一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）的钝化方法技术

本发明专利技术公开了一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）的钝化方法，以硫酸亚铁铵为钝化剂，加入农用地中对Cr（VI）进行钝化，通过氧化还原反应以及形成难容沉淀物而降低生物有效态Cr（VI）的含量，减小其在农用地中的危害。本发明专利技术可有效降低农用地中生物有效态Cr（VI）的含量，可用于农用地土壤Cr（VI）污染的治理与修复。本发明专利技术方法耗能低、成本低、原料易得，过程操作简单且无毒，有效期长，可大范围使用，有望成为治理农用地中生物有效态Cr（VI）污染的新方法。

A Passivation Method for Biologically Effective Cr(VI) in Polluted Agricultural Land

The invention discloses a passivation method for biologically available Cr (VI) in polluted agricultural land, using ammonium ferrous sulfate as passivating agent, adding to agricultural land to passivate Cr (VI), reducing the content of biologically available Cr (VI) by oxidation-reduction reaction and forming refractory precipitates, and reducing its harm in agricultural land. The invention can effectively reduce the content of biologically available Cr (VI) in agricultural land, and can be used for the treatment and remediation of soil Cr (VI) pollution in agricultural land. The method has the advantages of low energy consumption, low cost, easy availability of raw materials, simple operation and non-toxicity, long validity period, and can be widely used. It is expected to become a new method for controlling biologically effective Cr (VI) pollution in agricultural land.

【技术实现步骤摘要】
一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）的钝化方法
本专利技术属于环境监测与污染控制领域，特别涉及一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法。
技术介绍
铬是工业中十分重要的工业原料，在钢铁、汽车制造、影像等行业都有起到了十分关键的作用。铬在地壳中的含量为0.01%左右，居第17位，分布较为广泛。人体的健康与动植物的生长都与铬有关，铬是生物必需的微量元素之一。在人体内，三价铬可以协助胰岛素发挥其生物作用，但是Cr(VI)是对人体危害最大的八种化学物质之一，是国际公认的三种致癌金属之一，它会通过食物链数十倍的富集，再经由各种途径进入人体，对人体健康造成严重危害。因此对Cr（VI）污染的治理受到了人们越来越多的关注，成为一项重大课题。农用地中铬污染主要是污水灌溉造成的。农用地中的铬可以被植物吸收并且积累，最终危害人类。六价铬在高浓度时具有明显的局部刺激性和腐蚀性，会导致呼吸系统癌症的发生。吸入某些较高浓度的六价铬化合物会引起流鼻涕、打喷嚏、瘙痒、鼻出血、溃疡等症状。超大剂量铬的摄入会导致肾脏和肝脏的损伤、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。六价铬是高致敏性金属，皮肤接触会造成溃疡或过敏反应。重金属在土壤中有四种存在形态，分别为生物有效态（S1，包括水溶态及可交换态，碳酸盐结合态），铁锰氧化态（S2），有机结合态（S3）以及残渣态（S4）。四种存在形态的迁移性依次减小，危害也依次降低，一般而言，S3和S4可以认为不造成毒性危害或者危害极低。S2有一定毒性，在适当条件下可以重新转化为S1，即毒性最大的形态。因此，有效降低农用地中生物有效态Cr（VI）的含量是减少Cr（VI）对农用地和农产品安全以及人类健康威胁的关键，生物有效态Cr（VI）含量的降低也是衡量修复效果的重要指标。硫酸亚铁铵俗称摩尔盐，是一种蓝绿色无机复盐，具有还原性，毒性极低，用途十分广泛，可以作净水剂，是无机化学工业中制取其它铁化合物的原料，也可用作印染工业的媒染剂，制革工业中用于鞣革，木材工业中用作防腐剂，医药中用于治疗缺铁性贫血，农业中施用于缺铁性农用地，畜牧业中用作饲料添加剂等，还可以与鞣酸、没食子酸等混合后配置蓝黑墨水。由于硫酸亚铁铵具有还原性，可以用于农用地中Cr（VI）污染的修复。要在农用地中加入的亚铁盐的量足够且适量，农用地中的Cr（VI）几乎可以被完全还原，此外，亚铁盐被氧化生成的三价铁还能与Cr（III）进一步形成CrxFe1-x(OH)3固溶体沉淀，该沉淀的溶解性极低，可以在很大程度上降低农用地中Cr（III）的迁移性，从而进一步提高修复效果。本着环境友好的原则，本专利技术采用成本低廉、环境污染小或不造成环境污染的试剂，以操作简单，耗能低、过程简单的方法用于Cr（VI）污染农用地的修复，不仅可以解决Cr（VI）污染问题，还具有一定社会效益。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法，以硫酸亚铁铵为修复剂，能够有效降低农用地中生物有效态Cr（VI）含量，并有效降低Cr的迁移性和Cr（VI）毒性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）的钝化方法，步骤如下：将一定量的硫酸亚铁铵加入到Cr（VI）污染土壤中，一段时间后对土壤中Cr（VI）进行浸出试验得到Cr（VI）溶液，采用二苯碳酰二肼分光光度法对Cr（VI）溶液进行浓度测试，测试波长为540nm，从而测试得出生物有效态Cr（VI）的含量。以物质的量计，所述硫酸亚铁铵的添加量是土壤中生物有效态Cr（VI）含量的5.25-9倍。所述Cr（VI）污染土壤含水量为35%-85%。所述Cr（VI）污染土壤pH为5.5-8.5。对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法在农用地生物有效态Cr（VI）污染修复中的应用。本专利技术的有益效果：1.硫酸亚铁铵是一种无毒且成本低廉的物质，具有还原性，可将农用地中毒性较强的Cr（VI）还原为无毒性的Cr（III），降低农用地中Cr（VI）的生物毒性，提高农用地安全性和农作物安全性。2.亚铁盐被氧化生成的三价铁还能与Cr（III）进一步形成CrxFe1-x(OH)3固溶体沉淀，该沉淀的溶解性极低，可以在很大程度上降低农用地中Cr（III）的迁移性，从而进一步提高修复效果。3.硫酸亚铁铵中的铵离子可以作为氮肥，在修复Cr（VI）的同时增加农用地肥力。附图说明图1为实施例1-3硫酸亚铁铵添加量与修复效率关系图；图2为实施例4土壤含水量与修复效果关系图；图3为实施例5土壤酸度与修复效果关系图；图4为实施例6-8修复时间与修复效果关系图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限制本专利技术的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述专利技术的内容做出一些非本质的改进和调整。实施例1称取Cr（VI）含量为40mg/kg的土壤8份，每份15g，加入硫酸亚铁铵，加入硫酸亚铁铵的量是土壤中Cr（VI）物质的量的3倍、3.75倍、4.5倍、5.25倍、6倍、6.75倍、7.5倍、8.25倍和9倍。然后把土壤与其混匀，加入去离子水使土壤含水率在45%，调节土壤pH为6.5（用醋酸或氢氧化钠溶液调节），用玻璃棒搅匀，放置35天后将土样烘干。随后利用浸出毒性实验对土样浸提，浸出毒性实验的过程：分别称取1g上述土壤，加入8mLMgCl2溶液后25℃震荡1小时，离心，倒出上清液。在沉积物中加入8mL1MpH=5的醋酸钠溶液，震荡5小时候离心过滤，合并两次上清液，定容，即得到生物有效态Cr（VI）溶液。以二苯碳酰二肼分光光度法测试生物有效态Cr（VI）溶液的浓度，与未修复前土壤进行比较，8份土壤样品中生物有效态Cr（VI）的钝化效率可以达到65.52%-89.36%。实施例2称取Cr（VI）含量为100mg/kg的土壤8份，每份15g，加入硫酸亚铁铵，加入硫酸亚铁铵的量是土壤中Cr（VI）物质的量的3倍、3.75倍、4.5倍、5.25倍、6倍、6.75倍、7.5倍、8.25倍和9倍。然后把土壤与其混匀，加入去离子水使土壤含水率在45%，调节土壤pH为6.5（用醋酸或氢氧化钠溶液调节），用玻璃棒搅匀，放置35天后将土样烘干。随后利用浸出毒性实验对土样浸提，以二苯碳酰二肼分光光度法测试生物有效态Cr（VI）浓度，与未修复前土壤进行比较，8份土壤样品中生物有效态Cr（VI）的钝化效率可以达到65.52%-92.87%。实施例3称取Cr（VI）含量为350mg/kg的土壤8份，每份15g，加入硫酸亚铁铵，加入硫酸亚铁铵的量是土壤中Cr（VI）物质的量的3倍、3.75倍、4.5倍、5.25倍、6倍、6.75倍、7.5倍、8.25倍和9倍。然后把土壤与其混匀，加入去离子水使土壤含水率在45%，调节土壤pH为6.5（用醋酸或氢氧化钠溶液调节），用玻璃棒搅匀，放置35天后将土样烘干。随后利用浸出毒性实验对土样浸提，以二苯碳酰二肼分光光度法测试生物有效态Cr（VI）浓度，与未修复前土壤进行比较，8份土壤样品中生物有效态Cr（VI）的钝化效率可以达到64.27%-99.04%。从图1可以看出，当硫酸亚铁铵添加量低于Cr（VI）物质的量的5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法，其特征在于步骤如下：将一定量的硫酸亚铁铵加入到Cr（VI）污染土壤中，一段时间后对土壤中Cr（VI）进行浸出试验得到Cr（VI）溶液，采用二苯碳酰二肼分光光度法对Cr（VI）溶液进行浓度测试，测试波长为540nm，从而测试得出生物有效态Cr（VI）的含量。

【技术特征摘要】
1.一种对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法，其特征在于步骤如下：将一定量的硫酸亚铁铵加入到Cr（VI）污染土壤中，一段时间后对土壤中Cr（VI）进行浸出试验得到Cr（VI）溶液，采用二苯碳酰二肼分光光度法对Cr（VI）溶液进行浓度测试，测试波长为540nm，从而测试得出生物有效态Cr（VI）的含量。2.根据权利要求1所述的对污染农用地中生物有效态Cr（VI）钝化的方法，其特征在于：以物质的量计，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德亮，常志显，张力文，冀文文，种瑞峰，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41