鉻渣中Cr(Ⅵ)溶解釋放及其在土壤中遷移規(guī)律研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)鉻鹽生產(chǎn)大國(guó)，每年產(chǎn)生鉻渣達(dá)600萬噸，由于缺乏有效處理設(shè)施導(dǎo)致堆存的鉻渣釋放Cr(Ⅵ)對(duì)土壤和地下水造成嚴(yán)重污染。湖南某企業(yè)鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量鉻渣，導(dǎo)致目前被污染土壤累計(jì)達(dá)1250萬噸，且隨著鉻渣中Cr(Ⅵ)的不斷溶出，被污染土壤仍將不斷增加。本論文以湖南某企業(yè)鉻渣堆場(chǎng)及被污染土壤為研究對(duì)象，對(duì)鉻渣中Cr(Ⅵ)溶解釋放機(jī)理及其在土壤中的遷移規(guī)律進(jìn)行了研究，從而預(yù)測(cè)Cr(Ⅵ)對(duì)地下水的影響。所得主要結(jié)論如下：
　　

2、 針對(duì)不同因素對(duì)鉻渣中Cr(Ⅵ)溶解釋放的影響，研究鉻渣中Cr(Ⅵ)的淋溶釋放動(dòng)力學(xué)機(jī)理，建立溶解釋放模型，為定量預(yù)測(cè)鉻渣中Cr(Ⅵ)對(duì)土壤的污染強(qiáng)度提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。通過靜動(dòng)態(tài)淋溶鉻渣實(shí)驗(yàn)后，得出鉻渣中鉻的淋溶釋放影響因素為淋溶的時(shí)間、固液比、粒徑大小、攪動(dòng)與否；利用動(dòng)態(tài)淋溶實(shí)驗(yàn)獲得的參數(shù)推導(dǎo)鉻渣中Cr(Ⅵ)的淋溶釋放模型，預(yù)測(cè)到當(dāng)?shù)劂t渣堆場(chǎng)中Cr(Ⅵ)最低釋放濃度為31.04mg/L，超過我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB574

3、9-2006)0.05mg/L的限值將近620倍。
　　 通過吸附特征和吸附動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，研究土壤中Cr(Ⅵ)的吸附行為，為預(yù)測(cè)土壤中Cr(Ⅵ)的運(yùn)移及控制其污染提供理論依據(jù)。不同溫度下，Cr(Ⅵ)5h內(nèi)均達(dá)到吸附平衡，符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附模型，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.999以上；熱力學(xué)分析可知土壤對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附是自發(fā)吸熱反應(yīng)，且土壤吸附Cr(Ⅵ)固/液界面的隨機(jī)無序性在土壤內(nèi)部發(fā)生；吸附量隨溶液pH的增加而下降，強(qiáng)堿性環(huán)境下吸附量很

4、低。吸附量隨Cr(Ⅵ)溶液初始濃度的增大而增大；不同溫度下土壤對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附與Langmiur等溫吸附模型相擬合。
　　 通過室內(nèi)土柱動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)，測(cè)定土壤介質(zhì)和水動(dòng)力模型參數(shù)，為模擬Cr(Ⅵ)在土壤中的遷移提供實(shí)測(cè)參數(shù)。結(jié)果表明Cr(Ⅵ)在土壤中較保守物質(zhì)氯離子有明顯的遲滯現(xiàn)象。穩(wěn)定滲透時(shí)，土壤滲透系數(shù)Kt為63.36mm/d；非飽和土壤遷移條件下，土壤中Cr(Ⅵ)的吸附分配系數(shù)Kd為1.17×10-3m3/kg；由于土壤

5、含水率并非常數(shù)，所以非飽和土壤的遲滯因子Rd也非定值；飽和土壤遷移條件下，土壤中Cr（Ⅵ）的吸附分配系數(shù)Kd為0.054×10-3m3/㎏，遲滯因子Rd為1.17。
　　 依據(jù)吸附試驗(yàn)、遷移試驗(yàn)及研究區(qū)域水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)，分別建立Cr（Ⅵ）在土壤非飽和及飽和區(qū)和遷移的水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型，為預(yù)測(cè)與防控土壤及地下水Cr（Ⅵ）污染提供理論依據(jù)。根據(jù)鉻渣中Cr（Ⅵ）的淋濾釋放模擬結(jié)果和研究區(qū)域地下水位鉆井?dāng)?shù)據(jù)，利用HYDRUS-ID（V3.00