不同的增强试剂对重金属污染场地土壤的电动修复影响

选择重金属污染场地土壤为修复对象,研究了添加络合剂EDTA?有机酸乳酸和柠檬酸以及无机酸硝酸对电动修复该污染土壤的影响.结果表明,增强试剂的加入,显著促进了铜?铅?镍和六价铬在电场中的迁移和去除,电动过程促进了土壤重金属向有效态(醋酸铵提取)转化.其中,在阴极加入乳酸并控制pH3.5的处理,土壤中铜的去除率最高,达78.7%.在阴?阳极都加入EDTA的处理中,土壤中重金属的去除率在30%左右,重金属在靠近阴极的部分发生聚集.在阴极加入柠檬酸的处理中,土壤中铜?镍和六价铬的去除率均较高,分别为68.5%?53.3%和52.9%.阴极加入硝酸控制pH3.5对土壤中六价铬的去除率最高,达93.3%.     

阴极电解液对Cd污染红壤电动修复的影响

针对土壤重金属电动修复过程中阴极电解室pH升高会对重金属的去除产生不利影响的问题,利用Fe3+/Fe2+、Cu2+/Cu标准电极电位较高的优势,以人工模拟Cd污染红壤为研究对象,对不同阴极电解液[Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸]的电动修复效果进行系统分析.结果表明:分别将Fe（NO₃）₃、CuSO₄、柠檬酸加入阴极电解室中,pH均控制在2~3,电动修复10 d后发现,将Fe（NO₃）₃溶液、CuSO₄溶液和柠檬酸作为阴极电解液均可以有效控制阴极室的pH,CuSO₄溶液、柠檬酸的加入对土壤中Cd的去除效果较差,而且Cu2+的加入增加了土壤重金属二次污染的风险.相对于CuSO₄、柠檬酸试验组,Fe（NO₃）₃试验组土壤中Cd的去除率较高（大于87.27%）,Fe（NO₃）₃试验组对土壤中Cd的修复效果也最为明显,土壤中w（Cd）由阴极附近的75.95 mg/kg降至阳极附近的9.13 mg/kg.分析电动修复后各试验组中不同形态Cd在Cd总量中所占比例的分析,结果显示,w（弱酸提取态Cd）所占比例由初始的74.57%最高可达到92.69%[Fe（NO₃）₃试验组],表明Fe（NO₃）₃的加入有助于促进土壤中Cd的迁移.研究显示,相比于CuSO₄溶液、柠檬酸,Fe（NO₃）₃溶液作为阴极电解液在控制阴极电解室pH升高的前提下,显著促进了土壤中Cd的解吸和迁移,并达到最佳修复效果.      

氟污染土壤的阳极强化电动力学修复研究

在不同电解电压及阳极电解液浓度下,对土壤氟在电动力学作用下的迁移特征及其影响因素进行了研究,分析了利用阳极强化电动力学技术修复氟污染土壤的可行性.结果表明,1.0 V/cm电解电压下,当阳极电解液为去离子水时,氟在阴、阳极电解液中的累积量分别为8.2 mg和47.7 mg,土壤氟的去除率仅为8.8%.而阳极强化电动力学作用能够有效促进土壤中氟化物的迁移,1.0、 1.5、 2.0 V/cm电解电压下,阳极电解液为0.02 mol/L的氢氧化钠溶液时,土壤氟的去除率分别为25.9%、 31.2%、 47.3%;当阳极电解液浓度升高为0.1 mol/L时,土壤氟的去除率分别为55.4%、 61.1%、 73.0%.电迁移是其主要的作用机制,电渗析也对氟在土壤中的移动产生影响.电解电压及电解液浓度是影响氟去除效率的主要因素.可以采用适当的阳极强化电动力学技术对氟污染土壤进行修复.     

抗坏血酸与柠檬酸对尾矿Pb污染土壤电动修复的强化效果

为研究抗坏血酸与柠檬酸作为增强试剂对高酸性缓冲能力的尾矿Pb污染土壤[w（Pb）为（5491.9±24）mg/kg]电动修复的强化效果,利用0.1 mol/L柠檬酸作为阴极电解液并控制阴极pH在2~3之间,系统分析土壤饱和液中c（抗坏血酸）（0~0.4 mol/L）、修复电压梯度（1~3 V/cm）对电动修复Pb污染土壤的影响,并对土壤中Pb的存在形态进行分析.结果表明:当电动修复过程中施加电压梯度为1 V/cm、c（抗坏血酸）（0~0.4 mol/L）作为饱和液时,随着c（抗坏血酸）的增加,土壤中Pb的迁移能力随之增加,Pb的去除率得到提高.当c（抗坏血酸）达到0.4 mol/L时,土壤中Pb的去除率为36.86%;保持c（抗坏血酸）为0.4 mol/L,当施加电压梯度由1 V/cm增至2 V/cm时,土壤中Pb的去除率得到增加（最高可达87.09%）,通过Pb的形态变化可知,w（弱酸提取态Pb）由初始的2.99%（1 V/cm）最大可降至0.34%（2 V/cm）,w（可还原态Pb）由初始的83.86%（1 V/cm）最大降至2.94%（2 V/cm）.研究显示,当c（抗坏血酸）为0.4 mol/L、柠檬酸（作为阴极电解液）控制阴极电解室pH在2~3之间、施加电压梯度为2 V/cm时,土壤中Pb的迁移能力显著提高并达到较好的修复效果.      

络合剂对铬污染土壤电动修复作用的影响

用电动方法对铬污染砂土的修复进行了实验室研究。结果表明,EDTA和柠檬酸的加入明显改变了电动过程中电流的大小和铬在砂土中的分配,柠檬酸因与C(rⅥ)发生明显的竞争吸附或与土壤中的C(rⅢ)发生较强的络合作用而增加土壤总铬的迁移率,迁移到阳极附近的铬占砂土中铬含量的78.4%,电动处理以后土壤中剩余的六价铬浓度均显著减少,尤其是加入络合剂后的迁移率比不加入约提高40%,充分表明电动处理时加入络合剂可明显增加对砂土中六价铬的迁移。     

络合剂和酸度控制对土壤铬电动过程的影响

研究了添加络合剂和控制阴极池溶液酸度对铬在黄棕壤中电动过程的影响.结果表明,EDTA 柠檬酸和乳酸的加入明显改变了电动过程中电渗流的大小和铬在土柱中的分配,其中柠檬酸因可与土壤中的 Cr(III)发生较强的络合作用而显著增加了土壤总铬的去除率(29.8%);改变阴极池溶液酸度不仅影响了电动过程中电流、电渗流的大小和铬在土柱中的分配,同时也显著改变了总铬的去除率.其中在 pH 6.0 和pH 10.0 时,总铬的去除率分别达 25.3%和 24.0%,较 pH 4.0 和 pH 8.0 时增高近 1 倍.所有电动处理以后土壤中剩余的六价铬浓度均显著减少,约降低 80%,表明电动处理对土壤中六价铬(铬的主要有毒形态)的去除是非常有效的.     

电动力学修复铜污染土壤的研究

采用电动力学方法修复重金属污染土壤。研究中采用高岭土模拟铜污染土壤,电化学装置的电压强度为0.5 V/cm,通过在阴阳极室加入不同的缓冲液来确定铜的迁移效果。结果表明在阴极室加入乙酸作为缓冲液可以有效提高铜的迁移效果,在阳极加入柠檬酸能够有效的与铜形成络合物达到更好的迁移效果。     

模拟淹水条件下紫色土镉的释放特征及影响因素

研究了在模拟淹水条件下紫色土镉的释放迁移特征及影响因素 .结果表明 ,土壤初始镉污染水平、水体初始酸度和有机酸组成显著影响土壤镉向水体的迁移释放 .土壤初始镉浓度每增加 1mg·kg-1,淹水平衡后水体中镉的浓度增加 0 0 0 6—0 0 0 7mg·L-1.当水体初始pH <6时 ,镉的释放量随pH的降低呈线性增加 ,每降低一个pH单位 ,水中镉浓度平均将增加 0 0 6mg·L-1.水体中多种有机物共存时对土壤重金属的释放存在复杂的交互作用 .草酸、柠檬酸、EDTA以及草酸、柠檬酸、富里酸、EDTA共存时显著促进土壤镉的释放 ;而草酸、柠檬酸、富里酸共存时 ,反而抑制了土壤镉的释放 .讨论了淹水过程中镉的释放与体系pH、Eh 变化之间的关系 .     

Electrokinetic removal of chromium and copper from contaminated soils by lactic acid enhancement in the catholyte

The electrokinetic removal of chromium and copper from contaminated soils by adding lactic acid in cathode chamber as an enhancing reagent was evaluated. Two sets of duplicate experiments with chromium contaminated kaolinite and with a silty soil sampled from a supeffund site in Califomia of USA and polluted by Cr and Cu, were carried out in a constant current mode. Changes of soil water content and soil pH before and after the electrokinetic experiments, and variations of voltage drop and electroosmosis flow during the treatments were examined. The results indicated that Cr, spiked as Cr(Ⅵ) in the kaolinite, was accumulated mainly in the anode chamber, and some of Cr and metal hydroxides precipitated in the soil sections in contact with the cathode, which significantly increased electrical energy consumption. Treatment of the soil collected from the site showed accumulation of large amounts of Cr and Cu in the anode chamber while none was detected in the cathode one. The results suggested that the two metals either complexed with the injected lactic acid at the cathode or existed as negatively charged complex, and electromigrated toward the anode under a voltage gradient.     

洗涤剂组合两步洗涤修复重金属污染土壤研究

本文以某化工厂受As、Cd、Cu和Pb污染场地土壤为研究对象,将EDTA分别与柠檬酸、鼠李糖脂和草酸组合进行2轮搅拌洗涤修复,考察实验室条件下不同洗涤剂组合对重金属提取能力差异和形态分布的影响,研究多金属污染土壤的最佳洗涤方式.结果表明,与单轮洗涤相比,两轮洗涤处理明显提高了As、Cd、Cu和Pb的去除率,增幅范围在8.45%~36.81%.经过EDTA+草酸组合的洗涤,As和Cu的去除率分别可达24.04%和29.25%;EDTA+鼠李糖脂和鼠李糖脂+EDTA组合对Cd和Pb的去除效果显著,洗脱率分别为47.83%和30.59%.柠檬酸和EDTA组合能有效削减4种重金属有效态比例,使As、Cd、Cu和Pb的有效态分别降低了8.61%、9.37%、14.12%和25.16%.实际工程应用中对多种洗涤剂进行选配,并对多重金属污染土壤进行多轮洗涤修复,应充分考虑重金属去除量以及有效态削减情况,确定洗涤剂最优组合,确保治理修复后土样残留重金属的稳定性以减少对环境后续影响.     

酸化-电动强化修复铬渣场地污染土壤

为解决常规电动修复方法对Cr污染土壤Cr(T)(总Cr)去除效率低的问题,提出了酸化预处理-电动强化修复技术. 以国内某化工厂铬渣堆放场地Cr污染土壤为研究对象,通过改变土壤酸化条件,分析乙酸和柠檬酸的酸化时间、酸浓度(以c计)对电动修复Cr污染土壤中Cr去除率的影响,并对土壤中Cr的形态进行分析. 结果表明:①酸化预处理-电动强化修复技术可以显著提高Cr污染土壤中Cr的去除率,其中0.9 mol/L柠檬酸酸化5 d组Cr(T)和Cr(Ⅵ)的去除率由对照组的6.23%、19.01%分别升至26.97%、77.66%. ②土壤酸化可以将部分Cr由碳酸盐结合态向水溶态转化,进而提高Cr去除率;在适宜的酸浓度范围内,酸浓度越高,土壤释放的Cr越多,Cr去除效果就越好. ③与乙酸组相比,柠檬酸组Cr的去除率较高,因为柠檬酸本身也是一种络合剂,在酸化作用释放碳酸盐结合态Cr的基础上,柠檬酸能与Cr发生络合作用,进一步提升了Cr的去除率. 电动修复过程中迁移出土壤的Cr主要以醋酸可提取态、可还原提取态和可氧化提取态为主,残留Cr的生物可利用性降低.      

醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸对高岭石的溶解特征

采用间歇法(batch method)模拟研究醋酸-醋酸铵缓冲体系中柠檬酸、草酸和苹果酸三种低分子量有机酸对高岭石的溶解特征。结果表明:柠檬酸、草酸和苹果酸三种有机酸均能显著促进高岭石的溶解,溶解能力都是随其浓度和酸度的升高而增强;当有机酸浓度为1mmol/L,pH3.5时,草酸>柠檬酸>苹果酸;pH5.5和pH4.5时,柠檬酸>草酸>苹果酸;而当有机酸浓度≥5mmol/L时,草酸>柠檬酸>苹果酸,且对高岭石的溶解能力都大于无机酸。当柠檬酸、草酸和苹果酸浓度为1mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.09、0.27和0.18,速率常数(kHL)分别为4.03×10-13、2.62×10-12和4.73×10-13;当其浓度为5mmol/L时,其反应级数(nHL)分别为0.16、0.37和0.16,速率常数(kHL)分别为1.38×10-12、2.32×10-11和4.97×10-13;其浓度为10mmol/L时,反应级数(nHL)分别为0.18、0.34和0.16,速率常数(kHL)分别为2.17×10-12、2.60×10-11和6.05×10-13。对于柠檬酸和草酸而言,在促进高岭石溶解的作用上,相对于质子,配体的贡献是主要的;而对于苹果酸而言,配体的贡献是次要的。配体促进溶解速率(RL)可以用配体浓度的指数形式来表示。对柠檬酸、草酸和苹果酸而言,pH5.5时,分别为RL=10-13.01[配体]0.23、RL=10-13.28[配体]0.70和RL=10-13.72[配体]0.38;pH4.5时,分别为RL=10-13.00[配体]0.51、RL=10-13.03[配体]1.05和RL=10-14.07[配体]0.77;pH3.5时,分别为RL=10-12.99[配体]0.64、RL=10-12.72[配体]0.89和RL=10-14.61[配体]1.69。     

柠檬酸对砷污染土壤的萃取优化条件实验研究

论文以新邱矿矸石山排土场土壤为研究对象,以去离子水做空白试验,选取尿素、十二烷基磺酸钠、碳酸氢钠、醋酸、柠檬酸等12种化学试剂做了萃取剂初选试验;并以柠檬酸为萃取剂进行了三因素三水平L9(33)正交实验。实验结果表明:柠檬酸和氢氧化钠可作为砷污染土壤的萃取剂,具有良好的萃取效果。柠檬酸作为砷污染土壤萃取剂的最优化条件是液土比为10mL/g,萃取时间为12h,萃取剂浓度为0.1mol/L。实验结果可为砷污染土壤的治理提供参考。     

Interaction of Cd and citric acid, EDTA in red soil

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣａｄｍｉｕｍ,ｅｘｉｓｔｅｄｉｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｏｉｌｏｒｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ,ｃｏｍｅｓｆｒｏｍｔｗｏｍａｉｎｓｏｕｒｃｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｎａｔｕｒａｌｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ.Ｃａｄｍｉｕｍｆｒｏｍｔｈｅｌａｔｔｅｒｏｎｅｍｏｓｔｌｙａｐｐｅａｒｅｄｏｎｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｔｈｕｓｉｔｉｓａｇｒｅａｔｔｈｒｅａｔｔｏｈｕｍａｎｂｅｉｎｇｓ,ａｎｉｍａｌｓａｎｄｐｌａｎｔｓ(Ｎａｉｄｕ,1998;Ｐｕｌｓ,1991).…     

EK∕PRB修复砷污染土壤影响因素及机理

为明确EK/PRB（电动联合渗透反应格栅）修复As污染土壤过程中各因素的影响机理、提高As的去除效率,以As污染高岭土为研究对象,考察PRB加入、PRB位置、pH调控及腐殖酸强化影响下,EK/PRB系统中电流密度、土壤pH分布和土壤中As残余量、电渗透系数及电渗流的变化规律;探讨EK/PRB修复后土壤中As形态的迁移转化规律.结果表明:①单独EK修复对土壤中As的去除效率较低,加入PRB后去除率为由42%增至57%,并且EK/PRB修复可以将土壤中的As由不容易去除的可还原态转变成较容易去除的酸溶态.②采用盐酸调节阴极pH,可以将土壤中As的去除率由57%增至63%,但同时能耗也明显升高,由5.22 kW·h/g升至39.38 kW·h/g.③添加腐殖酸会促进土壤中As的迁移、提高As的去除效率,但也会增加土壤中难处理的可氧化态和残渣态As的占比.研究显示,EK/PRB除As过程中以PRB的去除作用为主,阴极pH调控及腐殖酸强化均可以提高土壤中As的去除率.      

螯合剂和生物表面活性剂对 Cu、Pb污染塿土的淋洗修复

螯合剂和生物表面活性剂由于其具有较强的螯合、增溶等特征而被广泛用于土壤中重金属、有机物污染的修复,为探明其对石灰性土壤中重金属污染的修复效果,选用螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸(CIT)以及生物表面活性剂二鼠李糖脂(RL2)作为淋洗剂,采用批实验和柱实验方法,研究了3种淋洗剂以及生物表面活性剂与螯合剂复合对塿土中Cu、Pb的淋洗修复效果.结果表明,不同淋洗剂对塿土中Cu、Pb的淋洗百分率大小表现为EDTA>CIT>RL2,在淋洗剂浓度为0.02mol.L-1时,3种淋洗剂淋洗Cu的百分率分别为62.74%(EDTA)、52.28%(CIT)和15.35%(RL2),淋洗Pb的百分率分别为96.10%(EDTA)、23.08%(CIT)和14.42%(RL2).当RL2浓度在100 CMC时,其对EDTA、CIT淋洗Cu具有协同增溶作用;而当RL2浓度在200 CMC时,对EDTA和CIT淋洗Cu表现为拮抗作用.RL2与EDTA复合对Pb的淋洗影响类似于对Cu的影响;而RL2的存在抑制了CIT对Pb的淋洗作用.EDTA、CIT能有效去除污染塿土中交换态、吸附态、碳酸盐结合态和有机结合态的Cu、Pb;RL2可以去除塿土中交换态、吸附态结合的Cu、Pb.     

电动修复过程中电解质浓度对U(Ⅵ)迁移和能耗的影响

采用了柠檬酸与氯化铁组合的一种复合电解质,研究不同的电解质浓度对U（Ⅵ）的迁移行为和能量利用率的影响.结果表明：柠檬酸和氯化铁的最佳浓度为0.1mol/L CA+0.03mol/L FeCl₃,该浓度时铀的去除效率约为（61.55±0.41）%,累积消耗能量为0.2559kW·h,能量有效利用率β为（0.24±0.02）×10³.采用Visual MNIETQ软件模拟铀在pH值为3.0的柠檬酸和氯化铁溶液中的存在形式,结果表明主要以大量铀-柠檬酸根络合物（UO₂-Citrate^-）和少量的铀酰离子（UO₂²⁺）存在,此时铀主要从阴极向阳极迁移.当氯化铁浓度增加至0.05mol/L时,铀的去除率相应减少,产生此现象与电渗流强度及方向、氢氧化铁胶体吸附等因素有关.相较于单一的柠檬酸和盐酸,以柠檬酸和氯化铁组合的电解液具备去除效率高、浸出毒性低、土壤修复后危害小等优势.     

电动力和铁PRB技术联合修复铬(Ⅵ)污染土壤

考察了电动力学方法对模拟铬(Ⅵ)污染土壤以及天津市原同生化工厂遗留下的铬渣山周边土壤的修复效果,并将该技术与铁可渗透反应格栅(permeable reactive barrier,PRB)技术联用,找出了较好的联用方式,与单一电动修复进行了对比.研究表明,电动力学技术能有效地修复被铬(Ⅵ)污染的土壤,模拟污染土壤铬(Ⅵ)的去除率达98%～100%,总铬去除率在阳极室附近为80%左右,而阴极室附近则为90%以上,恢复到土壤背景值;铬(Ⅵ)去除的同时伴随着铬(Ⅵ)向铬(Ⅲ)的转化,修复结束时土壤中残留的铬90%以上为铬(Ⅲ);污染极其严重的铬渣山下土,由于含约28%的铬(Ⅲ),修复结束时铬(Ⅵ)的去除率达98%以上,而总铬去除率仅为75%～77%;阳极室附近土壤pH降低而阴极室附近土壤pH升高,处于两极中间位置的pH变化不大.电动力学与铁PRB原位联用方式能充分地利用这2种技术的优点,修复后,土壤任意位置的总铬去除率接近90%,阳极室附近尤为好于单一电动修复,对土壤pH的影响也较小.     

以牺牲阳极强化的电化学联用方法修复铬污染土壤

为解决重金属污染土在电动法修复过程中存在的聚焦效应问题,提出了牺牲铁阳极的电化学联用修复技术。在传统电动修复方法基础上增加电解液净化循环装置,优化Cr(Ⅵ)还原及沉淀所需技术参数,并与传统电动修复技术进行对比,探讨其修复效果及适用性。结果表明:迁出的Cr(Ⅵ)可在Fe²⁺作用下被还原为Cr(Ⅲ)并沉淀,pH、电压梯度、电流密度、电极面积均会影响其反应速率,电极距离对反应速率无直接影响,主要影响电解功率。Cr(Ⅵ)还原-沉淀反应的最佳技术参数为:pH值5～6.5,电压梯度0.8 V/cm,电流密度>6.67 m A/cm²,电极面积90 cm²,电极距离15 cm;较传统电动修复技术,以牺牲阳极强化铬污染土的电化学联用修复技术中,土壤室不同点位的去除率波动范围在10%,最高点位的去除率提高近24%,达93.4%。靠近阳极附近土体中Cr(Ⅵ)去除率从0.24%提高到80.38%。以牺牲阳极强化污染土的电化学联用修复方法不仅有效解决了重金属迁移的聚焦问题,而且有助于促进土中重金属污染物的整体性迁出。     

土壤中铜镉植物可利用性的表征

文章选取江西红壤和江苏黄棕壤两种酸、中性土壤为研究对象,在污染企业周边采集红壤-青菜,黄棕壤-水稻样品共22组,分析了土壤-植物体中重金属铜和镉的含量。同时,选取了0.1mol/LHCl、1mol/LNH4OAc、0.1mol/LEDTA和0.1mol/L柠檬酸4种化学提取剂提取土壤中重金属。结果表明,在综合考虑重金属铜、镉的毒性水平,不同种类植物的吸收系数和植物体含水率的差异后,0.1mol/LHCl能较好地反应土壤中重金属的植物可利用性,其与植物体内重金属权重离子冲量相关的决定系数达0.885。