重金属污染土壤的强化电动修复技术研究进展

在土壤重金属污染日益严重的背景下,寻找一种简单高效的土壤修复技术刻不容缓。电动修复技术由于操作简单、处理污染物多样、修复快速、成本低廉等优点,成为重金属污染土壤修复领域的研究热点。简述了中国土壤重金属污染的现状,电动修复的原理及其影响因素,综述了近年来国内外有关强化电动修复重金属污染土壤的研究进展及国内外应用实例,分析了电动修复技术中存在的问题,最后指明了强化电动修复技术未来的研究方向。     

污染土壤电动修复及供能方式研究进展

污染土壤电动修复是一项新兴的绿色原位修复技术.其原理是在土壤上施加直流电场,利用电迁移和电渗流去除污染物.电动修复的效率主要受到土壤pH、Zeta电位以及土壤化学性质等因素影响.在研究中使用的供能方式有两种控制电位法和控制电流法.这两种供能方式有不同特点和应用范围.控制电压法在理论模型、酸碱增强法以及阳离子膜增强修复方面有着广泛应用;控制电流法在计算目标污染物的迁移数、电渗析修复法以及难溶性重金属污染物的修复中得到应用.     

电动修复不同形态铬污染土壤的研究

研究了土壤中铬的价态对电动修复效率的影响以及电动修复前后土壤中铬形态的变化.结果表明,电动修复对于土壤中1 000 mg Cr(Ⅵ)/kg的去除效果明显,总铬去除率达59.7%;而对1 000 mg Cr(Ⅲ)/kg的去除效率较低,仅为6.2%;Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)(各500 mg/kg)同时污染的土壤,铬的去除率介于中间,为18.7%.电动修复前后,土壤中铬的形态也发生了明显的变化.其中,电动修复对土壤中Cr(Ⅵ)的提取形态影响最大,而对Cr(Ⅲ)提取形态并无太大的影响.总体上,电动修复后对于生物有效的弱酸可提取态铬的浓度都保持在较低水平,预期铬的环境风险(物理流动性和生态风险)将大大降低.     

污染土壤电动修复增强方法研究进展

污染土壤电动修复是一项新兴绿色原位修复技术。其原理是在土壤上施加直流电场 ,利用电迁移和电渗去除污染物 ,土壤pH、Zeta电位以及土壤化学性质等因素影响电动修复效果。为了提高修复效率和扩大电动修复应用范围 ,现在已经发展了针对不同类型土壤和污染物的增强修复技术。本文归纳总结了 1995年以来土壤电动修复中常用增强处理效果的 8种方法 ,即酸碱中和法、阳离子选择膜法、电渗析法、络合剂法、表面活性剂法、氧化 还原法、EK 生物联用和LasagnaTM法 ,且对每种方法的典型实验装置、增强原理、方法特点和适用范围等进行了分析和讨论 ,为以后的实验设计提供了有益的参考     

利用电动技术强化有机污染土壤原位修复研究

电动修复技术是近几年发展起来的一种新型土壤修复技术，由于其处理的高效性受到了越来越多的关注。本文介绍了利用电动技术强化土壤有机污染物原位修复的原理及其最新进展。电动强化有机物污染修复的基本原理是利用电动效应对有机物的迁移作用或者强化生物修复过程（注入营养物、电子受体和活性微生物等）达到去除污染物的目的。研究表明，该技术不破坏生态环境，安装操作简单成本低廉，具有广泛的应用前景，其中电动强化原位生物修复和能够适应于各种不同成分污染（如有机物重金属复合污染）的多技术联合是今后电动技术发展的重要方向。     

污染土壤电动修复增强方法研究进展

污染土壤电动修复是一项新兴绿色原位修复技术。其原理是在土壤上施加直流电场，利用电迁移和电渗去除污染物，土壤pH、Zeta电位以及土壤化学性质等因素影响电动修复效果。为了提高修复效率和扩大电动修复应用范围，现在已经发展了针对不同类型土壤和污染物的增强修复技术。本文归纳总结了1995年以来土壤电动修复中常用增强处理效果的8种方法，即酸碱中和法、阳离子选择膜法、电渗析法、络合剂法、表面活性剂法、氧化-还原法、EK-生物联用和Lasagna^TM法，且对每种方法的典型实验装置、增强原理、方法特点和适用范围等进行了分析和讨论，为以后的实验设计提供了有益的参考。     

几种典型土壤对电动修复镉污染效果的影响

选择5种典型土壤进行了镉污染的电动修复研究。结果表明,经12 d电动修复后,黑土、潮土、红壤、水稻土和黄棕壤中镉的去除率依次为16.7%、21.0%、47.1%、10.7%和12.6%。红壤靠阳极附近Cd含量由初期435 mg·kg-1降至32.4 mg·kg-1,迁移率高达92.5%。黑土、红壤和潮土都维持了较高的电流强度和电渗流量,但由于红壤对碱的缓冲能力较强,修复效果最好。水稻土中电渗流量高,但由于电流低,镉的去除率不高,说明电动修复中电迁移作用强于电渗析。修复后,土壤中可交换态镉、碳酸盐结合态镉、铁锰氧化物结合态镉总量减少,残渣态镉总量增加,有机结合态在阳极附近总量减少、阴极附近总量增加。上述结论揭示了电动修复的土壤镉污染的主要机制,通过镉的运动轨迹和形态分布,可预测不同土壤的电动修复效果,同时能改变不同土壤的电动修复策略,为场地修复提供参考。     

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。     

高浓度铬污染土壤水浸泡与电动修复联合处理实验

对含铬量为2 142 mg/kg的铬污染土壤首先使用蒸馏水进行6轮浸泡试验,然后再进行电动修试验。土壤经过浸泡、通电24 h和72 h处理后总铬的去除率分别为:47%、61%和70%,表明预浸泡可以显著降低电动修复的负荷从而降低整个土壤修复费用。电动修复过程中对土壤两端的温度进行了测量以间接反映土壤电阻的分布和变化情况。结果显示土壤电阻逐渐上升,从阴极端开始逐渐过渡到阳极端,60 h之后达到最高值并保持稳定。电动修复的电流效率随土壤中铬浓度的降低而下降。此外,浸泡和电动修复均导致整个土壤和各断面铬浓度分布不均匀性增大。