周 文

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450000)

PRB修复技术在地下水铬污染领域应用初探

周 文

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质环境调查院，河南 郑州 450000)

铬作为重要的工业原料，在工业生产中占据非常关键的位置，对我国工业的发展具有较为关键的作用。但是铬在生产的过程中会产生铬渣，这种物质是重污染资源，对周围环境影响严重，特别是地下水，铬通过土壤渗透到地下水中，对人体在成严重的危害。在进行水污染的处理中，传统抽出法消耗时间较长，效率较低，地下水净化效果较差，需采用科学的方法对地下水中铬污染进行全面控制，通过对PRB修复试验技术在地下水中铬污染方面的分析，对PRB修复技术中反映介质及修复技术介质吸附原理进行探讨，发现在研究地下水铬污染方面，PRB修复技术更加科学合理，在治理地下水过程中能达到良好效果，为地下水整体质量提高创造良好条件。

铬污染；地下水；PRB修复试验

铬作为重金属强毒性的物质，如果渗透到地下水中对地下水的危害是相当严重的，但是目前因为其在工业中使用的范围较大，铬污染的治理成为关键的问题，需要采用科学的方法对地下水进行全面的控制，使用PRB修复技术，将活性炭和0阶铁元素作为主要的介质，通过科学的方法对地下水进行净化，进一步减少地下水受到污染的情况，对地下水的使用质量进行保护，对传统的地下水净化方法进行改进，从而进一步提升地下水的质量，保障人们的身心财产安全。

1 铬污染地下水PRB修复现状分析

我国是世界上最大的铬盐出口国家，铬盐的生产可想而知，在我国工作生产中占据非常重要的比例，这些生产商家在进行铬渣处理的过程中存在较多的随意性，没有按照规范的方法对铬渣进行环保的处理，造成铬渣随着雨水等各个位置的冲刷深入到地下水中，对地下水造成污染，并且污染持续的时间较长，在这样的情况下需要对地下水污染情况进行全面的治理，进一步对铬污染对地下水的污染情况进行治理，保证铬盐生产区域地下水进行情况进行治理，保证该地区地下水的水质情况，对地下水进行更加科学的管理。

在进行地下水治理的过程中传统的抽出净化的方式在技术上面还是存在较多的优势，首先来讲处理的周期较短，收到的效果也是较好的，但是在管理的过程中耗费的各项费用过高，并且过分的抽取地下水容易出现地下水位的下沉，对地下水的结构造成一定的污染。渗透反应墙技术也是其中使用较多的方法，其技术的特点是不破坏地下水流的情况，但是在进行处理的过程中过于繁琐，对于污染的治理程度也是较低的，造成地下水治理中出现较多的问题。而采用PRB技术是传统方法的创新，该技术在进行管理的过程中具有环保、高效的特点，并且消耗的成本较低，技术优势较为明显，对周边环境的污染较小，因此在进行地下水控制的过程中可以采用该技术对地下水进行净化，取得的效果更好。

我国进行PRB技术的研究起步较早，目前使用较多的是活性炭和零阶铁为主要反映介质的方法，通过实际的实验可以发现活性炭对铬渣中的六阶铬元素有一定的吸附作用，而零价铁对其有较强的还原作用，通过该种方法可以将其中的有害物质进行去除，从而增加技术的使用效果，为地下水的净化提供必要的方法。PRB技术在进行地下水净化的过程中主要是为了达到某种治理化境污染的目标而存在的，在进行反映的过程中将污染物进行阻隔，并且转化为环境可以接受的形式，但是尽量不去破坏地下水的流动性，因此在进行反映的过程中主要是采用一些还原剂和氧化剂的方式对物质进行反映，然后采用合理的方式对其中的各项物质进行治理。

2 PRB修复技术在铬污染地下水反映中的介质分析

反映介质是进行污染处理的重要内容，因此在进行介质选择的过程中需要具备一些基本的要求：(1)在进行介质选择的过程中需要保证在反映的过程中具有较强的吸附和降解作用，并且在进行管理的过程中需要保持较长的时间，同时结构较为稳定，在进行地下水控制的过程中不容易反生性状的变化，在地下水中较为稳定。(2)具有较强的抗腐蚀性，可以在水中保持原本的状态，并且渗透系数需要是含水层渗透系数的2倍甚至更多，这样可以在墙体安装完成之后减少对周围水文地质变化的影响。最后，反映介质在选择的过程中需要保证颗粒的均匀性，选择易于使用的反应物作为基本的介质，这样可以提升反应物的效率，将地下水的反映进行更加规范化的管理。

3 PRB修复技术介质吸附原理

3.1 活性炭吸附技术

活性炭去除铬渣中的六阶铬离子主要是依靠其自身的性质，首先活性炭本身具有较多的微孔结构和较大的体积，因此具有较强的吸附力，可以将地下水中的一些有害物质进行吸附，这方面的反映主要是依靠的物理性质，但是其自身的化学性质也可以对铬渣中的有害物质进行去除，活性炭在进行吸附物质的过程中能够对物质进行酸化的处理，碳物质表面的羟基聚乙二醇等物质可以将其铬渣中的六阶铬离子通过静电的吸附作用进行反映，并将其中的物质进行还原，从而更好的实现对地下水的净化。

活性炭在进行净化处理得过程中达到的效果需要进行相关的实验，首先在不同的温度下进行测试，常温下以及非常温下的测试效果是不同的，常温下进行测试可以将地下水净化结果进行分析中发现，使用活性炭进行吸附效果可以达到90%以上，对地下水的处理效果还是较好的，对污染的治理可以达到预期的效果。其次，在进行使用的过程中活性炭的不会产生其余的污染，当吸附达到饱和的过程后可以进行处理之后重复使用，减少了成本的消耗，达到较好的净化效果。最后，在进行活性炭的反应中，可以对其进行改性，将铁元素加入到管理中，这样可以取得较好的性能特点，将活性炭表面积进一步增加了，引入了较多的酸性作用物质，这样可以将吸附能力进行全面的提升，使铬的内部粒子和外部传质进行扩散，从而提升整体的传递质量，为物质的净化提供必要的条件。

3.2 还原反应介质

铁和铁粉是重要的还原反映介质，在地下水净化的过程中加入一定量的铁粉末，将其中中的六阶铬离子进行还原，价格较为低廉，并且取材方便。基本的反映原理为：铁遇到水的条件下变为二阶的铁离子，即Fe2+，然后与地下水中的铬元素反映，并伴随氢离子的加入，形成铁离子、钢结构以及水，这个反应中对地下水造成的伤害几乎不存在，反映公式为：

Cr2O72++6Fe2++14H+⟹2Cr3++6Fe3++7H2O

(1)

从反映公式中可以看出，其中的六阶铬离子被还原，在净化的过程中不仅达到了对水质净化的效果，还原的过程中不会产生其他的有害物质，造成整体的反映符合技术的需要，对整个地下的治理取得较好的效果。但是在进行管理的过程中需要关注铁粉处理铬污染废水的反应主要发生在铁粉的表面，铁粉内部没有发生反应，因此铁粉粒径越小，对Cr(Ⅵ)的去除效果越好，铁粉的利用效率越高，因此在管理中需要对这些问题进行全面的关注，调节填料的渗透系数，增大填料的渗透性，使得该填料处理含铬废水时铁粉的利用效率得到增大。

3.3 混合介质反映

混合介质是将零阶铁离子和活性炭进行结合的方式，在进行地下水治理的过程中，将零价的铁离子在有氧的条件下和无氧的情况下进行分析，虽然都可以发生电池腐蚀反应，这样可以将其中的铁进行还原，使得铁离子的性能进一步增强，同时较大的活性活性炭涉及范围，可以将铁粉和活性炭进行分散，降低其中因为铁的沉淀造成的污染，对其中的铁离子进行分解，减少其中的腐蚀性，使得水体的酸碱值发生变化，将活性炭进行酸化，增加活性炭的活力。以零价铁离子和活性炭混合的方式进行铬渣处理，相较于单一的方法来讲收到的效果更加明显，可以将其中的浓度进一步降低，更加全面的对地下水问题进行控制。

3.4 中间介质反应

中间介质的反应也是其中较为关键的方法，有时在进行反应的过程中，如果一次性反应较为困难，可以借助中间介质进行处理，将反应的整个过程进行人为的延长，对反映过程中生成的大量的些难溶物填充于介质间导致PRB反应器堵塞的问题进行关注，这样可以增加反应的安全性，提升整体反应的质量。例如在进行处理的过程中，以零价铁和堆肥混合物作为反应介质的 PRB 去除 Cr(Ⅵ)的效果比单独以堆肥或铁粉为介质的反应柱好，去除效果稳定、长效，Cr(Ⅵ)的去除率接近 100%。铬离子在反应的过程中可以借助堆肥物质的中间反应环节，对反应链进行延伸，将以一阶铁离子在反应到整体控制中，进行反应还原为二阶的铁离子，这样的过程中可以将反应的过程进行全面的提升，保证管理的质量，合理的对整体的管理情况进行控制，为质量的提升创造良好的条件。

4 结语

铬污染的治理是我国污染的主要原因，对环境的发展和人们的身心健康造成较为严重的影响，特别是地下水的问题，直接关系到人们的身心健康，因此需要制定更加科学的方法对地下水进行合理的控制，采用更加科学的管理方法，对地下水进行全面的控制，将出现污染的情况进行合理的控制，对技术进行全面的管理，保证地下水的实用安全。在进行方法创新方面，将原本抽出的方法进行多样化的发展，采用活性炭和铁还原的方式，将污染净化效果进行提升，更好的对地下水水质进行管理，保证在铬盐生产区域的地下水使用安全，对PRB技术进行更加规范的使用，保证地下水的安全性。

[1]王惠东,王艳芬,曾云嵘.PRB技术修复地下水污染的研究现状[J].江西化工.2016.06:24-26.

[2]袁玉英,李福林,陈学群,等.PRB反应介质修复地下水中硝酸盐的试验研究[A].中国农业生态环境保护协会.十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C].中国农业生态环境保护协会.2011:6.

[3]李海婷,迟宝明,贺存哲,等.PRB修复地下水污染的应用与研究进展[J/OL].安徽农业科学.2015(19).

2017-03-14

周文(1981-)，女，河南新乡人，工程师，主要从事水文地质、工程地质及环境地质等方面工作。

X523

B

1004-1184(2017)04-0084-02