25％。
上述修复药剂与六价铬污染土壤及地下水的作用过程是：向六价铬污染场地首先注入负载活性碳粉的酸化膨润土浆液以提供pH范围在3.5—4.5之间的酸性环境和修复需要的水溶液环境，并在柠檬酸的作用下，将吸附于土壤中的六价铬萃取出来；其后注入负载铁粉的膨润土浆液，利用负载活性碳粉的酸化膨润土浆液和负载铁粉的膨润土浆液中的活性碳粉及零价铁粉的电极反应生成大量Fe2+，与六价铬产生氧化还原反应生成Fe3+和三价铬，进而将土壤及地下水中的六价铬还原为低毒性的三价铬。此后注入的膨润土与工业废碱混合浆液则中和负载活性碳粉的酸化膨润土浆液中的柠檬酸，使得土壤及地下水呈现弱碱性(pH范围为7—9)，其中的OH-与三价铬及Fe3+发生反应，分别生成Cr(OH)3沉淀及Fe(OH)3凝胶，降低土壤及地下水中游离态三价铬的含量，减小三价铬在地下环境中被氧化为六价铬的可能性。
负载活性碳粉的酸化膨润土浆液由膨润土、活性碳粉、无水柠檬酸、无水柠檬酸钠及水组成。其中利用膨润土以保证注入药剂的流动性和和易性，并提供还原六价铬所需要的水环境，避免药剂在地下中的渗透流失。所述的活性碳粉可以是工业用木质、果壳或煤质碳粉，其粒径小于等于200目。在药剂中加入活性碳粉的目的是利用碳粉与铁粉的电位差形成电极反应，使得铁粉被快速氧化为具有高还原能力的Fe2+并进入水溶液中，在Fe0和Fe2+的共同作用下还原六价铬。无水柠檬酸和无水柠檬酸钠均为工业级，其中使用柠檬酸的作用是提供还原六价铬所需要的酸性环境(pH＝3.5～4.5)。此外柠檬酸能将吸附于土壤中难以修复的部分六价铬萃取到水溶液中，进而增强对六价铬的修复效果。加入柠檬酸钠则可以提高酸化膨润土浆液的酸缓冲能力，使得还原六价铬的化学过程所处的pH环境维持在一定范围内，从而保证六价铬的还原效率。
负载零价铁粉的膨润土浆液由膨润土、零价铁粉及水组成。其中膨润土的作用是保证注入药剂的流动性和和易性，提高零价铁粉的施用均匀性，避免零价铁粉在浆液中的快速沉淀，并提供还原六价铬所需要的水环境，避免药剂在地下中的渗透流失。零价铁粉可以是废铁屑等制成的还原铁粉，其粒径小于等于200目。零价铁粉进入土壤及地下水中后，与负载活性碳粉的酸化膨润土浆液中的活性碳粉产生电极反应，生成对六价铬具有高还原能力的Fe2+，进而高效去除六价铬。将负载活性碳粉的酸化膨润土浆液及负载零价铁粉的膨润土浆液分开并先后施用，是为了避免负载活性碳粉的酸化膨润土浆液中的柠檬酸、活性碳粉与负载零价铁粉的膨润土浆液中的零价铁粉在地表的提前接触反应，减小药剂有效成分的无益损耗。
膨润土与工业废碱混合浆液则由膨润土、工业废碱及水组成。其中工业废碱可以是废石灰、废烧碱或者废电石渣浆液或干粉。将工业废碱与膨润土混合并加水搅拌调制成均匀流动性浆液。工业废碱的作用是中和负载活性碳粉的酸化膨润土浆液施用后产生的酸性环境为中性或弱碱性，并与游离的三价铬反应生成不溶的沉淀物；膨润土的作用是保证注入药剂的流动性和和易性，提高废碱的施用均匀性。
药剂的拌合用水可以是自来水、地下水或场地地下污染水，其作用是保证注入和拌合浆液的流动性，并提供反应所需要的水溶液环境。
上述的六价铬污染土壤及地下水的修复药剂的制备方法，包括以下步骤：
制备负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的过程为：将活性碳粉过200目筛，然后加水浸泡活性碳粉20—40h，水浸没活性碳粉，然后将活性碳粉与无水柠檬酸、无水柠檬酸钠、膨润土混合，加水调节至含水率为65％，搅拌15—20min，使膨润土、活性碳粉、无水柠檬酸及无水柠檬酸钠混合均匀，制成负载活性碳粉的酸化膨润土浆液；该负载活性碳粉的酸化膨润土浆液按照质量百分比，由以下组分组成：膨润土：5％；活性碳粉：10％；无水柠檬酸：18％；无水柠檬酸钠：2％；水：65％。
上述制备负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的过程中，将活性碳粉在水中浸泡20—40h，可以削弱活性碳粉吸附能力对六价铬修复的影响。
制备负载零价铁粉的膨润土浆液的过程为：将零价铁粉过200目筛，再用质量分数为0.2％—0.5％的稀盐酸溶液浸泡零价铁粉30min—1h，接着用水冲洗，直至水溶液中检测不出Cl-，去除铁粉表面氧化层和油脂，随后将其与膨润土混合，并加水调节至含水率为70％，搅拌10—15min，使零价铁粉与膨润土混合均匀，制成负载零价铁粉的膨润土浆液；该负载零价铁粉的膨润土浆液按照质量百分比，由以下组分组成：膨润土：10％，零价铁粉：20％，水：70％。
上述制备负载零价铁粉的膨润土浆液的过程中，利用稀盐酸溶液浸泡零价铁粉，以去除铁粉表面氧化层和油脂，使得铁粉能够与活性碳粉及水溶液充分接触，提高零价铁粉的利用效率。
制备膨润土与工业废碱混合浆液的过程为：首先干燥工业废碱，使其含水率小于4％，并过2mm筛，再与膨润土混合，加水调节至含水率为70％，使其具有良好的流动性和和易性，搅拌10—15min，使得膨润土与废碱液混合均匀，制成膨润土与工业废碱混合浆液，该膨润土与工业废碱混合浆液的pH值在10.5-12之间，且该膨润土与工业废碱混合浆液能通过3mm筛；该膨润土与工业废碱混合浆液，按质量百分数由以下组分组成：膨润土：5％，工业废碱：25％，水：70％。
下面通过试验来论证本发明的修复药剂具有良好的还原六价铬及固化三价铬的能力，并且土壤重金属浸出毒性较低。
试验中采用的成分来源及规格如下：
膨润土：购自上海蒙美化工有限公司，为600目膨润土，其蒙脱石含量≥30％，密度为3g/cm3，表观粘度为2.8mPa.S，膨胀倍数为2。
活性碳粉：购自郑州竹林活性炭开发有限公司，为过200目筛的工业/生活污水脱色粉末活性炭，其含水分10％，灰份为5％，pH值为6.3，比表面积为1263.8m2/g。
柠檬酸：购自吴江市天益化工有限公司，为工业级无水柠檬酸，纯度98％。
柠檬酸钠：购自吴江市天益化工有限公司，为工业级无水柠檬酸钠，纯度98％。
零价铁粉：购自苏州市金穗粉末冶金有限公司，铁粉粒径为200目，铁含量大于98.5％。
工业废碱：采用电石渣，购自江苏常飞乙炔制造公司，pH(土水比＝1：1)为12.84，氮吸附分析仪测得其比表面积24.66m2·g-1,主要化学成分为CaO68.99％、SiO28.84％、Al2O32.16％、Fe2O30.15％，粒径小于75μm的颗粒占71.8％。
由上述组分组成的样品如下表所示：
一、土壤中六价铬修复效果试验
试验仪器：转速为30±2r/min的翻转式振荡装置。
试验标准：国家环境保护行业标准《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)。
试验对象：上述4个样品，以及一个对比样品。该对比样品为海螺牌PC32.5复合硅酸盐水泥，X射线荧光光谱仪测定其主要元素含量为：CaO44.37％、SiO227.41％、Al2O313.09％。
试验用土取自江苏某电镀厂，铬污染浓度为7366mg/kg，其中六价铬含量为2350mg/kg。
试验过程：4个样品的试验过程相同。一个样品的试验过程为：取铬污染土，在室温下通风风干，过2mm筛后分别与样品的负载活性碳粉的酸化膨润土浆液混合并搅拌均匀，再加入负载零价铁粉的膨润土浆液充分搅拌至均匀。将拌合好的污染土与药剂混合物放置于塑料密封袋中，在标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护3天。取出养护土样，与膨润土与工业废碱混合浆液混合并搅拌均匀，再次放置于塑料密封袋中，再于标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护7天。取出养护土样，检测土样pH，并进行硫酸硝酸法毒性浸出试验，检测浸出液中三价铬及六价铬浓度。
对比样品的试验过程为：取铬污染土，在室温下通风风干并过2mm筛，加入对比样品充分混合均匀，再加入相当于污染土质量百分数40％的水，并充分搅拌至均匀。将拌合好的污染土与对比样品混合物放置于塑料密封袋中，在标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护10天，取出养护土样，检测土样pH，并进行硫酸硝酸法毒性浸出试验，检测浸出液中三价铬及六价铬浓度。
试验中，4个样品与污染土质量比均为1:10。对比样品与污染土质量比为1:10。
试验结果如下：
图1表示的是修复土样硫酸硝酸法浸出液中总铬浓度值，图2表示修复土样硫酸硝酸法浸出液中六价铬浓度值，图3表示修复土样pH值。从图1和图2可以看出4个样品修复土的浸出液总铬浓度均小于15mg/L，而六价铬浓度均小于5mg/L，满足限值要求。其中浸出液总铬浓度中以样品3的浓度值最小，仅为3.83mg/L；浸出液三价铬浓度以样品1最小，为2.67mg/L，而浸出液六价铬浓度值以样品4最小，为0.28mg/L。相反，对比样品修复土的浸出液六价铬浓度为21.56mg/L，远大于5mg/L的限值，而其总铬含量为66.22mg/L，也超过了15mg/L的总铬浓度限值。4个样品修复土pH值基本均在6-9之间，呈中性或弱碱性，而对比样品修复土的pH值高达12.93，为强碱性。从图1和图2可以明显看出：采用本发明的4个样品修复六价铬污染土其六价铬及总铬浸出液浓度值均显著低于对比样品，其具有更强的还原六价铬并固化三价铬的能力，此外4个样品修复土的pH值基本在5.5-9之间，其修复后的土壤酸碱度更适宜于生物生长。
二、地下水中三价铬修复效果试验。
试验仪器：500mL密封塑料瓶，精度为0.01的pH计。
试验对象：上述4个样品，以及一个对比样品。该对比样品为海螺牌PC32.5复合硅酸盐水泥，X射线荧光光谱仪测定其主要元素含量为：CaO44.37％、SiO227.41％、Al2O313.09％。
铬污染地下水取自该电镀厂排污口处地表以下2m处，其总铬含量为18.3mg/L，其中六价铬浓度为7.6mg/L。
试验过程：4个样品的试验过程相同。一个样品的试验过程为：取铬污染地下水放置于500mL密封塑料瓶中，倒入样品负载活性碳粉的酸化膨润土浆液并搅拌15min至均匀，再加入负载零价铁粉的膨润土浆液充分搅拌15min至均匀。将拌合好的污染地下水与药剂混合物密封于塑料瓶中，在标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护3天。其后取出塑料瓶打开并加入膨润土与工业废碱混合浆液，混合并搅拌15min至均匀，再次密封并于标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护7天。用0.45μm的玻璃纤维过滤器过滤养护后的水样，检测水样中的三价铬、六价铬浓度及pH值。
对比样品的试验过程为：取同一铬污染地下水放置于500mL密封塑料瓶中，加入对比样品搅拌15min至混合均匀。将拌合好的污染地下水与对比样品混合物密封于塑料瓶中，在标准养护室(温度20℃、相对湿度95％)中养护10天。用0.45μm的玻璃纤维过滤器过滤养护后的水样，检测水样中的三价铬、六价铬浓度及pH值。
试验中，4个样品与污染地下水质量比均为1:5，对比样品与污染地下水质量比为1:5。
试验结果如下：
图4表示修复地下水中总铬浓度值，图5表示修复地下水中六价铬浓度值，图6表示修复地下水的pH值。从图中可以看出4个样品修复土的浸出液总铬浓度及六价铬浓度均小于0.1mg/L，满足限值要求。其中，总铬浓度值以样品3最小，仅为0.026mg/L；六价铬浓度值以样品4最小，为0.001mg/L；三价铬浓度值以样品1最小，仅为0.016mg/L。相反，对比样品修复地下水中的六价铬浓度为6.21mg/L，总铬浓度为14.27mg/L，远高于0.1mg/L的限值，其修复六价铬污染地下水的能力较差，远弱于4个样品。此外，4个样品修复地下水的pH值在6.03-8.63之间，而对比样品修复地下水的pH值为12.26，呈现强碱性。4个样品修复地下水的中性或弱碱性环境对周围生态更为有利。
Claims (4)
1.一种六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，其特征在于，该修复药剂，按质量百分数由以下组分组成：
负载活性碳粉的酸化膨润土浆液：35％—45％；
负载零价铁粉的膨润土浆液：35％—45％；
膨润土与工业废碱混合浆液：10％—30％；
制备负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的过程为：将活性碳粉过200目筛，然后加水浸泡活性碳粉20—40h，水浸没活性碳粉，然后将活性碳粉与无水柠檬酸、无水柠檬酸钠、膨润土混合，加水调节至含水率为65％，搅拌15—20min，使膨润土、活性碳粉、无水柠檬酸及无水柠檬酸钠混合均匀，制成负载活性碳粉的酸化膨润土浆液；
制备负载零价铁粉的膨润土浆液的过程为：将零价铁粉过200目筛，再用质量分数为0.2％—0.5％的稀盐酸溶液浸泡零价铁粉30min—1h，接着用水冲洗，直至水溶液中检测不出Cl-，去除铁粉表面氧化层和油脂，随后与膨润土混合，并加水调节至含水率为70％，搅拌10—15min，使零价铁粉与膨润土混合均匀，制成负载零价铁粉的膨润土浆液；制备膨润土与工业废碱混合浆液的过程为：首先干燥工业废碱，使其含水率小于4％，并过2mm筛，再与膨润土混合，加水调节至含水率为70％，搅拌10—15min，使得膨润土与废碱液混合均匀，制成膨润土与工业废碱混合浆液，该膨润土与工业废碱混合浆液的pH值在10.5-12之间，且该膨润土与工业废碱混合浆液能通过3mm筛。
2.按照权利要求1所述的六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，其特征在于，所述的负载活性碳粉的酸化膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
且该负载活性碳粉的酸化膨润土浆液的pH值范围为3.5—4.5。
3.按照权利要求1所述的六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，其特征在于，所述的负载零价铁粉的膨润土浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：10％；
零价铁粉：20％；
水：70％。
4.按照权利要求1所述的六价铬污染土壤及地下水的修复药剂，其特征在于，所述的膨润土与工业废碱混合浆液，按质量百分数由以下组分组成：
膨润土：5％；
工业废碱：25％；
水：70％；
且膨润土与工业废碱混合浆液的pH值范围为10.5—12。
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