工业生产过程中产生的含铬废渣的不当处置会产生大量的铬污染土壤,如果不加以修复会对周围生态环境造成威胁,而靠近水源地或人口聚集区的污染地块更是会对人类带来健康危险。本研究以某工业废弃地的铬污染土壤为供试土壤,分别采用振荡淋洗法和土柱淋洗法研究柠檬酸、草酸和盐酸单一淋洗以及复合淋洗对供试土壤中铬去除动态和修复效果,并对淋洗前后土壤铬的化学形态变化,土壤颗粒微观界面形貌变化和元素组成差异以及铬的氧化还原状态的变化进行分析,探讨修复效果。(1)采用室内振荡淋洗技术探究了不同淋洗剂(盐酸、柠檬酸和草酸)以顺序投加或混合投加的方式淋洗某铬渣堆场受铬污染土壤,并对其淋洗前后土壤中铬的形态变化进行了分析。研究结果表明:复合淋洗较单一淋洗能显著提高铬污染土壤中总铬的去除率,且顺序复合淋洗的去除效果要显著优于混合复合淋洗(p0.05)。不同复合淋洗方案对不同类型铬污染土壤的效果不同,可通过根据实际情况选择最佳复合淋洗方案。(2)采用模拟原位土柱淋洗实验探究了不同淋洗剂(盐酸、柠檬酸和草酸)的淋洗体积对铬污染土壤中铬的淋出效果。结果表明,以15个土壤孔隙体积的0.5 mol/L草酸溶液为淋洗剂时的修复效果最佳,其对土壤中的总Cr累计淋出量为3985 mg/kg;对土壤深度为10、20和30 cm处的总Cr去除率分别为93%、90%和87%,Cr(VI)去除率为96%、92%和86%;土壤Cr(VI)和总Cr去除率随着土壤深度的增加而降低,有在底部累积的可能;淋洗后土壤明显酸化,pH值从10.5降至3左右;以草酸作为淋洗剂对土壤中除残渣态铬以外的其他各形态的铬都有极佳的去效果,可将土壤固相中的铬转化为溶于水的化学形态,这有助于土壤中铬的淋出。(3)由于酸的非选择性,酸淋洗不仅使土壤中的铬淋出,还会提高土壤中其他盐基离子的化学迁移能力并使土壤状态发生变化。通过研究柠檬酸,盐酸和草酸对土壤淋洗过程中铁(Fe),钙(Ca),镁(Mg)和锰(Mn)的淋出动态及其淋出动力学,探究其与土壤中铬的淋出的相关性;并对淋洗前后的土壤进行显微镜检和X射线光谱分析,探究淋洗机制;通过体外胃肠模拟实验探究淋洗前后土壤中铬的生物可给性。结果表明,用酸淋洗能使土壤中Ca,Mg,Fe和Mn大量淋失,Cr的淋出与Ca,Mg,Fe和Mn高度相关。淋洗动力学分析表明,有机酸草酸、柠檬酸和铬的络合或螯合反应产物的产物层的扩散阻力控制了淋出反应速率;而盐酸淋洗过程中土壤颗粒因酸溶作用而收缩的反应速率对铬淋出速率起控制作用;其他金属元素淋出的反应速率主要受化学反应而导致的土壤颗粒反应内核收缩控制。扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析显示土壤表面的铬主要与土壤矿物组分相互作用,土壤经酸淋洗后土壤颗粒表面矿物学和形态发生显著变化,一些长石和硅酸盐基矿物质结晶相消失并形成了一些新的由草酸与钙和柠檬酸与铝络合产生的不溶性矿物结晶相。X射线光电子能谱仪(XPS)分析结果表明,铬污染土壤表面和土壤固相结合的铬的价态较复杂,但基本以Cr(III)为主,同时还有Cr(VI)和其他价态铬的存在。酸淋洗后,所有铬峰均下降,其中草酸对土壤颗粒表面的铬化合物螯合还原和淋出作用最明显,对土壤中所有价态铬的淋洗效果最好。综合来看,SEM-EDS结合XRD、XPS是检测土壤组分对Cr的亲和力的有效工具。