鉻污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)及其進(jìn)展
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人類活動(dòng)對(duì)生存環(huán)境的沖擊越來(lái)越嚴(yán)重。制革工業(yè)由于廢棄物的隨意排放和填埋，對(duì)環(huán)境的影響已經(jīng)到了不可忽視的程度。已有許多報(bào)道提到制革廢水的隨意排放導(dǎo)致土壤和地下水中檢測(cè)到鉻的污染。尤其是六價(jià)鉻的污染。同時(shí)，在填埋地周圍由于防滲措施不規(guī)范，土壤重金屬下滲現(xiàn)象更為嚴(yán)重。在我國(guó)還有8％的制革污泥只經(jīng)過簡(jiǎn)單的堆肥處理就直接應(yīng)用于農(nóng)田，導(dǎo)致土壤環(huán)境質(zhì)量迅速下降，同時(shí)出現(xiàn)了糧食食品重金屬超標(biāo)現(xiàn)象。
以往研究對(duì)鉻在環(huán)境中的遷移和生態(tài)安爭(zhēng)性研究中，均強(qiáng)調(diào)了六價(jià)鉻的毒性而忽視了因總鉻量的提高導(dǎo)致的環(huán)境安全性。由于長(zhǎng)期人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響，使生態(tài)環(huán)境變得日益脆弱，從而導(dǎo)致在現(xiàn)有環(huán)境條件下出現(xiàn)了許多新的環(huán)境問題。污染環(huán)境的修復(fù)技術(shù)就是在這一前提下提出來(lái)的。
環(huán)境修復(fù)技術(shù)(EnvironmentalRemediation)是指將污染事故的現(xiàn)場(chǎng)通過補(bǔ)救的方式得以恢復(fù)的技術(shù)手段。它包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等方法。前述的固定化/固化法(Solidification/Stabilization)、氧化還原電位調(diào)整法(或化學(xué)還原法)等均是化學(xué)修復(fù)方法，在鉻污染的化學(xué)修復(fù)中，還有化學(xué)清洗法(Soilwashing)、電修復(fù)法(Electroremediation)等。
1.化學(xué)固定法
鉻污染的土壤可與某種膠黏混合(也可以輔以一定的還原劑，用于還原六價(jià)鉻)固定其中的鉻，使鉻不再向周圍環(huán)境遷移。在眾多的膠黏劑中，水泥和硅藻土被認(rèn)為是一種有效、易得和價(jià)廉的產(chǎn)品。試驗(yàn)表明，用硅藻土處理含鉻量從0.2％～2.6％不等的土壤，可將試驗(yàn)前淋濾液中六價(jià)鉻濃度由30mg/kg降低至5mg/kg以下，并可在處理后將其制磚。但采用該方法修復(fù)鉻污染土壤，需將土壤取出，處理成本較高，處理效果也有待進(jìn)一步提高。
2.化學(xué)還原法
化學(xué)還原法是一種原位修復(fù)方法(remediation)，即將土壤保持原狀、不進(jìn)行移動(dòng)的一種處理方法。其原理是利用鐵屑、硫酸亞鐵或其他一些容易得到的化學(xué)還原劑(tg可以輔以一定的膠黏劑)將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，形成難溶的化合物，從而降低鉻在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性，從而減輕鉻污染的危害。還原劑可以直接加入到土壤中，或者采用滲透性反應(yīng)柵(PermeableReactiveBarriers)的形式；瘜W(xué)還原法屬于原位修復(fù)方法，成本較低，有大規(guī)模應(yīng)用的可能。
3.化學(xué)清洗法
化學(xué)清洗法(SoilWashing)是利用水力壓頭推動(dòng)清洗液通過污染土壤而將鉻從土壤中清洗出去，然后再對(duì)含有鉻的清洗液進(jìn)行處理。清洗液可能含有某種配合劑(如EDTA等)，或者就是清水。化學(xué)清洗的總體效率既與清洗劑和污染物之間的作用有關(guān)，也與清洗劑本身的物理化學(xué)性質(zhì)及土壤對(duì)污染物、化學(xué)清洗劑的吸附作用等有關(guān)。應(yīng)選擇生物降解性好，不易造成土壤二次污染的清洗劑。如果可能，最好直接使用清水；瘜W(xué)清洗法費(fèi)用較低，操作人員不直接接觸污染物。但僅適用于砂壤等滲透系數(shù)大的土壤。
4.電修復(fù)法
電修復(fù)法(Electroremediation)是在20世紀(jì)90年代后才得到重視和發(fā)展的原位土壤修復(fù)技術(shù)。其基本原理是在鉻污染土壤兩端加上低壓直流電場(chǎng)，利用電場(chǎng)的遷移力，主要是電滲和電遷移的作用，將鉻遷移到陰極室(Cr3+)或陽(yáng)極室(Cr6+)，從而得到分離。電修復(fù)法治理鉻污染土壤的研究現(xiàn)在主要是Cr3+在電場(chǎng)下的遷移。
與化學(xué)清洗法、化學(xué)還原法相比，電修復(fù)具有耗費(fèi)人工少，接觸毒害物質(zhì)少，經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在治理孔徑小、滲透系數(shù)低的密質(zhì)土壤時(shí)，水力學(xué)壓力很難推動(dòng)清洗液或菌液在土壤間隙中流動(dòng)，傳質(zhì)過程受到很大的抑制，此時(shí)電滲流是強(qiáng)化傳質(zhì)的最有效途徑，因此，電修復(fù)技術(shù)的研究近年來(lái)引起人們的重視。
5.生物修復(fù)法
生物修復(fù)(Bioremediation)，也稱生物恢復(fù)或生物治理，是另一種重要的環(huán)境修復(fù)技術(shù)。近幾年來(lái)，生物修復(fù)在相關(guān)專業(yè)刊物上的出現(xiàn)頻率越來(lái)越高，在環(huán)境污染治理領(lǐng)域已經(jīng)成為了流行名詞。生物修復(fù)是利用生物對(duì)環(huán)境污染物的吸收、代謝、降解等功能，在環(huán)境中對(duì)污染物質(zhì)的降解起到催化的作用，即加速去除環(huán)境污染物的過程。一般是針對(duì)自然環(huán)境的污染而言，如常見的地下水污染生物修復(fù)、土壤污染生物修復(fù)等。生物修復(fù)既可以是一個(gè)受控的過程．也可以是一個(gè)自發(fā)的過程。
去除或清除環(huán)境中的污染物質(zhì)，有多種方法，如物理的方法、化學(xué)的方法和生物的方法。從一些主要的方法比較可知，生物方法是最好的，是最根本的和可以循環(huán)使用、永久受益的方法。比較而言，生物修復(fù)技術(shù)有許多方面的優(yōu)點(diǎn)污染物被完全從環(huán)境中去除；對(duì)周圍環(huán)境影響較；修復(fù)技術(shù)資金需要量；不產(chǎn)生二次污染；原位修復(fù)可使污染物在原地被清除，操作簡(jiǎn)便。
生物修復(fù)技術(shù)雖然發(fā)展過程不是很長(zhǎng)，但是形成了很多種各具特色的技術(shù)，這些技術(shù)可以分為兩類，即原位生物修復(fù)(bioremediation)和異位生物修復(fù)(bioremediation)。原位生物修復(fù)是將污染物質(zhì)在其所在位置進(jìn)行處理，無(wú)需將被污染的介質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，如地下水和土壤等。這樣就使得處理工程簡(jiǎn)化了很多，費(fèi)用也相應(yīng)降低。異位生物修復(fù)是要將被污染物污染的介質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，如將污染土壤挖出，然后對(duì)其進(jìn)行處理，處理完畢后又將回填到原處。這種方法增加了對(duì)被污染介質(zhì)的采掘與運(yùn)送工程和費(fèi)用。比較原位和異位生物修復(fù)的兩種方法，又可以發(fā)現(xiàn)原位生物修復(fù)的修復(fù)過程較難控制，因?yàn)楸晃廴镜慕橘|(zhì)在原位上，很難輔以人工措施。而異位生物修復(fù)由于將被污染介質(zhì)掘取出來(lái)，所以修復(fù)過程是可以進(jìn)行控制的．治理效率更高。
原位生物修復(fù)對(duì)鉻污染的治理與修復(fù)主要還是依靠原有被污染環(huán)境，應(yīng)用植物和微生物來(lái)治理鉻污染，F(xiàn)在鉻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環(huán)境補(bǔ)充經(jīng)過馴化的高效微生物，在優(yōu)化的操作條件下，通過生物還原反應(yīng)，將六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，從而修復(fù)被污染土壤。鉻污染的生物修復(fù)目前的研究還僅限于把水溶液中的六價(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。對(duì)于植物修復(fù)，目前還沒有找到可大量攝取鉻的超累積植物，對(duì)鉻在植物體內(nèi)遷移機(jī)制還需要大量的理論支持。目前從活性污泥、污泥消化池以及土壤中都分離出了對(duì)六價(jià)鉻有耐受性質(zhì)和還原能力的細(xì)菌。從已有的關(guān)于生物修復(fù)的研究報(bào)道可以推斷，應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)治理鉻污染土壤是一條值得研究的方法。相比于化學(xué)還原和化學(xué)清洗生物修復(fù)的優(yōu)勢(shì)在于不破壞植物生長(zhǎng)所需的土壤環(huán)境，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，可原地處理，操作簡(jiǎn)單。菌種的選育、生物還原作用的機(jī)理、過程的模擬和優(yōu)化等是提高鉻污染十壤生物修復(fù)效果的關(guān)鍵因素，需要系統(tǒng)地加以研究。
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