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土壤中铬的化学形态分析
来源:中国环境修复网 发布时间: 浏览量:

摘要:铬进入土壤中会发生吸附解吸行为,而且形态也会变化,因此对铬在土壤中的吸附解吸行为和赋存形态的研究可以使人们了解铬在土壤中的迁移转化状态,可为铬污染土壤治理技术的研究提供一定理论依据。该文对铬在土壤中的化学形态分析进行浅谈。

近年铬污染事件频繁发生,2011年云南曲靖发生的非法转移铬渣5000余t的事件震惊全国,另有29t铬渣在没有做任何防护措施下露天堆放,当地的土壤和水体均受到铬渣的污染。越来越多的铬进入到土壤环境中,土壤铬污染现场日益突出。

铬是一种比较稳定的重金属元素,在地壳中的丰度为200毫克/千克。铬在土壤中的含量,因成土母岩的不同变化范围很大,一般在100~500毫克/千克之间。土壤中存在许多活性组分,铬在其中易受吸附、氧化还原、沉淀及生物作用的影响。铬在土壤中的迁移转化,就是这些因素共同作用的结果。铬进入到土壤中最先发生的反应过程就是吸附作用,铬以溶液的形式存在时,迁移性较强,生物活性也较大,可能在土壤中发生扩散、迁移等过程。

铬在土壤中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种形态存在,但两者的毒性及化学行为相差很大,Cr(Ⅵ)主要以CrO42-,Cr2O72-,Cr(Ⅲ)主要以Cr3+和CrO2-等形式存在。上述存在形式在土壤中的迁移转化主要受土壤的pH值和氧化还原电位(Eh)的制约。不同形态的铬在一定条件下可以相互转化。土壤是一个极为复杂的体系,在不同的土壤中铬所表现出来的吸附行为也有所不同。

PH是影响土壤吸附铬非常重要的因素之一。它对铬在土壤中的迁移转化起着重要作用。pH<6.0时,吸附量随pH值的增加而增加;6.48.0时有下降趋势。在不同pH条件下,铬的溶解性与价态有关,对于大多数土壤pH值均在6.0~8.0之间,故三价铬在大多数土壤中都能被吸附固定。一般认为,土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随pH值升高而减少。pH达8.5时吸附量较小,之后变化趋于平稳。在中性、碱性土壤中及矿物的表面对Cr(Ⅵ)吸附能力很弱,容易发生迁移作用,在酸性土壤中则可通过被吸附于带正电荷的矿物表面而从溶液中去除H。土壤溶液中Cr(VI)减少量随pH上升而下降,从变化趋势上可以分为较快下降区、平稳下降区和急剧下降区。

有机质能够给土壤提供大量的中可变电荷,直接影响土壤对铬离子的吸附。腐殖酸是土壤有机质的重要组成部分,腐植酸中的羧基、酚羟基、羰基、铵基和甲氧基等,对土壤表面负电荷量的贡献率最高。

铬的形态直接影响其物理化学性质、生物毒性及环境行为。对于重金属铬的形态,目前还没有统一的定义及分类方法,其中以Tessier的五分法和BCR的四分法最为著名。

随着铬在工业上的广泛应用,越来越多的含铬污水灌溉农田,农用污泥中的铬在土壤—植物系统中的危害性日益引起人们的关注。重金属铬在土壤中以及植物体内的迁移转化规律,对研究制革污泥农用时铬的吸附、累积和迁移具有一定的指导意义。

虽然现在铬的形态分析已经受到人们尤其是环境工作者的重视,同时,如何防止分析过程中形态的改变、痕量污染或损失,实验试剂的纯度能否达到需要的检测下限等方面,也是今后形态分析中需要倍加关注的问题。