随着人们环境保护意识的增强，污染土壤的修复问题在国内外都逐步受到重视，己成为环境科学研究的热点课题之一。铬是土壤中常见的污染物，在土壤中铬的存在形态十分复杂。一些研究表明，土壤中铬的存在形态主要以Cr(III)和Cr(VI)为主【1】，Cr(VI)是一种具有致癌性和致畸性的有毒物质【2】。
Cr(III)和Cr(VI)具有完全不同的物理性质和化学性质，Cr(III)在土壤中主要以Cr3+, Cr(OH)2+, Cr(OH)2+,Cr(OH)3,Cr(OH)4- , Cr(OH)52-形式存在，易与氧、氢氧化物、硫酸盐或有机质等结合形成难溶的鳌合物或沉淀，在土壤中具有生物有效性低和迁移性小的特点【3-4】。相反，Cr(VI)在土壤中并不以简单的Cr6+阳离子存在，而与氧结合，以CrO42--, HCrO4- ,Cr2072-形式存在，铬酸盐或重铬酸盐都是强氧化剂，在环境中的溶解性、迁移性大【3-4】。铬的存在形态决定了铬在土壤中的化学行为和生物毒性。农业土壤铬污染，会导致作物可食部的铬超标，铬通过食物链在作物中积累、转化，危害人类健康。
目前，针对于被重金属铬污染的工业场地，修复技术发展到现在主要分为两大类；一类是按照污染场地处置地点进行的分类，主要包括原位修复技术和异位修复技术。另一类是根据修复原理进行的分类，修复原理主要有两条:一是降低污染，即改变铬在土壤中的存在形
态，将Cr(VI)还原成毒性较小Cr(III)，降低其在环境中的迁移能力和生物可利用性;二是去除污染，如用清洗、回灌等技术将重金属变为易迁移的形态，再收集淋洗液中的重金属，或利用植物、微生物吸收土壤中重金属后再将植物割除焚烧等，最终达到去除土壤中铬污染的方法。常用的原位修复技术有客土、电动修复、稳定/固化等。常用的异位修复技术有异位清洗、挖掘、安全填埋等。
由于土体成分相当复杂，每种土体的矿物组成、有机质含量、颗粒级配、比表面积、pH等各不相同，所以不同土壤质地对铬迁移转化及修复的影响是不同的【5】。黄土是一种天然土，是我国典型的西部区域性土。根据对黄土结构的分析，其力学性质表现出明显的复杂性【6】。黄土的空隙系统及其特性主要有下列几方面【7】:
(1)由于黄土具有很细的粒度组成，使其具有极其发育的粒间孔隙和很大的孔隙度，一般孔隙度变化于38%~54%之间。
(2)黄土具有相当发育的聚粒或团粒结构，形成了较多的结构性大孔隙，大孔隙系数一般为1%~35%。
(3)在黄土层中由于风化及胀缩等应力作用发育着以垂向为主的各种原生和次生裂隙系统。
(4)在黄土中存在着由生物作用形成的大量根管和虫孔。
(5)人类活动还能在黄土中造成大的洞穴，其中包括隐伏洞空，它会使所在区的含水能力大增。
(6)由水的溶蚀和冲刷作用可形成各种形态的溶隙和溶孔。
(7)黄土的各种空隙特性随埋深的增加，因沉积、压密、重结晶及机械充填等作用，空隙率变小，并随物质组成和结构的变化而变化。
黄土的结构和空隙特性决定了黄土的基本水理性质，所以研究不同灌水量条件下黄土对重金属离子的吸附、解吸和迁移特性具有重要的意义。
数据分析：
总体说明：在土壤含水率和铬浓度一定的条件下，铬含量随土层深度的增大而减小，上层土壤铬含量明显高于下层土壤铬含量，呈负相关性。
1）当灌水量为120mm(3%含水率）时，土壤剖面含水量较小，灌水结束后没有渗出液，此时土壤尚未达到饱和含水量，属非饱和渗流。
（a）在0-30cm内，淋入的铬迅速被土壤吸附，土壤溶液中的铬离子与土壤基质吸粒发生充分的吸附作用，但并未达到土壤的最大吸附量；
（b）在30-40cm内，由于灌水量小，深层土壤未得到上层土壤水分的补给，土壤含水量在整个剖面中随土层深度的增加而减小，随着土层厚度的增加，在铬浓度一定的情况下，上层土壤对铬的吸附量增大，到达中层30-40cm内土壤中的铬含量就会明显减少（对比灌水量400mm，出现明显下降）；
（c）在40-60cm内，下层土壤水分含量较低，铬迁移速率变慢，由图中也可看出曲线斜率变缓。
2）当灌水量为240mm(6%含水率）时，随着灌水量的增大，同一土层深度的含水量逐渐增大，整个剖面的土壤含水量自上而下达到土壤的持水度。当铬浓度一定时，土层含水量越大，随水携带的铬离子越多，土壤对铬的吸附量越大，所以铬含量随土层深度的增加而减小。
3）当灌水量为400mm(10%含水率）时，即在大灌水量条件下，水分在达到土柱截面土壤的持水度后，土壤水分在重力作用下继续向下运动，土柱底部开始有渗出液流出。在上层土壤来不及吸附或达到吸附饱和的情况下，铬离子已经随水分向下迁移，但是随水携带的含铬离子一部分被上层土壤吸附固定后，进入下层土壤的铬离子减少，下层土壤能吸附的铬量减少，因此进入下层土壤的铬含量降低，也表现出土壤铬含量随土层深度的增加而减小。对比灌水量为240mm(6%含水率），含水量增大，铬离子在较高含水率条件下加快了渗透速度。

2.壳聚糖吸附六价铬
淋洗法是一种已成熟的土壤化学修复技术，是用淋洗液来淋洗污染土壤，使吸附固定在土壤颗粒上的重金属形成溶解性的离子或金属络合物，然后收集淋洗液回收重金属，并循环淋洗液。积极开发对环境污染小、易被生物降解、对重金属具有专一性的淋洗剂是研究的重点。
据研究文献报道，将有机鳌合剂作为淋洗剂施加于污染土壤，可提高重金属在土壤中活性，有效提高重金属的利用率和迁移率。鳌合剂活化土壤中重金属的机理是，施加到污染土壤中的鳌合剂溶液与土壤溶液中的重金属结合形成稳定的鳌合物，使得土壤溶液中的重金属浓度降低，为保持重金属在土壤液相和固相间的平衡，一部分重金属从土壤颗粒中解吸出来，转化为可溶态金属。常用的鳌合剂主要有两大类:人工合成鳌合剂和天然鳌合剂【8】。
壳聚糖作为一种生物螯合剂在近年来备受关注。壳聚糖分子链上含有大量的氨基和羟基，对金属离子等具有良好的吸附效果或絮凝作用，与其他吸附材料相比，壳聚糖用作吸附材料对铬(VI)离子进行吸附具有一定的优势。其一，壳聚糖来源广泛，是继纤维素之后的第二大可再生资源，具有良好的生物相容性和活性，可生物降解，既不会对环境造成二次污染，又能有效地提取土壤中得重金属而不破坏土壤的结构和特性;其二，在土壤酸碱性能发生变化时，被吸附的重金属铬(VI)离子具有不会析出等优点，同时可以对重金属铬(VI)离子起到很好的富集作用【8-10】。 因此壳聚糖被广泛应用于处理重金属污染。壳聚糖作为高分子聚合物，研究者主要将其应用于开发重金属污染废水的治理技术，而将其应用于重金属污染土壤的修复技术尚比较少见。虽然，在修复重金属污染废水和污染土壤的作用机理相近，但是土壤系统相对来说比较复杂，土壤中产生反应所涉及的影响因素很多，当壳聚糖溶液施入土壤后，壳聚糖分子并不只是与土壤中的重金属离子发生简单化学作用来改变其离子形态，还受到其他因素的影响，从而影响到处理效果。但我国拥有庞大的养殖业，虾、蟹外壳数量相当大，其中90%作为垃圾处理，因此，使用壳聚糖修复污染土壤在我国具有广阔前景。
本课题研究在黄土中加入壳聚糖溶液作为淋洗剂，研究其对黄土中铬(VI)的提取效果，探寻壳聚糖提取黄土中铬(VI)的反应机理，并寻求最优控制条件。
（1）原理
壳聚糖的吸附机理目前研究结果为以下几种:离子交换、络合作用、静电作用、氢键作用。壳聚糖大分子链上分布有大量的羟基、氨基和亚氨基等多种电负性基团，可借氢键或离子键与金属离子形成具有类似网状结构的笼形分子，从而对金属离子有着稳定的配位作用。壳聚糖对金属离子的吸附主要是离子交换和络合作用，氨基为主要吸附位点，C3位上的羟基对金属离子吸附有贡献，但相对较小【11】。
（2） 壳聚糖溶液制备
1)取浓盐酸0.9ml至100ml容量瓶，用去离子水稀释至容量瓶标线，制成0.lmol/L的稀盐酸待用;
2)称取0.lg壳聚糖(分析纯，脱乙酞度>_90.0%)至小烧杯，用移液管取制备好的0.lmol/L稀盐酸10ml至小烧杯中，用玻璃棒搅拌使其完全溶解;
3)将溶解的壳聚糖浓溶液完全转移至500ml容量瓶中,用去离子水定容至容量瓶标线，配制成0.2g/L壳聚糖溶液待用。该壳聚糖溶液pH值为3.27。
在制备过程中，值得注意的是壳聚糖的溶解要充分，溶解后壳聚糖溶液是茶色透明的，为了保持壳聚糖的粘性，溶解的温度不要超过40℃，现做现溶，否则放置时间太长，壳聚糖的粘性会降低【12】，影响吸附效果。
作者姓名：李韵文