铬污染
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根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》等有关法律法规,国家发展和改革委员会会同国家环境保护总局编制本方案。本方案以保护人民身体健康、保护环境、防治铬渣污染、促进清洁生产为出发点,以铬渣无害化处理为主要任务,明确了全国铬渣处理和推行铬盐清洁生产的指导思想、原则、目标,提出了相应的政策和措施。力争2006 年,实现铬盐生产企业当年产生的铬渣全部得到无害化处置;在2008 年底前,实现环境敏感区域铬渣无害化处置;在2010年底前,所有堆存铬渣实现无害化处置,彻底消除铬渣对环境的威胁。
一、铬渣污染现状
铬渣属于重金属危险废物,其中含有的六价铬(Cr6+)易溶且不稳定,具有强氧化毒性,可以对人体、农作物机体造成损伤。研究表明,铬渣中含有的铬酸钙(属六价铬)还具有较强的致癌和致突变特性。铬渣主要产生于铬盐行业及少数金属铬企业的重铬酸钠生产过程中,尤以采用有钙焙烧生产工艺的铬盐生产企业产生的数量最多。
二、铬渣处置
我国对铬渣的处置问题进行了大量研究,开发了多种处理技术,如干法还原、湿法还原,铬渣综合利用制砖、钙镁磷肥、铸石、水泥添加剂、玻璃着色剂、烧结矿炼铁等等,取得了一定的成效。但是,这些铬渣处理技术均存在一定的局限性,有的解毒不彻底,存在二次污染;有的铬渣用量少,处置周期长,进度缓慢;有些综合利用产品,如用铬渣作水泥矿化剂,对环境的影响尚不清楚。
三、铬污染土壤的修复
1.土壤修复的指标
铬污染土壤的修复有其特殊性。首先,各种地质条件形成的土壤含铬量相差很大,而土地的用途有很多种,对总铬和+ 6价铬的容忍性各不相同,故尚未见到国内外铬污染土壤治理标准。目前收集到以下资料可供铬污染土壤修复时参考:(1)中国国家标准《土壤环境质量标准》GB 15618—1995对土壤含铬量标准值见表1。
表1中一级为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤环境质量的限制值;二级为保障农业生产、维护人体健康的土壤限制值;三级为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。
表1土壤环境质量标准G B 15618—1995
级别土壤pH 水田ρ(Cr) /(mg·kg- 1) 旱地ρ(Cr) /(mg·kg- 1)
一级自然背景90 90
< 6. 5 250 150
二级 6. 5~7. 5 300 200
> 7. 5 350 250
三级> 6. 5 400 300
2. 铬污染土壤的修复技术
环境修复技术(EnvironmentalRemediation)是指将污染事故的现场通过补救的方式得以恢复的技术手段。它包括物理修复、化学修复和生物修复等方法。前述的固定化/固化法(Solidification/Stabilization)、氧化还原电位调整法(或化学还原法)等均是化学修复方法,在铬污染的化学修复中,还有化学清洗法(Soilwashing)、电修复法(Electroremediation)等。
1.化学固定法
铬污染的土壤可与某种胶黏混合(也可以辅以一定的还原剂,用于还原六价铬)固定其中的铬,使铬不再向周围环境迁移。在众多的胶黏剂中,水泥和硅藻土被认为是一种有效、易得和价廉的产品。试验表明,用硅藻土处理含铬量从0.2%~2.6%不等的土壤,可将试验前淋滤液中六价铬浓度由30mg/kg降低至5mg/kg以下,并可在处理后将其制砖。但采用该方法修复铬污染土壤,需将土壤取出,处理成本较高,处理效果也有待进一步提高。
2.化学还原法
化学还原法是一种原位修复方法(remediation),即将土壤保持原状、不进行移动的一种处理方法。其原理是利用铁屑、硫酸亚铁或其他一些容易得到的化学还原剂(tg可以辅以一定的胶黏剂)将六价铬还原为三价铬,形成难溶的化合物,从而降低铬在环境中的迁移性和生物可利用性,从而减轻铬污染的危害。还原剂可以直接加入到土壤中,或者采用渗透性反应栅(PermeableReactiveBarriers)的形式。化学还原法属于原位修复方法,成本较低,有大规模应用的可能。
3.化学清洗法
化学清洗法(SoilWashing)是利用水力压头推动清洗液通过污染土壤而将铬从土壤中清洗出去,然后再对含有铬的清洗液进行处理。清洗液可能含有某种配合剂(如EDTA等),或者就是清水。化学清洗的总体效率既与清洗剂和污染物之间的作用有关,也与清洗剂本身的物理化学性质及土壤对污染物、化学清洗剂的吸附作用等有关。应选择生物降解性好,不易造成土壤二次污染的清洗剂。如果可能,最好直接使用清水。化学清洗法费用较低,操作人员不直接接触污染物。但仅适用于砂壤等渗透系数大的土壤。
4.电修复法
电修复法(Electroremediation)基本原理是在铬污染土壤两端加上低压直流电场,利用电场的迁移力,主要是电渗和电迁移的作用,将铬迁移到阴极室(Cr3+)或阳极室(Cr6+),从而得到分离。电修复法治理铬污染土壤的研究现在主要是Cr3+在电场下的迁移。
5.生物修复法
生物修复(Bioremediation),也称生物恢复或生物治理。生物修复是利用生物对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,在环境中对污染物质的降解起到催化的作用,即加速去除环境污染物的过程。
原位生物修复是将污染物质在其所在位置进行处理,无需将被污染的介质进行转移,原位生物修复对铬污染的治理与修复主要还是依靠原有被污染环境,应用植物和微生物来治理铬污染。现在铬污染的治理主要集中于微生物方面,即利用原土壤中的土著微生物或向污染环境补充经过驯化的高效微生物,在优化的操作条件下,通过生物还原反应,将六价铬还原为三价铬,从而修复被污染土壤。铬污染的生物修复目前的研究还仅限于把水溶液中的六价铬还原为三价铬。目前从活性污泥、污泥消化池以及土壤中都分离出了对六价铬有耐受性质和还原能力的细菌。从已有的关于生物修复的研究报道可以推断,应用生物修复技术治理铬污染土壤是一条值得研究的方法。
四、土壤样品采集
1.采样前准备:采样工具、采样袋(布袋、纸袋或塑料网袋)、采样标签等。
2.采样点的布设多个采样点的布设方式有
(a)对角块线布点法,在田的对角线上布点3个以上,并力求能够代表采样田块的封情况,这种方法适污水灌溉田块土壤取样;
(b)梅花形布点法,适于面积较小,地势平坦,土壤比较均匀地块,一般采样点在10个以上;
(c)棋盘式布点,于面积大小中等,地势平坦但土壤不够均匀地块,一般采样点在10个以上;
(d) 蛇形布点法,适合于面积较大,地势不平坦,土壤也不够均匀的地块,采样点要在10个以上。
3.采样时间和采样频率
采样时间随采样、监测目的而定,一般说来任何采样都是可以的。