土壤中鉻的遷移轉化及影響因素

2021-01-20 北極星環保網

北極星環境修復網訊:自然土壤中以Cr(III)和Cr(VI)形式存在的鉻，一定條件下可通過絡合、溶解沉澱、氧化還原、吸附解吸等過程發生遷移轉化。研究表明土壤中Cr(III)被錳的氧化物氧化成Cr(VI)和Cr(VI)被土壤中有機碳化合物還原成Cr(III)均為熱力學自發反應。土壤中將Cr(VI)還原成Cr(III)比將Cr(III)氧化成Cr(VI)更易發生，主要是因為土壤中大部分Cr(III)都是以沉澱的形式存在，故能被直接氧化的Cr(III)量較少。

改變土壤條件會影響鉻在土壤中遷移轉化，最終影響其結合形態。

影響土壤中鉻遷移轉化的因素概括起來有：pH值、土壤有機質、氧化還原電位、土壤類型、地下水運動方向等。pH對土壤中鉻的影響主要體現在高pH值有利於氧化反應的發生而低pH值有利於還原反應的發生。Arnfalk和Eary等研究發現pH主要影響土壤中Cr(VI)還原的速率和程度，酸性環境既能促進土壤礦物釋放更多種類的Fe(II)同水溶性的Cr(VI)反應，也可提高土壤有機物對Cr(VI)的還原速率。

Calder研究發現鉻在土壤中主要以Cr3+、CrO2-、CrO72-和CrO42-四種離子形態存在，其在土壤中遷移轉化狀況主要受土壤pH值和氧還化原電位(Eh)的制約。楊威研究得到氧化還原電位和pH值上升時有利於鐵錳氧化物結合態形成，而氧化還原電位降低或缺氧環境時，鐵錳氧化物結合態中的重金屬鍵可被還原而轉化成其它形態。

Makino研究發現土壤中的Cr(VI)可被有機質、碳水化合物、蛋白質等非腐殖質還原。Bartlet研究得到有氧環境下，當土壤中含有足夠發生還原反應的碳源時，Cr(VI)在弱鹼性條件下都能被還原成Cr(III)，且當表層土壤中有機質含量較高時，鉻酸鹽在土壤中的遷移較強。

Banks研究發現粘土礦物主要吸附以HCrO4-形態存在的Cr(VI)，吸附量隨pH升高而減小。Dhala得出當土壤粘粒和粉粒含量較高時，鉻被鐵錳氧化物吸附在土壤顆粒表面而難以提取出來，降低鉻在土壤中的遷移性。

徐慧等在水槽內進行Cr(VI)模擬遷移實驗，並填充新型殼聚糖作為滲透性反應柵(PRB)介質，得到地下水流速是影響Cr(VI)在含水層中遷移主要因素。

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