土壤鉻污染現(xiàn)狀及修復方法研究

馬憲梅 黃曉飛

摘要：隨著工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟水平的不斷快速發(fā)展，已造成了大量環(huán)境污染問題的出現(xiàn)，其中，鉻在工業(yè)活動中的廣泛應用導致的土壤鉻污染問題尤為突出。本文通過對鉻污染土壤修復技術(shù)的深入了解和研究，系統(tǒng)全面地闡述了土壤鉻污染來源、污染的危害以及修復技術(shù)等具體的措施，以期能夠?qū)I(yè)內(nèi)人士提供參考價值。

關(guān)鍵詞：鉻污染;土壤修復;技術(shù)

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.035

Study on the current situation of soil chromium pollution and remediation methods

Ma Xianmei1， Huang Xiaofei2

（1.Inner Mongolia Electric Power Survey and Design Institute Co.，Ltd.，Hohhot Inner Mongolia 010020，China;

2.Inner Mongolia Environmental Treatment Engineering Co.， Ltd.，Hohhot Inner Mongolia 011517，China）

Abstract：With the continuous and rapid development of industrial production and economic level， a large number of environmental pollution problems have been caused，especially the problem of soil chromium pollution caused by the extensive application of chromium in industrial activities.Based on the deep understanding and Research on the remediation technology of chromium contaminated soil，this paper systematically and comprehensively expounds the source of soil chromium pollution，the harm of pollution and remediation technology and other specific measures， in order to provide reference value for the industry.

Key words：Chromium pollution;Soil remediation;Technology

1 土壤鉻污染現(xiàn)狀

土壤對人類的作用不言而喻，但隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，大面積的土壤被污染。在我國受重金屬污染的土壤有上萬頃，占我國耕地總面積比例在15%以上[1]，以每年幾萬噸糧食被重金屬污染為例，直接經(jīng)濟損失高達200億元。鉻及其化合物在鋼鐵、電鍍、制革、燃料等行業(yè)被大量應用，故鉻成為土壤重金屬污染的主要污染物之一。

2 土壤鉻污染來源

土壤中有兩種主要的鉻來源：天然和人造來源。天然來源是指礦物和巖石中的鉻。在長期的自然條件下，鉻通過各種渠道進入土壤，即土壤中鉻的背景值[2]。人為來源主要有：污水灌溉、大氣沉降、固體廢棄物、化肥和農(nóng)藥的大量應用。

3 鎘污染的危害

重金屬污染具有長期性、不可逆性、不可降解性、高毒性等特點，鉻元素進入土壤后不能被分解或降解，將一直存在于土壤中。土壤中的鉻主要以三價鉻和六價鉻的形式存在。六價鉻的毒性是三價鉻的100倍[3]。六價鉻的強氧化將導致土壤硬化和作物產(chǎn)量減少。土壤是微生物聚居的地方，微生物對生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)的循環(huán)具有重要作用，當土壤中鉻濃度超過某一濃度后，會引起微生物生物量碳、氮的下降，并且對微生物中酶的活性具有抑制作用，影響微生物的生長代謝，甚至造成微生物死亡。

鉻對地表水和地下水的危害，首先，鉻會毒害浮游植物，甚至導致浮游植物死亡，從而降低地表水的自凈能力，導致水質(zhì)下降。其次，還會影響地表水的感官特性。三價鉻會使水渾濁。六價鉻能使水變黃。當水中鉻濃度較高時，土壤表面對鉻的吸附能力迅速飽和。此時，含鉻廢水將進入地下水。

4 鉻污染土壤修復技術(shù)

4.1 物理修復技術(shù)

常用的物理修復方法包括更換土壤法、玻璃化法、熱解吸法。其中更換土壤法在工程中經(jīng)常采用，包括客土、換土和翻土法?？屯练ㄊ侵笇⒋罅课唇?jīng)污染的土壤覆蓋在受污染土壤的表面，并與之充分混合，使受污染土壤的鉻濃度降低，減輕土壤鉻污染帶來的危害;換土法是指將受污染土壤部分或全部挖走，取未被污染的土壤填埋在換土區(qū)域;翻土法是指將受污染土壤翻入土壤深層，以降低土壤表層的鉻濃度。更換土壤法的優(yōu)點在于修復速度快，缺點在于成本高昂，難以在大范圍內(nèi)推廣和應用;對污染土壤直接丟棄，未能對鉻進一步處理，因此易產(chǎn)生二次污染。

4.2 化學修復技術(shù)

化學修復技術(shù)是指通過向受污染土壤中添加修復劑，使土壤的性質(zhì)發(fā)生變化，進而改變土壤的形態(tài)和生物有效性，最終實現(xiàn)修復土壤污染的目的。常見的化學修復方法有淋洗法、電動修復法、固化/穩(wěn)定化法等。

淋洗法是指將淋洗液通入受污染土壤，在重力及水壓的作用下，使土壤中的重金屬從土壤表面解吸下來，再對含有重金屬的淋洗液進行處理。目前常用的淋洗液有水、螯合劑、表面活性劑等。該方法的優(yōu)點在于費用較低;人和污染物不會有直接接觸，缺點在于淋洗液易帶來二次污染;對粘質(zhì)土等滲透性較差的土壤修復效果不佳。

電動修復法是指對受污染土壤施加電場，使土壤中的重金屬在電場的作用下發(fā)生定向移動，然后將聚集在電極附近的污染物抽提到地面上進行處理[4]。土壤中的Cr（III）主要以陰離子的形式存在，而Cr（VI）則主要是以陽離子的形式存在，在電場的作用下，Cr（III）和Cr（VI）分別在陰極和陽極聚集，從而分離[5]。該方法的優(yōu)點在于成本較低;易操作;去除率高等，缺點在于土壤pH值發(fā)生突變時，會造成Cr（III）在土壤中發(fā)生沉淀，影響修復效果。

固化/穩(wěn)定化技術(shù)包括固化和穩(wěn)定化兩個過程，固化是將污染物固定在土壤中，穩(wěn)定化是指向受污染土壤中添加一定的穩(wěn)定化劑和還原劑，使土壤中高毒性的Cr（VI）轉(zhuǎn)化為毒性較小的Cr（III），然后生產(chǎn)沉淀或難溶性物質(zhì)，從而抑制污染物的遷移。有研究發(fā)現(xiàn)，將FeSO4和Na2SO4按照一定的比例混合后，對土壤中Cr（VI）具有很好的去除效果。該方法的優(yōu)點在于成本較低;技術(shù)比較成熟，且能夠大面積的推廣應用，其不足在于已被固化的重金屬污染物可能會再次被活化。

4.3 生物修復技術(shù)

生物修復技術(shù)是指生物通過食物鏈將土壤中的Cr（VI）富集到生物體內(nèi)，或者將其轉(zhuǎn)化為低毒的Cr（III），包括動物修復、植物修復和微生物修復[6]。植物修復是指在受污染區(qū)域種植植物，利用植物的固定、吸收、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化等，使污染物轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境沒有毒害作用的物質(zhì)。具有運行成本低、易回收和處理污染物、美化環(huán)境的優(yōu)點，但處理周期較長、效率低。與植物修復類似，動物修復是指動物通過自身的新陳代謝改善受污染土壤的理化性質(zhì)，通過提高土壤肥力，促進植物和微生物的生長，從而間接地對土壤起到修復作用。該方法對環(huán)境造成的影響較小，但其修復能力有限，還有可能破壞原有的生態(tài)平衡。微生物修復是指土壤中的某些微生物能夠?qū)⒅亟饘傥廴疚镛D(zhuǎn)化為自身需要的物質(zhì)或?qū)Νh(huán)境無毒害作用的物質(zhì)。微生物修復主要包括吸收和氧化還原兩種形式，因其具有費用少、微生物資源豐富等特點可大面積的應用于受污染土壤。但其對于多種重金屬同時存在的受污染土壤修復效果不佳，因為其是特異性菌種，只能針對性的處理單一污染物。

5 結(jié)束語

雖然當今鎘污染修復技術(shù)的過程中有很多種方法可以學習和利用，由于我國對鉻污染土壤修復起步較晚，在許多方面使用階段仍然需要改進和完善。為了更好地解決這些問題，鉻污染土壤修復技術(shù)應繼續(xù)加大技術(shù)開發(fā)力度，加快成熟技術(shù)應用速度，全面推動我國鉻污染土壤修復工作的全面開展。

參考文獻

[1]熊鵬鵬，何池全.植物修復技術(shù)于重金屬污染場地的應用[J].園林，2018（1）：20-23.

[2]孫德林.鉻污染土壤電化學淋洗實驗研究[D].重慶：重慶大學，2016.

[3]駱傳婷.不同土壤質(zhì)地對鉻遷移轉(zhuǎn)化及修復的研究[D].青島：中國海洋大學，2014.

[4]李青青，祝方，任文濤，等.陽極電解液pH值對Cr（VI）污染土壤電動修復效率的影響研究[J].安全與環(huán)境工程，2018，25（3）： 47-53.

[5]鄧紅艷.某工廠廠區(qū)土壤鉻污染及其微生物修復研究[D].重慶：重慶大學，2016.

[6]陳海燕，樊霆，張澤.不同植物修復重金屬復合污染土壤對土壤中微生物數(shù)量與酶活性的影響[J].環(huán)境保護，2018（1）：65-69.

收稿日期：2020-03-14

作者簡介：馬憲梅（1987-），女，本科學歷，中級工程師，研究方向為電力環(huán)保設(shè)計、環(huán)境影響評價。