Cd污染土壤的电动修复及其强化

为了提高电动修复镉污染土壤的效率,通过配制镉污染土壤,搭建电动修复实验装置,研究电场强度、电解液种类和添加膨润土对电动修复镉污染土壤中总Cd去除率的影响。结果表明,电动修复时间120 h,电场强度从2.5 V·cm-1增加至3 V·cm-1时,总Cd去除率增加10.62%,电场强度从3 V·cm-1增加到3.5 V·cm-1时,去除率增加1.87%;与柠檬酸为电解液对比,乙酸的总Cd去除率增加12.14%,总耗能增加62.13%,盐酸的总Cd去除率增加18.04%,总耗能增加了187.9%;乙酸为电解液,阴阳两极电解液循环与不循环相比总Cd去除率增加25.48%,能耗增加13.69%;在靠近阴极、中部及靠近阳极土壤中添加膨润土墙,总Cd去除率分别上升20.89%、18.22%、10.67%,能耗分别降低11.00%、13.43%、13.73%。循环电解液能有效减缓电阻极化和浓差极化现象并提高总镉去除率。电动修复联合膨润土吸附,能提高土壤中的总镉去除率,同时降低能耗。     

施加电压对铬污染土壤电动修复的影响

试验研究了不同电压条件下电动修复去除效率和单位能耗随施加电压的变化关系,探讨了电动修复经济有效的电压范围.试验选用重铬酸钾作为污染物,配制高岭土中Cr(Ⅵ)初始质量分数为100 mg/kg和500 mg/kg,含水量为50%,试验运行48 h,用乙酸控制阴极pH在4～7之间,施加一系列不同直流电压.试验结果表明,随着施加电压升高,去除效率增大,电压升高到1 V/cm时,去除效率显著升高,2种试验土壤去除效率分别为76.7%和89.8%;同时随着施加电压增加,电能消耗显著增加,与电压呈现线性递增和幂指数递增关系;综合去除效率和单位能耗2种因素,对于试验所研究的土壤,1～1.5 V/cm的电压是较为经济有效的.     

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。     

外源有机酸对小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)修复镉污染土壤的影响

植物修复有许多优点,但当用于重金属含量较高的土壤时,通常修复效率较低。研究了添加外源柠檬酸、草酸、苹果酸对镉超积累植物小飞扬草(Euphorbia thymifolia L.)富集Cd的影响,以及3种外源有机酸对土壤pH、Cd形态及小飞扬草根系生理生化特性的影响,探讨利用有机酸强化小飞扬草修复镉污染土壤的可能性及其作用机制。结果表明,土壤Cd含量为247 mg/kg时,种植15 d后,3种有机酸均提高了小飞扬草根和地上部Cd含量,强化效果:草酸>柠檬酸>苹果酸,10 mmol/kg草酸的加入使小飞扬草地上部分Cd含量达最大值77.21 mg/kg,比对照组提高87.72%。加入有机酸使土壤pH从7.65下降至6.01~7.45,BCR三步提取法分析土壤Cd形态结果表明,酸溶态Cd含量增加,残渣态Cd含量减小。加入20 mmol/kg苹果酸降低了根系的活力和ATP酶活性,根细胞膜透性与对照组无显著性差异,而加入5、10和20 mmol/kg的柠檬酸、草酸和5、10 mmol/kg的苹果酸均显著增加了小飞扬草根系的活力和ATP酶活性,减小了根细胞膜透性。说明添加3种外源有机酸能强化小飞扬草修复Cd污染土壤,利用外源有机酸很有可能成为提高重金属污染土壤植物修复效率的有效途径。     

污染土壤电动修复研究进展

介绍了电动修复的原理及其电极反应,概述了阴极电解引起高pH区的控制方法;综述了电动修复的研究与应用进展.电动修复经济有效,在污染土壤修复领域有着广泛的应用前景.     

含磷材料修复铅、镉污染农田土壤效果及影响因素研究进展

含磷材料既可以通过吸附和离子交换、溶解和沉淀等机制稳定土壤中铅、镉等重金属,又能通过释磷作用提高土壤肥力,成为较有潜力的重金属污染农田土壤修复材料之一。对含磷材料修复铅、镉污染农田土壤的效果及影响因素进行总结发现,多数研究中含磷材料能够有效稳定土壤中的铅和镉,降低铅、镉有效态含量,同时部分研究发现含磷材料对土壤中铅、镉有活化效应;含磷材料对铅污染土壤的修复效果一般优于对镉污染土壤的修复效果;在土壤-植物系统中,含磷材料对植物中铅、镉含量的影响也不尽相同,影响因素包括土壤理化性质(pH、有机质等)、含磷材料种类、添加量及施加工艺(反应时间、搅拌方式等)。     

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pH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。     

龙葵-镉抗性菌株修复镉污染土壤

为研究镉抗性菌株对龙葵修复镉污染土壤的效应,开展龙葵室外盆栽试验。从镉污染土壤、龙葵根际土壤和标准菌株中共筛选出3株抗镉产铁载体菌株,经16S rRNA基因序列对比分析,以上3株菌株分别被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、苍黄假棍状杆菌(Pseudoclavibacter helvolus)和荧光假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。试验中,研究了此3株菌株单种及其复合接菌处理对龙葵生长和富集镉能力以及土壤修复效率的强化作用。结果表明,与空白对照相比,复合接种苍黄假棍状杆菌和荧光假单胞菌显著(P<0.05)提高龙葵地上部分干质量(提高31.07%)、地下部分干质量(提升75.59%)、龙葵镉总积累量(提高30.28%)、地上部分镉积累量(提高31.53%)、转运系数(提高39.47%)和土壤修复效率(提高67.83%)。此外,接种以上复合菌株后土壤镉去除量的86.16%随淋溶流失,13.84%由龙葵吸收。     

两株镉抗性奇异变形杆菌对龙葵修复镉污染土壤的强化作用

以广东省大宝山尾矿区植物根际土壤为分离样品,人工制备镉污染LB培养基,从中分离筛选出2株具有较强镉耐受能力的细菌,分别为TL3和DBS2,最高镉耐受浓度达300mg／L。结合其形态学特征、生理生化特性及16SrDNA序列分析,初步确定2株菌均为奇异变形杆菌（Proteusmirabilis）。随后以龙葵为实验植株,分别接种TL3、DBS2及TL3与DBS2混菌的培养液,通过盆栽实验检验2株菌对龙葵吸收土壤中镉的强化作用。结果显示,2株菌对龙葵吸收镉具有显著的提升作用,且能够促进植株的生长,3个实验组龙葵根部镉含量分别比对照组（122．7mg／kg）增加了17．2％、85．6％和130．1％。     

炭基和磷基复配材料钝化修复土壤镉污染

生物炭和磷基材料是常用土壤重金属钝化材料,但单一施用均存在一定不足。为了更好发挥生物炭和磷基材料的作用,开展了炭基和磷基复配材料修复重金属镉(Cd)污染土壤研究。制备了猪粪生物炭(B)、浮选尾矿(F)、黄磷渣(H)、猪粪炭-浮选尾矿复配材料(BF)和猪粪炭-黄磷渣复配材料(BH)5种钝化材料,并探讨了这些材料对溶液中Cd²⁺吸附-解吸特性和对土壤Cd污染的钝化修复效果。结果表明,BF和BH对Cd²⁺的吸附均能在6 h内达到平衡,吸附速率高于F而低于B或H。5种钝化材料对Cd²⁺的吸附能力排序为：H>BH>B>BF>F。将5种材料以1%或5%比例施入污染土壤后,土壤Cd有效态含量降低幅度均可达70%以上;Cd有效态含量降低幅度均随材料施用比例增加而增加。复配材料BF和BH未表现出加和效应,其钝化效果介于单一生物炭处理和单一磷基材料处理之间。炭基和磷基复配材料能够有效吸附和钝化Cd,其中含黄磷渣的复配材料较含浮选尾矿的材料具有更好的Cd钝化效果。本研究结果可为复配修复土壤材料的开发提供参考。     

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     

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。     

铬污染土壤电动修复过程中典型阴离子的迁移特征

为揭示典型阴离子在电动修复六价铬污染土壤过程中的迁移行为,以人工配置的Cr (Ⅵ)污染蒙脱石模拟供试土壤,蒸馏水作为阴阳极电解液,在电压梯度为2 V·cm⁻¹的条件下进行电动修复实验;并分别对比分析各组实验的电流、pH、电导率、能量损耗参数的变化。结果表明,5种阴离子在土壤电动修复过程中的迁移顺序为：${{\rm{NO}}_3^ - \gt {\rm{Cr}}\left( {{\text{Ⅵ}}} \right) \approx {\rm{C}}{{\rm{l}}^ - } \gt {\rm{SO}}_4^{2 - } \gg {\rm{PO}}_4^{3-}}$。相比于酸性土壤,偏中性的土壤环境更利于Cr(Ⅵ)向阳极的迁移,而酸性土壤会导致电动修复过程能耗的增加,更容易产生聚焦现象。土壤中${{\rm{CO}}_3^{2 - }}$、OH⁻和${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的存在,能有效地缓解电动修复过程中产生的聚焦现象,而且能加速土壤中Cr(Ⅵ)的去除;${{\rm{PO}}_4^{3 - }}$的存在能将Cr(Ⅵ)的去除率提高到99.9%以上。本研究结果可为电动修复六价铬污染土壤电解液的选择提供参考。     

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。     

交换电极法强化电动修复铬污染土壤

pH值是影响污染土壤电动修复的主要因素。为此提出了交换电极法强化电动修复,并对该技术进行了实验研究。实验土壤Cr污染浓度为506.36 mg/kg,工作电压为1 V/cm,结果显示,固定电极方向运行模式下,运行2 d,产生聚焦效应,运行8 d,碱性区Cr(III)残留量和酸性区Cr(VI)残留量较大,分别是97.88 mg/kg和328 mg/kg,总铬去除率为59.04%。采用交换电极法,交换频率为4 d,运行8 d,总铬去除率为70.18%;交换频率为2 d,运行8 d,总铬去除率高达86.10%,土壤中总铬平均含量从506.36 mg/kg降至73.56 mg/kg,达到酸性土壤环境质量一级标准。该技术可控制土壤pH值在中性范围,电流密度高,不添加化学试剂,操作简单。     

腐殖质纳米颗粒对镉污染土壤的修复

外源腐殖质可改变土壤镉（Cd）的含量和状态。以风化煤为原料制备的不溶性胡敏酸为吸附剂,对比研究了其对冶炼厂周边污染土壤及人工模拟污染土壤中Cd的钝化效果。再以泥炭为原料,制备富里酸钾为主的水溶性腐殖酸钾为淋洗剂,用于活化、去除上述2种土壤中的Cd。结果表明,胡敏酸在砂质的人工模拟污染土壤中钝化效果更好,2%的剂量可使土壤中CaCl2提取态Cd的浓度（0.103 mg·L-1）降低19.7%。腐殖酸钾去除土壤Cd的效率随淋洗剂浓度增加而提高,在10 g·L-1的浓度时,单次淋洗可去除高达38.1%的Cd。傅里叶变换红外光谱分析表明,腐殖质与Cd反应后形成了羧酸盐。因此,腐殖质纳米颗粒既可以钝化土壤中的Cd,也可以活化土壤中的Cd,从而达到修复Cd污染土壤的目的。其关键在于根据钝化或活化的目标,选择溶解度适当的腐殖质材料。     

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.     

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。     

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。