5.2.6化学还原在线视频

大家好

下面我们一起来学习化学还原技术

化学还原是向土壤中投加还原剂

通过化学还原作用

使土壤中污染物分解

或转化为无毒或低毒的物质

或降低其移动性

最终降低环境风险的过程或技术

常见化学还原技术中的还原剂

包括连二亚硫酸钠

亚硫酸氢钠

硫酸亚铁

多硫化钙

二价铁

零价铁等等

土壤化学还原

在现场修复工程应用时

常常通过构建化学活性反应区

或反应墙

当污染物通过这个特殊区域的时候

被降解或固定

这就是在现场中常用的

原位化学还原修复技术

原位化学还原是地下水治理的常用技术

也可用于污染土壤的治理与修复

如重金属污染土壤的还原

固定与去除

有机氯农药的脱氯降解等

PRB就是常用的地下水治理技术

后面我们也会专门对PRB技术

来进行介绍和学习

作为化学还原技术中的功能药剂

其还原剂至关重要

下面我们先来看一种常用的化学还原剂

即二氧化硫

我们可知二氧化硫可以将三价铁

还原成二价铁

同时将土壤中迁移态的敏感污染物

进行还原和固定

以降低其危害程度

我们还可将二氧化硫

溶解于碱性溶液中

以碳酸盐

和重碳酸盐做缓冲液注入土壤

二氧化硫是重金属

如铀、锝等常用的还原剂

可以将其还原为难溶态

另外六价铬酸盐

也可被二氧化硫还原为三价铬的氢氧化物

或铁、铬氢氧化物进行沉淀

然后将其转变为固定态

以降低其移动性和毒性

另外一种常见的

土壤化学还原剂是硫化氢

硫化氢可以对土壤中的重金属铬进行还原

从而降低其生物有效性和环境风险

如我们可以以硫化氢

来对六价铬污染土壤

进行原位修复

可以将六价铬还原成三价铬

继续转化成氢氧化铬沉淀

而硫化氢本身则转化成难溶的硫化物

另外在硫化氢

进行六价铬污染土壤的原位修复过程中

由于硫化物是没有危险的

三价铬本身的生物毒性远低于六价铬

同时铬的氢氧化物溶解度又非常低

因此以硫化氢做还原剂

来对六价铬污染土壤进行原位修复

基本不会导致环境风险的产生和扩散

下面我们再来看一种在现场修复中

常用的还原剂即硫代硫酸钠

硫代硫酸钠

对铬污染土壤的修复效果

体现在硫的还原作用

而多种含硫还原剂

在污染土壤修复中的效率

是有顺序的

总体来说硫化钠的还原能力最强

其大于焦亚硫酸钠

大于硫代硫酸钠，大于亚硫酸钠

目前单独使用硫代硫酸钠作为还原剂

修复铬污染土壤的实际应用较少

一般是配合磷酸钠等药剂来联合进行使用

下面我们再来看另外一类

在土壤修复现场常用的还原剂，即铁剂

首先是零价铁

零价铁胶体是很强的还原剂

其能够脱掉很多氯代试剂中的氯离子

并将可迁移的含氧阴离子

如重铬酸根离子等

转化成难迁移的状态

纳米零价铁由于其粒径小

比表面积大等特性

可通过还原和吸附双重作用

降低土壤中六价铬的毒性

并且纳米零价铁可直接注入地下水中

将地下水中的污染物进行还原

其对六价铬的固定化原理

除作为电子供体以外

还包括对污染物的吸附

和共沉淀等作用

未经表面修饰和保护的纳米零价铁颗粒

很不稳定

容易产生凝聚

且易吸附到悬浮颗粒物

或沉积物表面

因此在纳米零价铁投入使用前

需要对其进行改性

有研究发现

通过修饰的纳米铁

如羧甲基纤维素

聚丙烯酸

淀粉

海泡石等对六价铬

均具有良好的固定化作用

下面我们来看

另外一种常用的

还原性铁剂，即亚铁

亚铁是一种优秀的还原剂

六价铬可被亚铁还原

生成氢氧化铬

或者是氢氧化铬与铁的络合物等固态形式

如硫化亚铁通过还原

和沉淀共同作用

可以还原土壤中的六价铬

这是它还原的常见公式

另外还有常用的其他化学还原剂

如有机酸

有机酸广泛存在于生物中

含有羧基的酸性有机化合物

如低分子量的羧酸

像酒石酸

柠檬酸

琥珀酸以及苹果酸等有机酸

可以对重金属离子产生螯合作用

可在重金属污染防治领域

发挥很大的作用

如可广泛应用于六价铬

等污染土壤的修复过程中

外加金属离子

可以显著提高有机酸的还原效率

另外在实际使用过程中

化学还原

还经常与其他修复技术

进行协同使用

如卤代烃污染土壤化学氧化

和化学还原协同修复

如复合有机污染场地土壤

高效强化化学氧化

和还原协同修复等等

下面我们就来看一个化学还原案例

我们来看张家口某机械厂原址

电镀污染场地

土壤修复工程

应用的是异位化学氧化加化学还原

结合固化稳定化协同技术

来修复六价铬和氰化物复合污染土壤

以及异位化学还原固化稳定化协同技术

修复单一铬污染土壤

我们首先来看该工程的修复技术路线

这是整体的修复技术路线图

在这样的场地里

0-3米的主要污染物

是复合污染

也就是六价格和氰化物复合污染

而3-5米是六价铬污染土壤

针对复合污染土壤

主要是刚才我们提到的化学氧化

加化学还原

和固化稳定化协同处理

而3-5米的六价铬污染土壤

主要是筛分预处理之后

化学还原和固化稳定化的

整体固定和处理

还涉及了

如果取样自检不合格之后

要回去进行进一步处理

最终是修复合格后验收

回填或者综合利用的过程

下面我们来看污染土壤具体的修复技术

第一种是铬和氰化物

复合污染土壤的修复

刚才我们提到

复合污染是0-3米的范围

将经过预处理的污染土壤与氧化药剂

主要是过硫酸钠

还原药剂主要是硫酸亚铁

和稳定化药剂

主要是氧化钙

按照药剂添加量分别为1%

1.5%和1%的

质量比进行混合

在破碎混合搅拌器作用下混合均匀

然后按照这样的

复合污染土壤修复技术路线

来详细开展

包括清挖

筛分

主要是筛分出建筑垃圾、砾石等等

然后在密闭大棚内

进行氧化、搅拌、混合药剂

包括刚才我们提到的氧化剂、还原剂

和固化稳定化药剂（氧化钙）等（投加）

最后进行养护

和整体修复

最后是我们在整体技术路线里面

提到的自检

和最终的验收回填和综合利用

那么针对3-5米的重金属

也就是六价铬污染土壤而言

主要是根据前期小试、中试试验

将经过预处理的污染土壤

与硫酸亚铁还原药剂

以及水泥等固化药剂

按照添加量

质量比为1.5%

和2%进行混合

在破碎混合搅拌器的作用下混合均匀

下面我们来看

六价铬污染土壤的

具体修复路线

和前面复合污染土壤修复

前期路线相似即包括清挖和筛分

对于六价铬污染

土壤的修复

主要是化学还原剂

和稳定剂混合之后的

养护以及取样自检和验收

回填及综合利用部分

对于污染土壤的整体修复效果而言

土壤六价铬和氰化物

由修复前

最大超标浓度为37.3mg/kg

186mg/kg

分别降低至未检出和0.6mg/kg

修复效果良好

其氰化物含量、六价铬含量

及六价铬浸出浓度

均低于对应的标准限值

22mg/kg

3.0mg/kg和0.5mg/kg

我们来看一下

修复后土壤的整体检测结果

我们可看在不同的待检区

无论是从氰化物的

检出结果

还有包括六价铬

和浸出液六价铬的浓度

基本都没有检出

所以我们说

整体修复效果非常良好

这就是化学还原技术

这一部分的主要内容

谢谢大家