重金属铬堆存场地土壤：地下水污染控制与修复

　　本书介绍了铬渣堆存场地污染控制与修复理论和方法，包括土壤和地下水系统污染物溶解释放规律、污染运移规律、污染修复技术，内容涵盖了铬渣污染场地调查、污染控制与修复方法及应用等，系统研究了从污染物堆存到污染修复的全过程。 本书针对铬渣污染场地开展从场地调查、铬渣淋滤到土壤-地下水系统污染、治理修复、安全利用等系统化研究，结合领域新的科研成果，具有较强的实用性和针对性，可供从事土壤及地下水污染控制与修复等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、生态工程及相关专业师生参阅。

　　李喜林，辽宁工程技术大学土木工程学院，给排水科学与工程系主任、副教授，博士，国家自然科学基金函评专家，阜新市海州区应急管理专家。现任给排水科学与工程系主任兼党支部书记。主要从事水-土污染控制与修复方向研究。先后主持国家自然科学基金项目、国家重点研发计划重点专项子课题等项目15项，参加国家自然科学基金项目、高等学校博士学科点专项科研基金等课题20余项。成果获辽宁省科技进步二等奖、辽宁省自然科学学术成果一等奖、中国商业联合会科学技术三等奖等奖励10余项。在国内外重要科技期刊和国际会议上发表论文30余篇，其中SCI、EI、ISTP检索收录6篇。参编教材3部，团体标准2部，授权发明专利2项。指导研究生18名。

第1章绪论1
1.1铬渣污染概况1
1.1.1铬渣来源1
1.1.2铬渣危害2
1.2国内外研究现状评述3
1.2.1铬渣渗滤液在土壤-地下水系统中的污染运移规律研究现状3
1.2.2铬污染土壤修复现状5
1.2.3含铬水体处理技术的国内外研究现状11
1.3铬污染场地研究及发展趋势13
参考文献15

第2章铬渣理化性质及铬污染场地调查21
2.1铬渣理化性质21
2.1.1铬渣样品采集21
2.1.2铬渣物理性质21
2.1.3铬渣化学成分22
2.1.4铬渣矿物组成22
2.2铬污染土壤-地下水系统的基本理论23
2.2.1多孔介质与流体连续介质23
2.2.2溶质对流24
2.2.3水动力弥散25
2.2.4化学反应作用26
2.3铬污染场地土壤及地下水污染调查31
2.3.1铬渣堆场周围地下水污染特征31
2.3.2铬渣堆场周围土体污染特征32
2.4铬污染土壤及地下水修复目标32
2.4.1铬的相关应用标准32
2.4.2铬污染土壤修复目标33
2.4.3铬污染地下水修复目标34
参考文献34

第3章铬渣-水相互作用污染物溶解释放规律35
3.1铬渣静态浸出实验35
3.1.1实验装置及实验方法35
3.1.2Cr（Ⅵ）测定方法36
3.1.3铬渣污染组分溶解释放特性36
3.1.4铬渣中Cr（Ⅵ）溶解释放的动力学机理43
3.2铬渣动态淋溶特征44
3.2.1实验装置及实验方法44
3.2.2实验过程44
3.2.3铬渣动态淋溶污染组分溶解释放规律45
参考文献49

第4章铬渣渗滤液在土壤-地下水系统中的运移规律50
4.1土壤采集及性质测定50
4.2土壤对铬渣渗滤液静态吸附实验51
4.2.1不同条件下土壤对铬吸附的影响研究51
4.2.2土壤对Cr（Ⅵ）的吸附动力学53
4.3铬渣渗滤液对土壤-地下水污染的动态规律59
4.3.1室内土柱动态模拟试验装置59
4.3.2土壤介质水动力弥散系数和弥散度测定60
4.3.3土壤介质渗透系数测定61
4.3.4Cr（Ⅵ）在土壤-地下水系统中的运移规律62
4.3.5污染物吸附分配系数和迟滞因子的确定65
4.4铬渣渗滤液非均质砂箱溶质运移模拟66
4.4.1试验装置66
4.4.2试验材料和方法66
4.4.3模拟含水层控制参数68
4.4.4试验方案和试验过程68
4.4.5试验结果69
参考文献77

第5章铬渣堆场渗滤液在土壤-地下水系统中的运移模型及数值解法78
5.1铬渣渗滤液污染物运移耦合模型建立78
5.1.1地下水渗流模型78
5.1.2污染物迁移模型79
5.1.3定解条件80
5.2铬渣渗滤液污染物运移耦合模型数值求解80
5.2.1渗流模型求解80
5.2.2污染物迁移模型求解86
参考文献92

第6章铬污染土还原-吸附-固化联合修复技术93
6.1联合修复材料优选94
6.1.1材料和方法94
6.1.2固化剂对铬污染土固化/稳定化96
6.1.3还原剂对铬污染土稳定化研究102
6.1.4吸附剂对铬污染土稳定化的影响研究106
6.1.5联合修复的双指标正交试验设计109
6.2联合修复铬污染土的力学特性113
6.2.1联合修复铬污染土无侧限抗压强度研究114
6.2.2联合修复铬污染土应力-应变本构模型121
6.3联合修复铬污染土的毒性浸出特性134
6.3.1含水量对联合修复铬污染土毒性浸出的影响134
6.3.2养护龄期对联合修复铬污染土毒性浸出的影响135
6.3.3铬含量对联合修复铬污染土毒性浸出的影响136
6.3.4浸提液pH值对联合修复铬污染土毒性浸出的影响137
6.4联合修复铬污染土的耐久性研究138
6.4.1试验方案138
6.4.2干湿循环条件下联合修复铬污染土的耐久性139
6.4.3冻融循环条件下联合修复铬污染土的耐久性146
参考文献151

第7章含铬废水还原-吸附联合处理技术153
7.1还原剂处理含铬废水中Cr（Ⅵ）方案优选154
7.1.1还原剂种类对Cr（Ⅵ）去除效果的影响154
7.1.2CaSx处理含铬废水中Cr（Ⅵ）试验研究155
7.1.3还原反应前后XRD微观分析157
7.2吸附剂处理含铬废水中Cr（Ⅲ）方案优选158
7.2.1吸附剂种类对Cr（Ⅲ）去除效果的影响158
7.2.2粉煤灰合成沸石吸附含铬废水中Cr（Ⅲ）试验研究159
7.2.3吸附动力学分析161
7.3响应曲面法优化CaSx-粉煤灰合成沸石联用处理含铬废水163
7.3.1响应曲面法优化设计163
7.3.2试验结果分析164
7.3.3响应面分析166
7.3.4优化设计方案169
7.4CaSx-粉煤灰合成沸石联用处理含铬废水动态试验169
7.4.1动态试验装置及方法169
7.4.2试验结果及分析170
参考文献173

第8章铬堆存场地含铬水体的生物处理技术174
8.1降铬菌株的驯化培养及鉴定174
8.1.1降铬菌株的培养驯化174
8.1.2菌株的鉴定178
8.2菌株处理高浓度含铬废水条件优化及机理分析181
8.2.1菌株处理含Cr（Ⅵ）废水的单因素试验181
8.2.2菌株处理含Cr（Ⅵ）废水的回归旋转实验184
8.2.3菌株降铬机理分析188
8.2.4菌株降铬的还原动力学研究189
8.3降铬菌株固定化包埋技术及生长条件优化191
8.3.1无机-有机杂化材料的制备191
8.3.2有机-无机杂化材料处理污染地下水试验192
8.3.3有机-无机杂化材料微观表征分析195
8.3.4纳米ZrO2-SRB固定化颗粒的制备196
8.3.5纳米ZrO2-SRB颗粒处理污染地下水的静态实验198
8.3.6纳米ZrO2-SRB颗粒的微观表征分析203
8.3.7纳米ZrO2-SRB颗粒处理污染地下水动力学及热力学分析204
8.4纳米ZrO2-SRB颗粒处理污染水的动态试验209
8.4.1动态试验装置设计210
8.4.2动态试验结果与分析211
参考文献218

第9章铬渣污染场地污染预测及修复污染土应用220
9.1铬渣污染场地污染控制及污染预测220
9.1.1沈阳铬渣堆场地下水污染模拟220
9.1.2锦州铬渣堆场地下水污染模拟232
9.2联合修复铬污染土用于路基填料数值模拟242
9.2.1工程概况243
9.2.2基本理论243
9.2.3路基模拟方案245
9.2.4计算结果及分析247
参考文献252

附录铬渣污染治理环境保护技术规范（暂行）（HJ/T 301—2007）253