技术摘要：
本发明公开一种铬污染土壤的修复方法，(1)检测土壤的铬污染情况，明确铬污染土壤中六价铬的浓度分布规律；(2)以六价铬横向浓度分布为800‑1300mg/kg的土壤层深为分界线，区分重度铬污染土壤和轻度铬污染风险土壤；(3)剥离重度铬污染土壤，对其进行异位修复，风险土壤进 全部
背景技术：
随着工业化的推进，经济发展过程中产生的环境问题逐渐引起人们的关注，近些 年来，大气、水、土壤环境的重金属污染及治理、修复问题已经逐渐成为了人们关注的焦点。 其中，由于土壤中污染物成分复杂，处理难度大，成本高等问题，土壤重金属污染治理与修 复是目前重金属污染修复研究的热点与难点。 土壤重金属污染是指由于自然活动或者人类活动而引起的重金属在土壤中的累 积量明显高于土壤环境背景值，导致土壤环境质量下降和农田生态环境恶化的现象。导致 土壤污染的重金属主要包括铬、锰、铜、锌、砷、镉、汞、铅等。有单一重金属形成的污染，也有 几种重金属形成的复合污染，环境中较为常见的重金属污染主要是复合污染。 近年来，市场上金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行 业中作为工业原料广泛应用，其需求量日益增加，其在工业生产过程中产生的含铬废渣对 附近土壤造成严重污染。铬污染场地的治理修复技术是国内外环保科技研究的重点与难 点。铬在自然界主要以六价铬和三价铬两种稳定价态存在。三价铬主要以Cr3 形式存在，活 性低、毒性小；六价铬主要以(HCrO4)-和(CrO )2-4 两种形态存在，易溶于水，活性高、毒性强。 近年来人们主要从两种途径修复铬污染土壤。一是将铬从被污染土壤中清除，如 客土法、化学清洗法、电动修复法、植物修复法等。另一种途径是将六价铬原位还原为三价 铬，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性。此途径可不破坏土壤结构、处理过程简单 且费用低，因此受到国内外研究者们的青睐。常用的化学还原剂有S2O 2-4 、SO 2- 2 2-3 、Fe 和S 等， 可在短时间内把三价铬还原成六价铬。但这些还原剂在南方天气条件下使用可能被雨水冲 走从而影响修复的效果，因此需要其他工艺配合，由此增加了修复工艺的复杂性和操作难 度。 铬盐污染场地多表现为上层是铬渣和污染土壤混合成的渣土混合物，六价铬浓度 高、pH高的特点，随着深度加深，六价铬浓度和pH逐渐降低，直至其产生的风险低于人体可 接受的风险水平，现有方法不对土壤性质做区分，统一采用同种修复方法，不仅造成材料浪 费费时费力且修复效果不理想，且没有长期跟踪监测、无法保证修复效果具有长期稳定性 的问题，即三价铬形成氢氧化铬沉淀或有机络合物后，没有进行长时间、多次跟踪监测，无 法确定六价铬浓度是否在设计要求范围内，六价铬不存在再溶出、再氧化等问题，修复效果 的长期稳定性不能保证；同时，面对着当前六价铬污染存在的严重问题和国家环境保护政 策的紧迫要求，应考虑修复方法、修复药剂及修复设备等具有大规模实施的可能性，或经过 规模化施工的检验，应具备相应的理论研究数据和详细的工程实施参数，指导推广应用，上 述大部分研究并不具备这个特点。 4 CN 111570502 A 说 明 书 2/4 页
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种铬污染土壤的修复方法。 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种铬污染土壤的修复方法，包括如下步骤： (1)检测土壤的铬污染情况，明确铬污染土壤中六价铬的纵向、横向浓度分布规 律； (2)以六价铬横向浓度分布为800-1300mg/kg的土壤层深为分界线，分界线以上的 土壤属于重度铬污染土壤，分界线以下的土壤属于风险土壤； (3)剥离重度铬污染土壤，对其进行异位修复，风险土壤进行原位修复； (4)将修复好的重度铬污染土壤回填到修复好的风险土壤上，加入腐殖酸，翻耕， 种植上可富集铬的植物； (5)定期收割、拔除、补种可富集铬的植物，以及检测分界线以上的总铬含量，检测 周期至少为6个月； (6)确认铬污染土壤的表土上六价铬浓度满足修复目标浓度，若检测结果不稳定， 则重复步骤(5)至检测浓度达标。 优选地，所述铬污染土壤的分界线的深度为80-180cm。 优选地，所述铬污染土壤的pH值为5.5-7.5。 优选地，步骤(3)中，对重度铬污染土壤进行异位修复的步骤如下： (a1)将分界线以上的重度铬污染土壤挖出，筛除其中粒径>20mm的建筑垃圾、渣块 与石块，分选出树枝、垃圾杂物，然后将该土壤放入修复池中，铺开，喷淋氧化剂溶液，并控 制该土壤的含水率为60-80％； (a2)向修复池中加入硫酸作为淋洗液至pH为3.5-5.0，使其中的六价铬充分溶出， 收集淋出液； (a3)当淋出液中六价铬的浓度不高于100mg/L时，喷淋混合淋洗液进行二次淋洗， 当淋出液中六价铬浓度不高于30mg/L时，停止淋洗，完成修复； (a4)调节修复好的土壤的含水率为45-60％，回填到风险土壤上。 优选地，所述的氧化剂溶液为质量分数为3-5％的高锰酸钾溶液，所述氧化剂溶液 的喷淋量为重度铬污染土壤体积的1.5-2.8倍。 优选地，所述混合淋洗液为亚硫酸钠、水合肼的混合溶液，该混合淋洗液中，亚硫 酸钠的质量分数为1.5-2.0％，水合肼的体积分数为0.05-0.5％。 优选地，步骤(3)中，对风险土壤进行原位修复的步骤如下： (b1)在风险土壤中投放糖蜜，翻耕，翻耕深度为30-50cm，翻耕2-3h后喷淋强还原 剂溶液，并调节风险土壤的含水率为50-75％； (b2)检测风险土壤中六价铬的浓度，最大浓度不大于50mg/kg，加入腐殖酸造粒， 包裹阻断土壤颗粒内六价铬的渗出与迁移。 优选地，所述强还原剂溶液为硫化钠、甲脒亚磺酸、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫 酸氢钠、亚硫酸钠中的任意一种的溶液；强还原剂溶液浓度为3-15％。 优选地，在加入糖蜜时，按照风险土壤的湿重计算，糖蜜加入量为当时风险土壤湿 重的2-10％。 5 CN 111570502 A 说 明 书 3/4 页 优选地，所述强还原剂溶液的加入量为风险土壤体积的0.5-1倍。 优选地，所述腐殖酸的加入量按照待修复土壤中六价铬的含量计算，每毫克六价 铬加入5-10mg腐殖酸。 优选地，所述富集铬的植物为李氏禾或高羊茅。 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果： 1、本发明以实际铬污染场地为依托，根据场地实际情况和污染特征，针对上层土 壤和底层土壤铬污染的程度不同的现状，选择组合修复方法，确定土壤中重度铬污染土壤 和具有轻度铬污染风险土壤的分界线，采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤， 原位还原修复轻度铬污染风险土壤，避免了以往研究不对土壤性质做区分、统一采用同种 修复方法的弊端，在保证修复效果的前提下，使修复方法更有针对性，保证修复效果，降低 修复成本。 2、本发明在修复过程中采用了糖蜜和腐殖酸，糖蜜作为电子供体，在微生物作用 下，使土壤环境保持为还原环境，将土壤中六价铬还原为三价铬，并与有机质作用生成稳定 螯合物。腐殖酸还能促进土壤团粒结构形成，具有包裹铬元素的阻隔功能和改良土壤的功 能，确保修复土壤恢复其种植和绿化的功能。并且，糖蜜和腐殖酸的添加为土壤中土著菌类 微生物提供了有机碳源、微量元素，促进了微生物的繁殖代谢，强化了微生物作用，进一步 加快了六价铬的转换和三价铬的包裹，土壤修复的效率大大提高，实现无二次污染的永久 可持续修复。本发明还在铬污染土壤上种植可超累积铬的植物，可有效富集土壤中的铬元 素。 本发明通过控制土壤含水率，通过络合、氧化-还原、植物修复等作用与土壤环境 中的铬发生化学反应，将重度铬污染土壤中的三价铬氧化为六价铬，再通过淋洗液回收六 价铬。将风险土壤中的六价铬还原成三价铬，形成稳定的化学形态，降低土壤中六价铬的含 量、总铬和六价铬的浓度及铬在土壤中的迁移性和毒害程度。根据本发明的方法，对铬污染 土壤中六价铬的净化效率可高达98％，证明本发明铬污染土壤修复方法合理、操作简便安 全，修复成本低，质量好，效率高，实现异位淋洗、原位还原、络合固定、微生物和植物修复以 及包裹阻断，杜绝二次污染，改善自然环境，修复快，效果好，修复后的土壤能够正常种树养 花、种植各种农作物，治理费用低，适用范围广泛，提高了经济社会效益，很好地达到了预定 目的。
本发明公开一种铬污染土壤的修复方法，(1)检测土壤的铬污染情况，明确铬污染土壤中六价铬的浓度分布规律；(2)以六价铬横向浓度分布为800‑1300mg/kg的土壤层深为分界线，区分重度铬污染土壤和轻度铬污染风险土壤；(3)剥离重度铬污染土壤，对其进行异位修复，风险土壤进 全部
背景技术：
随着工业化的推进，经济发展过程中产生的环境问题逐渐引起人们的关注，近些 年来，大气、水、土壤环境的重金属污染及治理、修复问题已经逐渐成为了人们关注的焦点。 其中，由于土壤中污染物成分复杂，处理难度大，成本高等问题，土壤重金属污染治理与修 复是目前重金属污染修复研究的热点与难点。 土壤重金属污染是指由于自然活动或者人类活动而引起的重金属在土壤中的累 积量明显高于土壤环境背景值，导致土壤环境质量下降和农田生态环境恶化的现象。导致 土壤污染的重金属主要包括铬、锰、铜、锌、砷、镉、汞、铅等。有单一重金属形成的污染，也有 几种重金属形成的复合污染，环境中较为常见的重金属污染主要是复合污染。 近年来，市场上金属铬和铬盐在电镀、铸造、化工、冶金、皮革制造及航空航天等行 业中作为工业原料广泛应用，其需求量日益增加，其在工业生产过程中产生的含铬废渣对 附近土壤造成严重污染。铬污染场地的治理修复技术是国内外环保科技研究的重点与难 点。铬在自然界主要以六价铬和三价铬两种稳定价态存在。三价铬主要以Cr3 形式存在，活 性低、毒性小；六价铬主要以(HCrO4)-和(CrO )2-4 两种形态存在，易溶于水，活性高、毒性强。 近年来人们主要从两种途径修复铬污染土壤。一是将铬从被污染土壤中清除，如 客土法、化学清洗法、电动修复法、植物修复法等。另一种途径是将六价铬原位还原为三价 铬，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性。此途径可不破坏土壤结构、处理过程简单 且费用低，因此受到国内外研究者们的青睐。常用的化学还原剂有S2O 2-4 、SO 2- 2 2-3 、Fe 和S 等， 可在短时间内把三价铬还原成六价铬。但这些还原剂在南方天气条件下使用可能被雨水冲 走从而影响修复的效果，因此需要其他工艺配合，由此增加了修复工艺的复杂性和操作难 度。 铬盐污染场地多表现为上层是铬渣和污染土壤混合成的渣土混合物，六价铬浓度 高、pH高的特点，随着深度加深，六价铬浓度和pH逐渐降低，直至其产生的风险低于人体可 接受的风险水平，现有方法不对土壤性质做区分，统一采用同种修复方法，不仅造成材料浪 费费时费力且修复效果不理想，且没有长期跟踪监测、无法保证修复效果具有长期稳定性 的问题，即三价铬形成氢氧化铬沉淀或有机络合物后，没有进行长时间、多次跟踪监测，无 法确定六价铬浓度是否在设计要求范围内，六价铬不存在再溶出、再氧化等问题，修复效果 的长期稳定性不能保证；同时，面对着当前六价铬污染存在的严重问题和国家环境保护政 策的紧迫要求，应考虑修复方法、修复药剂及修复设备等具有大规模实施的可能性，或经过 规模化施工的检验，应具备相应的理论研究数据和详细的工程实施参数，指导推广应用，上 述大部分研究并不具备这个特点。 4 CN 111570502 A 说 明 书 2/4 页
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种铬污染土壤的修复方法。 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下： 一种铬污染土壤的修复方法，包括如下步骤： (1)检测土壤的铬污染情况，明确铬污染土壤中六价铬的纵向、横向浓度分布规 律； (2)以六价铬横向浓度分布为800-1300mg/kg的土壤层深为分界线，分界线以上的 土壤属于重度铬污染土壤，分界线以下的土壤属于风险土壤； (3)剥离重度铬污染土壤，对其进行异位修复，风险土壤进行原位修复； (4)将修复好的重度铬污染土壤回填到修复好的风险土壤上，加入腐殖酸，翻耕， 种植上可富集铬的植物； (5)定期收割、拔除、补种可富集铬的植物，以及检测分界线以上的总铬含量，检测 周期至少为6个月； (6)确认铬污染土壤的表土上六价铬浓度满足修复目标浓度，若检测结果不稳定， 则重复步骤(5)至检测浓度达标。 优选地，所述铬污染土壤的分界线的深度为80-180cm。 优选地，所述铬污染土壤的pH值为5.5-7.5。 优选地，步骤(3)中，对重度铬污染土壤进行异位修复的步骤如下： (a1)将分界线以上的重度铬污染土壤挖出，筛除其中粒径>20mm的建筑垃圾、渣块 与石块，分选出树枝、垃圾杂物，然后将该土壤放入修复池中，铺开，喷淋氧化剂溶液，并控 制该土壤的含水率为60-80％； (a2)向修复池中加入硫酸作为淋洗液至pH为3.5-5.0，使其中的六价铬充分溶出， 收集淋出液； (a3)当淋出液中六价铬的浓度不高于100mg/L时，喷淋混合淋洗液进行二次淋洗， 当淋出液中六价铬浓度不高于30mg/L时，停止淋洗，完成修复； (a4)调节修复好的土壤的含水率为45-60％，回填到风险土壤上。 优选地，所述的氧化剂溶液为质量分数为3-5％的高锰酸钾溶液，所述氧化剂溶液 的喷淋量为重度铬污染土壤体积的1.5-2.8倍。 优选地，所述混合淋洗液为亚硫酸钠、水合肼的混合溶液，该混合淋洗液中，亚硫 酸钠的质量分数为1.5-2.0％，水合肼的体积分数为0.05-0.5％。 优选地，步骤(3)中，对风险土壤进行原位修复的步骤如下： (b1)在风险土壤中投放糖蜜，翻耕，翻耕深度为30-50cm，翻耕2-3h后喷淋强还原 剂溶液，并调节风险土壤的含水率为50-75％； (b2)检测风险土壤中六价铬的浓度，最大浓度不大于50mg/kg，加入腐殖酸造粒， 包裹阻断土壤颗粒内六价铬的渗出与迁移。 优选地，所述强还原剂溶液为硫化钠、甲脒亚磺酸、硫代硫酸钠、焦亚硫酸钠、亚硫 酸氢钠、亚硫酸钠中的任意一种的溶液；强还原剂溶液浓度为3-15％。 优选地，在加入糖蜜时，按照风险土壤的湿重计算，糖蜜加入量为当时风险土壤湿 重的2-10％。 5 CN 111570502 A 说 明 书 3/4 页 优选地，所述强还原剂溶液的加入量为风险土壤体积的0.5-1倍。 优选地，所述腐殖酸的加入量按照待修复土壤中六价铬的含量计算，每毫克六价 铬加入5-10mg腐殖酸。 优选地，所述富集铬的植物为李氏禾或高羊茅。 本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果： 1、本发明以实际铬污染场地为依托，根据场地实际情况和污染特征，针对上层土 壤和底层土壤铬污染的程度不同的现状，选择组合修复方法，确定土壤中重度铬污染土壤 和具有轻度铬污染风险土壤的分界线，采用异位化学还原稳定化法修复重度铬污染土壤， 原位还原修复轻度铬污染风险土壤，避免了以往研究不对土壤性质做区分、统一采用同种 修复方法的弊端，在保证修复效果的前提下，使修复方法更有针对性，保证修复效果，降低 修复成本。 2、本发明在修复过程中采用了糖蜜和腐殖酸，糖蜜作为电子供体，在微生物作用 下，使土壤环境保持为还原环境，将土壤中六价铬还原为三价铬，并与有机质作用生成稳定 螯合物。腐殖酸还能促进土壤团粒结构形成，具有包裹铬元素的阻隔功能和改良土壤的功 能，确保修复土壤恢复其种植和绿化的功能。并且，糖蜜和腐殖酸的添加为土壤中土著菌类 微生物提供了有机碳源、微量元素，促进了微生物的繁殖代谢，强化了微生物作用，进一步 加快了六价铬的转换和三价铬的包裹，土壤修复的效率大大提高，实现无二次污染的永久 可持续修复。本发明还在铬污染土壤上种植可超累积铬的植物，可有效富集土壤中的铬元 素。 本发明通过控制土壤含水率，通过络合、氧化-还原、植物修复等作用与土壤环境 中的铬发生化学反应，将重度铬污染土壤中的三价铬氧化为六价铬，再通过淋洗液回收六 价铬。将风险土壤中的六价铬还原成三价铬，形成稳定的化学形态，降低土壤中六价铬的含 量、总铬和六价铬的浓度及铬在土壤中的迁移性和毒害程度。根据本发明的方法，对铬污染 土壤中六价铬的净化效率可高达98％，证明本发明铬污染土壤修复方法合理、操作简便安 全，修复成本低，质量好，效率高，实现异位淋洗、原位还原、络合固定、微生物和植物修复以 及包裹阻断，杜绝二次污染，改善自然环境，修复快，效果好，修复后的土壤能够正常种树养 花、种植各种农作物，治理费用低，适用范围广泛，提高了经济社会效益，很好地达到了预定 目的。
