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。     

复合重金属污染高岭土的电动修复

根据电子废弃物拆解场地的污染特征,以复合重金属(Cu,Cd,Pb)污染高岭土为研究对象,考察了电动技术对污染土壤的修复效果。实验结果表明:在电压梯度为1 V/cm、阳极液为自来水、阴极液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH=5)、靠近阴极设置活性炭渗透反应墙(PRB)的条件下电动修复96 h后,Cu,Cd,Pb的平均去除率分别可达79.93%,99.43%,39.36%;土壤的酸碱性对电动修复效果影响显著,通过在阴极添加缓冲液维持土壤偏酸性条件,有利于重金属污染物的电动去除;在靠近阴极设置活性炭PRB可富集重金属,减少阴极液的污染;迁移率大的酸可提取态重金属较易去除,残渣态重金属稳定性强,去除率较低。     

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。     

利用电动力学方法向土壤注入无机盐研究

研究了利用电动力学向土壤注入无机盐过程中,电极运行方式、电压和注入时间对营养盐分布的影响。结果表明,采取变换电场方向的运行方式,更有利于电场中营养盐的均匀分布。通过电动注入的方式,可以在较短时间(24～36h)内向土壤中有效引入硫酸盐,且随着时间的延长,硫酸根在土壤中的浓度不断提高。由于电场可导致不同氮形式间的转化,引起含氮营养盐有效形态的流失,因此电动注入硝酸盐的时间不宜过长,在72 h内为佳。同时,由于硝酸根迁移速度较快,因此为保证硝酸盐在土壤中的浓度,0.5 V/cm电压梯度的效果较好。     

动电技术去除城市污泥中镉的研究

采用实际城市污泥为研究对象,通过控制阴极液酸度和添加络合剂,考察了镉的动电过程.结果表明,添加EDTA和柠檬酸不仅改变了动电过程的电流和电渗流,同时对镉的形态分布也产生了明显的影响:存在于移动性较低形态、难以去除的镉被转化为移动性较高的形态,在动电作用下从污泥中移除,从而提高了动电处理的效率,总镉的去除率最高达到70.1%;EDTA和柠檬酸对动电处理的促进作用主要受体系酸度的影响,其中控制阴极pH值为4和8时,总镉的去除率达到66.4%、70.1%、62.3%和66.5%,较pH值为6时去除率提高了2～3倍.比较两种络合剂,EDTA在高pH值条件下对镉的络合能力较强而表现出较高的去除率,而柠檬酸对酸度的适应性相对较强.     

土壤电动修复的电极空间构型优化研究

采用MATLAB软件对非均匀电场中几种常见电极构型的电场分布进行了模拟,根据最优的电极构型构建了电动修复实验装置,研究了电动修复过程中不同部位土壤p H以及重金属残留量随时间变化情况.结果表明,从电场强度的有效性角度,正方形(1-D-1)和正六边形(2-D-3)分别是一维、二维构型中最优的电极构型,土壤p H值的变化、重金属的去除与电场强度的分布有密切关系.采用正六边形电极构型对镉、镍、铅、铜共4种阳离子型重金属进行电动修复时,控制阴极p H值,随着修复的进行,在整个反应单元中逐步形成了酸性迁移带,可在一定程度上避免重金属的过早沉淀,有利于重金属的去除.电动修复480 h后,重金属镉、镍、铅、铜的总去除率分别为86.6%、86.2%、67.7%、73.0%,可根据修复目标改变修复时间和更换电极频次.     

电动修复联合壳聚糖纳米纤维膜PRB对土壤中菲和芘的去除研究

采用电动修复联合可渗透性反应墙(PRB)技术处理土壤中的菲和芘,以静电纺丝制备的壳聚糖纳米纤维膜为PRB介质,并初步探究了其对电动修复效果的影响。结果表明:壳聚糖纳米纤维膜对菲和芘的吸附动力学同时符合伪一级和伪二级模型,吸附为吸热反应,吸附热力学特征符合Freundlich模型。纯电动方法修复处理土壤中的多环芳烃时效率较低,通过采用0.1 mol/L的Na OH控制阳极p H,并添加非离子型表面活性剂Tween80对电动修复进行优化,优化实验条件下菲和芘的去除率分别可达58.6%和45.9%。在优化实验条件下进行EK-PRB的联合修复,菲和芘的去除率分别达到75.3%和65.7%,证明壳聚糖纳米纤维膜对菲和芘的去除有促进作用。     

重金属污染土壤修复技术的进展

目前，土壤的重金属污染已成为一个世界性的环境问题，引起了人们的高度关注。本文根据近年来国内外相关文献报道，对重金属污染土壤修复技术的进展情况作简要介绍和述评，指出各类技术的原理、优缺点和实用性，并重点介绍具有良好应用前景的电动修复技术和植物修复技术。     

Electrokinetic movement of multiple chlorobenzenes in contaminated soils in the presence of β-cyclodextrin

This study investigated the electrokinetic (EK) behavior of multiple chlorobenzenes, including 1,2,3,4-tetrachlorobenzene (TeCB), 1,2,4,5-tetrachlorobenzene (i-TeCB), and 1,2,3-trichlorobenzene (TCB) in contaminated clayed soils. The effect of β-cyclodextrin (β-CD) on the EK removal of the chlorobenzenes was studied. The largest removal was obtained when Na2CO3/NaHCO3 buffer was used as anodic purging solution without β-CD. The removal efficiencies were related to the aqueous solubilities of chlorobenzenes. With the same cumulative electroosmotic flow, greater solubility led to higher removal efficiency. The addition of β-CD inhibited the EK removal efficiency of all chlorobenzenes. The inhibition increased with the increase of β-CD concentration. With the same β-CD concentration, the inhibition increased with the rise of electric potential. It was found that the inclusion compounds between β-CD and chlorobenzenzes were less soluble than chlorobenzenes. The formation of the less soluble inclusion compounds reduced the aqueous solubility of chlorobenzenes and led to the partial immobilization of the chlorobenzenes that desorbed from soil. It was feasible to use the EK technology to remove chlorobenzenes in contaminated soils using water as the anodic flushing solution. The addition of β-CD was not recommended for the EK removal of chlorobenzenes.     

铬(Ⅵ)污染高岭土电动修复实验研究

用电动方法对铬(Ⅵ)污染高岭土的修复进行了实验室研究。选用重铬酸钾作为污染物,配制的高岭土的重铬酸钾质量分数为100mg·kg-1。实验研究了铬(Ⅵ)污染高岭土电动修复的可行性,施加电压和处理时间对去除效率的影响,阴极电解产生的OH-对去除效率的影响及其控制方法,以及铬的迁移和分布规律。实验结果表明,电动修复可以有效去除高岭土中存在的铬(Ⅵ),最高去除效率可达97.8%;高岭中六价铬[Cr(Ⅵ)]以含氧阴离子形式存在,在电动修复过程中向阳极区域迁移;用蒸馏水冲洗和醋酸中和阴极电解产生的OH-,可以提高铬的去除效率。