铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法，分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明，在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化，使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时，在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4，而阴极附近则相反，由开始时的6.6逐渐增大到9.1，此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

铜污染土壤电动修复研究

应用实验方法研究了土壤重金属污染的电动力学修复方法,分析了土壤重金属污染物的迁移和变化特征。实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的浓度分布发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除。当实验的电场强度为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中铜的去除效率达到71.1%。阳极附近的pH值由开始时的6.8逐渐变小到4.4,而阴极附近则相反,由开始时的6.6逐渐增大到9.1,此外电动修复过程中电极附近的温度会发生相应的变化。     

电动增强技术修复镉污染土壤及其修复机理

选择小分子有机酸——酒石酸、草酸作为增强试剂,研究在不同浓度小分子有机酸作用下,电动修复土壤重金属镉Cd(Ⅱ)的迁移和去除机制。实验中以胡敏素为吸附剂并将其以包裹的形式添加在在电动装置中,以乙酸-乙酸钠为电解液,同时在两极室之间循环电解液以控制土壤p H值变化。结果表明,电动修复技术促进了重金属的去除。小分子有机酸的加入使弱酸提取态的重金属镉Cd(Ⅱ)的去除率大大提高,可达67.07%。不同浓度的小分子有机酸对电动修复的促进效果不同,随着浓度的持续增加,电动修复效果降低。     

电动修复技术对土壤中镉迁移的影响

以镉含量为200 mg·kg~(-1)的模拟污染土壤为研究对象,使用电动修复技术对土壤中的镉进行去除。实验研究了不同修复电压下电流密度、电解液pH值、土壤中镉含量的变化,并重点研究了修复电压对土壤中镉迁移的影响规律。实验结果表明,通电电压越大,电场强度越强,镉的迁移量越大,电动修复效率越高,当修复电压为50 V时,阴极区域附近镉的迁移量与修复电压为5 V时相同位置镉的迁移量相比可以提高30%,实验结果为重金属污染土壤电动修复过程中镉的迁移量化研究提供了参考。     

可渗透反应复合电极法对土壤重金属的电动去除

将零价铁(Fe0)、沸石等活性材料附着在电极上形成可渗透反应层并构成可渗透反应复合电极,采用不同的复合电极对Cd2+、Ni 2+、Pb2+和Cu2+等4种阳离子型重金属污染土壤进行了电动力学修复。研究了不同可渗透反应复合电极对土壤pH的控制效果以及对重金属的去除作用,分析了迁移到复合电极中的重金属形态变化。结果表明,复合电极中添加酸、碱性沸石并适时更换,可有效中和、截留阴阳极电解产生的OH-和H+,避免或减缓土壤酸碱迁移带的形成,防止重金属离子的过早沉淀及土壤过度酸化,极大提高了重金属的去除率。复合电极中Fe0可将迁移进来的重金属离子进行还原稳定,实现重金属污染物的捕获与固定,与迁移到沸石复合电极中的4种重金属不稳定态相比,"Fe0+沸石"复合电极中重金属不稳定态分别下降了61.4、60.5、61.4、57.1百分点。结果还显示,阴极采用"Fe0+沸石"复合电极并适时进行更换,施加1.5V/cm的直流电压修复10d后,土壤中Cd、Ni、Pb、Cu的总去除率分别为44.5%、41.5%、33.5%和36.7%,且进一步延长修复时间和持续更换电极可获得更为理想的修复效果。     

镉污染胶东棕壤的电动力学修复研究

在Cd污染的胶东棕壤土体两端加以1 V/cm的直流电压梯度进行电动力学修复.考察了电动力学修复过程中阴阳极电解液pH、电渗流量和电流密度的变化,并将处理后的土体分6段进行了分析,主要参数为pH、电导率、土壤中Cd的浓度及其形态分析.结果表明,经过445.0 h的电动力学修复,阳极附近3段土壤中Cd的去除率分别达到98.19%、97.01%和96.24%;阴极附近3段土壤中出现了Cd富集现象,且pH为5.88的土壤段Cd的富集率最高.     

土壤中铬电动修复过程及影响因素

实验筛选出阳极pH、阴极pH、电压梯度、电极形状4种影响因素,以黏土为研究对象,设计正交实验和对比实验研究铬的电动修复过程。结果表明,最重要的影响因素为电压梯度,其他影响因素重要性排序为阳极pH、阴极pH、电极形状;在电压梯度为1.5 V·cm~(-1)下,以去离子水作为电解质,分别控制阴极和阳极pH在11和3,取得很好的去除效果,144 h后铬迁移率达到80.9%。总铬和六价铬分布规律类似,从阳极到阴极呈现逐渐下降的趋势。经过电动修复后土壤中水溶态铬比例减少,可氧化态和残渣态比例增大。铬电动修复控制系统在微电流范围内可取得很好的去除效果。     

剩余污泥中重金属的电动力学修复研究

主要研究了电极材料和电极间距对氢析出电压和电压梯度的影响,以及电极材料、阴极液pH、修复时间对不同形态重金属去除率的影响.实验结果表明,在相同条件下,氢的析出电压和电压梯度受电极材料和电极间距的影响.阳极均为高纯石墨电极,阴极分别为高纯石墨电极、铜电极和铁电极,电极间距在32.5 cm时,高纯石墨为阴极的氢的析出电压最...     

铅污染土壤电动修复增强技术的研究

利用电动修复技术对铅污染土壤的修复进行了实验室研究,研究了修复时间和络合剂EDTA对电动修复效果的影响,分析了土壤重金属的迁移和变化特征。结果表明,在电场力作用下随着修复时间的增长污染物的去除率相应提高,去除率由修复时间5 d时的13%增加到15 d时的20%。以EDTA作为阴极控制液,EDTA可与硝酸铅反应形成溶解态的络合物,提高铅离子的移动性,从而提高修复效果。随着EDTA浓度由0.1 mol/L到0.2 mol/L,Pb的去除率由44.4%提高到61.5%,说明添加络合剂可以提高修复效果。另外,电动修复效果与铅的形态分布有密切关系,交换态和碳酸盐结合态有利于重金属铅的去除。     

电动力耦合PRB技术修复POPs污染土壤

针对传统电动法修复土壤中持久性有机污染物(POPs)效率较低的问题,研究了电动力耦合渗透性反应墙(PRB)技术以提高污染物去除效率。以菲和2,4,6-三氯苯酚为目标污染物,铁碳混合物作为PRB填料,通过预实验确定了污染物的迁移方向及PRB的设置位置(靠近阴极),探究最佳修复时间和电压梯度下人工配制模拟污染土壤中目标污染物的去除效果。结果表明:菲和2,4,6-三氯苯酚都是随着电渗流从阳极向阴极进行迁移。在电压梯度为1 V·cm~(-1),控制铁碳PRB的pH为4,铁碳质量比为6∶1的条件下,经过15 d的修复,菲总去除率可比传统电动力技术提高69.86%,2,4,6-三氯苯酚总去除率可比传统电动力技术提高71.53%。研究表明,电动力耦合PRB比传统电动力技术有明显的优势,在修复有机污染土壤方面具有良好的发展前景。     

EDTA强化电动力学修复重金属复合污染土壤

在自制的电动力学装置中,研究多种重金属复合污染土壤的电动力学修复,通过在阴极添加络合剂EDTA来提高修复效率。实验结果表明,EDTA的引入提高了修复过程中的电流值,且EDTA与重金属的络合提高了污染物向电极液的迁移效率,从而强化了电动力学修复效果。在设定的浓度(0、0.01、0.02、0.05和0.1 mol/L)中,0.1 mol/L的EDTA具有最佳的修复效率。在此实验条件下,污染土壤中的总铜、总铅和总镉的去除率分别为90.2%、68.1%和95.1%。电动力学修复后,对土壤重金属进行化学形态分析,发现电动力学修复显著改变了土壤重金属存在形态,修复后土壤中的铜、铅、镉主要以较稳定的有机态和残余态形式存在,显著降低了对周边生物和环境的毒害。     

Simultaneous removal of organic compounds and heavy metals from soils by electrokinetic remediation with a modified cyclodextrin

Thousands of sites are contaminated with both heavy metals and organic compounds and these sites pose a major threat to public health and the environment. Previous studies have shown that electrokinetic remediation has potential to remove heavy metals and organic compounds when they exist individually in low permeability soils. This paper presents the feasibility of using cyclodextrins in electrokinetic remediation for the simultaneous removal of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from low permeability soils. Kaolin was selected as a model low permeability soil and it was spiked with phenanthrene as well as nickel at concentrations of 500 mg kg-1 each to simulate typical mixed field contamination. Bench-scale electrokinetic experiments were conducted using hydroxypropyl beta-cyclodextrin (HPCD) at low (1%) and high (10%) concentrations and using deionized water in control test. A periodic voltage gradient of 2VDC cm-1 (with 5 d on and 2 d off) was applied to all the tests, and 0.01 M NaOH was added during the experiments to maintain neutral pH conditions at anode. In all tests, nickel migrated as Ni2+ ions towards the cathode and most of it was precipitated as Ni(OH)2 within the soil close to the cathode due to high pH condition generated by electrolysis reaction. The solubility of phenanthrene in the flushing solution and the amount of electroosmotic flow controlled the migration and removal of phenanthrene in all the tests. Even though high flow was generated in tests using deionized water and 1% HPCD, migration and removal of phenanthrene was low due to low solubility of phenanthrene in these solutions. The test with 10% HPCD solution showed higher solubility of phenanthrene which caused it migrate towards the cathode, but further migration and removal was retarded due to reduced electric current and electroosmotic flow. Approximately one pore volume of flushing resulted in approximately 50% removal of phenanthrene from the soil near the anode. Sustained higher electroosmotic flow with higher concentration cyclodextrin and maintaining low soil pH near cathode should be investigated to increase removal efficiency of both phenanthrene and nickel.     

鼠李糖脂协助下的土壤中镉电动修复

实验研究了重金属Cd在生物表面活性剂鼠李糖脂协助下的电动修复过程,通过不同方式、不同浓度、不同酸碱度的鼠李糖脂溶液的添加与空白处理对比,探讨了鼠李糖脂协助下电动修复过程中的Cd在土壤介质中的迁移转化和机理,分析了鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂的可行性。结果表明,中等浓度酸性的鼠李糖脂溶液(pH=4.78,浓度为0.5、1和2 g/L)能对土壤中的重金属Cd进行有效的富集,富集量均在初始值的4倍以上,且其可交换态比重均大于42.07%,非常有利于土壤进行二次修复。此外,以pH=4.78,浓度为0.5 g/L的鼠李糖脂溶液作为预处理剂的Ex-08中的重金属Cd并未出现富集现象,但其对重金属的Cd的总去除效率达到了49.27%。表明利用鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂进行土壤重金属修复是可行的。     

水溶性羧甲基壳聚糖对Cd2+的解吸行为研究

为改善壳聚糖(CTS)的水溶性及对重金属的配位能力,合成水溶性好并能与重金属形成配位作用的水溶性羧甲基壳聚糖(WSCC),研究了WSCC对镉的增溶、解吸行为,考察了pH、离子强度、有机质含量和WSCC初始浓度对镉的解吸影响。结果表明:WSCC对碳酸镉的增溶效果显著,当其质量浓度为2g/L时溶液中Cd2+可达到275mg/L;WSCC对镉解吸能力随着土壤中有机质含量的增加而降低,pH的升高、离子强度的增加和WSCC初始浓度的增加有利于镉的解吸;WSCC对镉污染土壤的解吸更符合准二级动力学方程,该静态解吸研究可以为镉污染土壤的修复提供基础信息及依据。     

某矿区土壤和地下水重金属污染调查与评价

为了解湘南某矿区土壤和地下水重金属污染状况，对该矿区东河流域附近重金属污染源进行了调查，同时，对地下水和土壤样品进行了采样分析，结果表明：（1）该矿区东河流域附近的主要污染源有18个，其中有色金属选厂、尾矿库、采矿场和冶炼厂是排放重金属较多的污染源；（2）20个采样点中土壤重金属Pb、Cd、Zn、As和Hg大部分超过国家土壤环境质量标准（GB15618-1995），综合污染指数P综〉1，该矿区主要的重金属污染元素为Cd、As和Hg，且土壤中Cd、Zn和As的含量两两之间存在着极显著的正线性相关关系；（3）重金属元素在土壤中的纵向迁移不明显，该矿区附近20个采样点的地下水并未受到污染，综合污染指数P综〈1。20个采样点地下水Pb、Cd、Zn、As、Hg浓度均能达到地下水质量标准（GB／T14848．9）中的Ⅲ类标准。     

In situ bioelectrokinetic remediation of phenol-contaminated soil by use of an electrode matrix and a rotational operation mode

In situ bioremediation is a safe and cost-effective technology for the cleanup of contaminated sites, but its remediation rate is usually very slow. This study attempted to accelerate the process of bioremediation by employing non-uniform electrokinetic transport processes to mix organic pollutants and degrading bacteria in soils under in situ conditions (namely, in situ bioelectrokinetic remediation) by use of an electrode matrix and a rotational operation mode. A bench-scale non-uniform electrokinetic system with periodic polarity-reversal was developed for this purpose, and tested by using a sandy loam spiked with phenol as a model organic pollutant. The results demonstrated that non-uniform electrokinetic processes could enhance the in situ biodegradation of phenol in the soil, the efficiency of which depended upon the operational mode of the electric field. Compared with the unidirectional operation and the bidirectional operation, the rotational operation could effectively stimulate the biodegradation of phenol in the soil if adopting appropriate time intervals of polarity-reversal and electrode matrixes. A reversal interval of 3.0 h and a square-shaped electrode matrix with four electrode couples appeared appropriate for the in situ biodegradation of phenol, at which a maximum phenol removal of 58% was achieved in 10d and the bioremediation rate was increased about five times as compared to that with no electric field applied. The results also showed that adopting a small polarity-reversal interval and an appropriate electrode array could produce a high and uniform removal of phenol from the soil. It is believed that in situ bioelectrokinetic remediation holds the potential for field application.     

电动力学法修复土壤环境重金属污染的研究进展

介绍了电动力学法的基本原理和国外的一些电动力学修复重金属污染土壤的工艺，如Lasagna工艺、阴极区注导电性溶液工艺、阳离子选择性透过膜、CEHIXM工艺、Electro—Klean^TM电分离技术、电化学自然氧化技术、电化学离子交换技术、电吸附技术等，并指出了这些工艺的优缺点。评价了电动力学法处理地下土壤环境中重金属污染的优势及目前存在的问题。