多硫化钙修复Cr(Ⅵ)污染土壤的原理与应用

为探索多硫化钙修复 Cr(Ⅵ) 污染土壤的可应用性，以实际铬盐污染场地为依托，分别进行了小试、中试试验，对Cr(Ⅵ) 污染土壤的化学还原稳定化修复效果进行了总结和机理分析。结果表明：小试试验中，随着多硫化钙投加比的增加，Cr(Ⅵ) 浓度、Cr(Ⅵ) 浸出浓度、总铬浸出浓度均降低。当药剂投加比为 20% 时，各指标检测浓度均低于方法检出限。拟合分析结果表明，浸出指标的降低速率与药剂投加比相关性明显。中试试验中，药剂投加比为12%，反应15d后，Cr(Ⅵ) 浓度即降低到较低水平;反应50d 后，Cr(Ⅵ) 浓度低于方法检出限。且在适宜环境条件下，Cr(Ⅵ) 的还原产物能稳定存在。

试验方法

小试试验设计取场地污染土壤，测得Cr(Ⅵ) 浓度为3156.7mg/kg，Cr(Ⅵ) 浸出浓度为72.9mg/L，总铬浸出浓度为86.0mg /L， pH=10.2。自然风干后过 5 mm 不锈钢筛，测定筛下产品含水率，干燥保存待用。取100g上述污染土壤置于聚丙烯罐中，分别按土壤质量的0%、10%、15%、20%、30%添加 29%的多硫化钙水剂，补充蒸馏水，使土壤含水率为其饱和含水率的90% 。搅拌均匀，密封反应，在反应的第7天取样送检，分别测定Cr(Ⅵ) 浓度、Cr(Ⅵ) 浸出浓度和总铬浸出浓度。

以小试试验取得的参数为基础，进行工程实施规模的中试试验。中试范围为原厂区的铬渣堆场，铬渣堆积期间没有采取有效的环境保护措施，在多年降水淋溶作用下，场地土壤受到了严重的Cr(Ⅵ)污染，检测出Cr(Ⅵ)最高浓度达5080mg/kg，平均浓度也达4000mg/kg以上。

在场地合适位置建设原地异位修复反应池，防渗及结构按GB 18599—2001《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》中二类固体废物贮存考虑。挖取150m³场地污染土壤，按土壤湿重的12%添加多硫化钙水剂，补充水分至土壤饱和含水率的90%，充分搅拌均匀后密封反应，在反应的第15、30、50 天检测参数变化，考察反应效果。添加硫酸亚铁，调节土壤pH在6.0～9.0，在调节完成后第4、9、18个月进行取样检测，判断修复效果的长期稳定性。

试验结果

1、 小试试验中Cr(Ⅵ)及TCr的浸出浓度变化

2、 现场中试试验以及长期监测下Cr(Ⅵ) 的浓度变化

分析与结论

铬盐污染场地遗留的污染土壤，Cr(Ⅵ)浓度高、pH高、营养物质含量低，Cr(Ⅵ)还原稳定化主要依赖化学作用。小试试验中，多硫化钙对Cr(Ⅵ)浓度、Cr(Ⅵ) 浸出浓度、TCr浸出浓度均有较好的处理效果，污染物浓度降低率严格依赖于药剂投加比，当药剂投加比>20%时，3种检测指标均无检出。多硫化钙是一种高效的Cr( Ⅵ) 还原稳定化药剂，具有明确的反应机理，可进行严格的反应控制。

中试测试中，Cr(Ⅵ)最高浓度达5080mg/kg，理论药剂投加比为10.1%，实际投加比为12%。反应15d后，Cr(Ⅵ)还原率达99.9%以上，50d后，Cr(Ⅵ)无检出，还原率达到100%，实际应用效果良好，可应用于大规模生产。

Cr(Ⅵ)还原后的再氧化称为“返黄”，是铬污染场地修复治理中普遍存在的问题。中试试验中，添加药剂调节土壤pH在6～9时，18个月跟踪监测结果表明 Cr(Ⅵ)浓度持续保持在较低水平，多硫化钙处理Cr(Ⅵ)污染具有相对的长期稳定性。