渗透反应格栅修复铬污染地下水的试验研究_孟凡生

渗透反应格栅修复铬污染地下水的试验研究孟凡生1,2,王业耀2(1.中国环境科学研究院,北京100012;2.北京师范大学水科学研究院,北京100875)[摘要]试验用零价铁(Fe0)和活性炭作为反应介质,设计渗透反应格栅(PRB),对六价铬[Cr(Ⅵ)]污染地下水进行了实验室修复研究。试验结果表明:活性炭对Cr有一定的吸附作用;Fe0对Cr(Ⅵ)有较强的还原作用;Fe0和活性炭的协同作用有效地增强了Fe0PRB的处理能力;可以使Cr(Ⅵ)从20mg/L降低到0.05mg/L以下。冲洗试验表明,Fe0还原Cr(Ⅵ)生成Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀,而没有随着水体流动而流失到“下游”水体中。实验结果说明PRB技术治理Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的。[关键词]PRB;六价铬;零价铁;活性炭[中图分类号]X523[文献标识码]A[文章编号]1004-1184(2007)04-0096-04[收稿日期]2007-02-01[作者简介]孟凡生(1979-),男,山东临沂人,助理研究员,硕士,研究方向为地下水体污染控制与修复。StudyonPRBRemediationofGroundwaterPollutedbyChromiumMENGFan-sheng1,2,WANGYe-yao2(ChineseResearchInstituteofEnvironmentalSciences,Beijing100012,China)Abstract:Inthispaper,zerovalentironandactivatedcarbonwereusedtodesignpermeablereactivebarrier(PRB)tostudythefeasibilityandtheefficiencyofPRBtechnologyintheremediationofchromium-pollutedgroundwater.Theresultsshowedthatactivatedcarbonabsorbedsomechromium,zerovalentironstronglyreducedCr(Ⅵ),andthesynergiceffectscanimprovetheremediationcapacityofFe0PRB,Cr(Ⅵ)decreasedfrom100mg/Ltolessthan0.05mg/L,whichmeetsthewaterqualitystandardfordrinkingwater.DynamicPRBflushingexperimentsshowedthattheCr3+generatedfromCr6+werereducedtoformCr(OH)3andprecipitatedotherthantransportedtothe“downstream”waterbody.Basedonthelabexperimentalresults,itisfeasibletoremediateCr(Ⅵ)-pollutedgroundwaterbyFe0PRB.Keywords:PRB;HexavalentChromium;zerovalentiron;activatedcarbon地下水资源在我国水资源中占有举足轻重的地位,由于其分布广、水质好、不易被污染、调蓄能力强、供水保证程度高,正被越来越广泛地开发利用。尤其在中国北方、干旱半干旱地区的许多地区和城市,地下水成为重要的甚至唯一的水源。但随着社会经济的发展,大量排放的工业废物、农业污染物、城市生活垃圾的恣意排放,以及地下水无序的开发,使地下水逐渐受到污染[1]。我国的地下水污染已经呈现出由点向面演化、由东部向西部扩展、由城市向农村蔓延、由局部向区域扩散的趋势;污染物组分则由无机向有机发展,危害程度日趋严重;地下水污染面积不断扩大,污染程度不断加重。其中很多重金属为“三致”物质,对人体健康造成重大危害,如铬存在的价态范围从-2到+6,其中Cr(Ⅵ)毒性最强,它具有透过生物膜的作用,为致癌物质。我国许多地方的地下水中Cr(Ⅵ)严重超标,如锦州铁合金厂造成周围大范围的地下水被Cr(Ⅵ)严重污染,超过标准200多倍,无法饮用[2],包头第二化工厂产生的含铬废渣对包头市韩庆坝地区的地下水造成严重污染,Cr(Ⅵ)的质量浓度超标上千倍。目前,发达国家已经投入大量人力物力对污染地下水进行修复,原位修复技术得到了迅速发展,其中渗透反应格栅(PermeableReactiveBarrier,简称PRB)技术便是迅速发展的一种原位修复技术。PRB一般安装在地下蓄水层,垂直于地下水流向,随着污染地下水流经此反应介质,通过吸附、沉淀、氧化还原、生物降解等机理,使污染物浓度降低[3]。在欧美PRB已经成