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意彩【专家观点】水合硫酸亚铁修复六价铬污染

文章作者:admin    时间:2018-08-09 05:36

 

 意彩

 

  导读:铬污染土壤和地下水中的铬次要以六价铬和三价铬两种价态形式存正在,此中三价铬毒性低、不变性较高,而六价铬毒性强易迁徙,为了达到降低铬毒性和迁徙性的目标,最常用的修复手艺为化学还原法。正在现实修复工程中,水合硫酸亚铁(此中又以七水硫酸亚铁为从)因为廉价易得,且正在必然程度上可满脚修复要求,仿佛成为国内六价铬污染场地(土壤及地下水)修复利用频次最高的化学还原剂,远至几年前某项目、近到眼下的中南某铬盐厂中试项目等等。但水合硫酸亚铁存正在的引入二次污染、修复能力无限和长效性差等问题亟待惹起相关各方的高度注沉。

  市道上常见水合硫酸亚铁(FeSO4·xH2O)为工业副产物,次要来历为采用硫酸法制备钛白粉过程出产的废渣,杂质含量(逛离水或铜、钙、镁、铝、锌、锰等)约10%,外不雅为浅绿色或其他附近颜色,曲不雅性状为结晶或颗粒形态,易溶于水,极易正在空气中潮解,因其二价铁成分易被氧化且发生水解过程而可较容易地构成酸性还原,故对建材、金属材料等具有必然的侵蚀性。价钱方面,常规档次FeSO4·xH2O价钱正在200-300元/吨,具有较着的价钱劣势,且较易获取,这也促使其成为低质量六价铬污染场地修复材料的首选缘由之一。因为缺乏对修复材料的质量管控的相关轨制和尺度,低质量工业级FeSO4·xH2O就堂而皇之地通过多种渠道进入修复场地中并被大量。

  单从六价铬的修复结果来看,正在轻度铬污染土壤修复过程中,低质量FeSO4·xH2O可通过还原感化发生必然的修复结果。例如,正在某六价铬污染场地,污染土壤中Cr(IV)浸出浓度为38.2 mg/L时,3%(质量比)的FeSO4·xH2O可使Cr(IV)的浸出浓度降低至0.5 mg/L以下。考虑其成本较低,针对中轻度六价铬污染土壤高投加比FeSO4·xH2O的现象屡禁不止。

  仅从短期一次性验收来看,对于中轻度污染六价铬污染土壤,正在目前宽松的验收要求下,简直可以或许达到修复方针。但短期及格并不料味持久不变无效,特别是对于六价铬污染土壤修复,“返黄”等现象一曲备受关心。以山东某六价铬污染场地为例,对利用分歧药剂修复的区域进行长达25个月的持久监测,数据显示操纵工业级七水硫酸亚铁管理的区域呈现严沉反弹的现象(从工程验收时的个位数飙升到100mg/kg 以上);廉价还原剂还导致地盘寸草不生(图1)。

  关于大气、水体管理的强制性法令办法多年前已出台,而关于土壤修复的相关政策正在2018年之前更多的是《土十条》所提“强化、监管、严控、防止”等指点性方针政策。国内的修复事业还处于成长初期,从场调、修复,甚至验收等诸环节都还不敷科学、严谨。针对六价铬污染土壤和地下水的修复,目前多为短期一次性的宽松验收要求,再加上低价中标、项目预算严重等等客不雅晦气要素,也为水合硫酸亚铁的利用供给了机遇。即将于2019年1月1日起头实行的《土壤污染防治法》,将环保“权利”取“义务”实正意义上落地,严沉有违职业操守者将被“终身”好像头上悬着的达摩克利斯之剑,此后,场地修复的高效性和长效性必然将逐步构成业内规范,低价、糊弄、制假等丑恶将无处遁形。

  本文做者正在2015年颁发的“沉金属不变化的手艺特征及监管若干”【1】一文早已提出不变化手艺方案必需考虑的五大体素:(1)天然前提下不变化结果的持久性,(2)工艺及药剂的顺应性和无效性,(3)工艺及药剂的敌对性,(4)避免药剂的高投加比和土体体积膨缩,和(5)不变化药剂的性价比。正在此我们就针对水合硫酸亚铁的缺陷取上述要素(或称为评判原则)加以比对。

  市道上常见的工业级FeSO4·xH2O的来历多为工业副产物,其往往存正在各类各样的品题,通过度析水合硫酸亚铁中沉金属杂质的浸出浓度,取地下水质量尺度(GB/T14848-2017 )比拟,涉及多种沉金属元素超标。如表1所示,正在3种工业级FeSO4·xH2O中,着锌、铅、铬、镍、锑等沉金属,某些厂家(编号为GY-KF)的FeSO4·xH2O中六价铬的浸出浓度竟然跨越地下水Ⅲ类尺度1000倍以上。此类材料本身就是污染材料,答应其正在场地修复上使用,取前述评判尺度(3)相悖,取绿色修复的相悖,对场地而言无疑落井下石。

  其次,FeSO4·xH2O材猜中含有较大比沉的SO42-阴离子,大量利用势必正在土壤系统中引入大量硫酸盐,可导致酸性,形成侵蚀性问题,特别对于地盘再操纵规划涉及地下建建根本的此问题就更为凸起。目前,山东裕兴六价铬项目就明白要求修复药剂不得引入硫酸盐成分。

  零丁利用FeSO4·xH2O可必然程度上降低污染土壤中总铬取六价铬的浸出浓度以及碱消解六价铬含量,特别是正在早些年六价铬的污染修复项目遍及仅仅以碱消解六价铬含量这一项目标施行验收的环境下。本文做者正在2016年颁发的“六价铬污染土壤、地下水修复手艺最新进展及验收尺度”一文中初次正在国内指出碱消解“假阳性”问题,并呼吁“除碱消解法检测六价铬之外,按照本地环境选择水浸出或者模仿酸雨的硫酸硝酸法浸出,以评估土壤正在回填后天然形态下的六价铬浸出量,修复方针比照地下水III类或IV类尺度,逃加3、6、12个月时间节点的持续监测。其他例如植被恢复、微生物形态监测等可以或许评价土壤生物活性的方式也能够考虑做为弥补评估手段”【2】。此外,最新公布的扶植用地土壤污染风险管控尺度(GB36600-2018)把六价铬的筛选值定为3.0(一类用地)和5.7mg/kg(二类用地), 比晚年常见的六价铬污染场地验收尺度(如30、50、以至100mg/kg)严酷了良多。现在以这些严谨、严苛的验收尺度来权衡的线O就不堪任了,特别对于中沉程度的污染场地。例如,正在山东(SD)和甘肃(GS)污染场地中,高投加比(最高达10% w/w)的FeSO4·xH2O材料仍不克不及使六价铬浸出浓度降至地下水III类尺度(0.05mg/L)之下,总铬的浸出浓度更是远高于污水综排尺度(1.5mg/L)(图2)。所以,这取上述评判尺度(2)相悖。

  FeSO4·xH2O修复能力无限,其缘由次要归结于它的还原能力无限(FeSO4·xH2O材猜中的还原性组分为Fe2+,其还原能力较着低于零价铁,也低于同样能够用于六价铬还原不变化的多硫化钠/钙);正在空气及碱性场地前提下(较多铬污染场地呈现碱性)容易快速氧化,导致本身还原能力进一步削弱。

  水合硫酸亚铁修复六价铬污染场地呈现“返黄”现象已不足为奇,很可能取其还原能力无限,六价铬的还原后形态不敷不变相关。虽说其个中机理尚需深切研究,但这个现象已脚够曲不雅,容不得我们视而不见,更不克不及明知故犯。水合硫酸亚铁的短效性取前述评判尺度(1)相悖。

  2015年“若干”一文的颁发正在业内惹起很大反应及共识,其所倡导的“避免药剂的高投加比和土体体积膨缩(即要素4)”的也被业内普遍接管,这两三年间已慢慢使用到实践中。然而,水合硫酸亚铁因为其廉价易得、还原性弱等特征必定正在实践中被大剂量利用,10-20%w/w的投加比,估量还有比这更邪乎的,早已见责不怪。这明显取沉金属不变化工艺所倡导的低投加比准绳各走各路,高剂量投加高杂质物质至中更是不负义务的行为,正在只关心六价铬浓度变化的之下,严沉引入的其他沉金属的二次污染问题却被成心无意地轻忽了。

  综上可见,水合硫酸亚铁用于铬污染场地的修复存正在诸多短处,且取我们的评判尺度格格不入,亟待惹起业内普遍注沉,对其弃用早日构成共识。

  国内通过引进消化国际先辈手艺、结合或者自从研发,其实已有较为成熟的复合配方产物,并已获得国度沉点适用手艺,及环保手艺国际智汇平台百强手艺等承认,正在敌对、低投加比、快速收效、和中持久不变方面均展示较着劣势,正在国内的山东裕兴、云南陆良、云南牟定等多个项目上遭到相关各方好评【2,3】,图3展现的就是利用如许的优良品牌产物修复的本来寸草不生的铬污染土壤从头焕发了朝气,长出苔藓。

  现阶段,FeSO4·xH2O材料的过往已然成为汗青教训。客不雅认识其好坏之处,方可污染修复盲区的实伪。做为环保人,我们生于斯,长于斯,以仆人翁、工匠看待修复项目,摒弃低价中标,选择平安、有质量的修复材料,还祖国大好河山一片!

  1.单晖峰,沉金属不变化的手艺特征及监管若干,生态修复网专栏文章

  2.单晖峰,六价铬污染土壤、地下水修复手艺最新进展及验收尺度,中国修复网

  3.单晖峰,沉金属不变化手艺的最新进展及工程实践, 工程 2017 年第35 卷,443-447

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