土壤電動修復(fù)

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1、優(yōu)點：有對本底環(huán)境破壞小、成本低、應(yīng)用范圍廣、處理效果好等優(yōu)點。缺點：電動修復(fù)應(yīng)用過程中需要土壤處于浸水條件，若污染土壤無防滲層，污染物會隨水流向土壤深層遷移，污染深層土壤甚至地下水，對環(huán)境造成風(fēng)險。另外，電動修復(fù)時陰極電解液產(chǎn)生的大量OH-，進(jìn)入土壤與重金屬離子結(jié)合形成沉淀，這對電動修復(fù)有阻礙作用。原理：通過在污染土壤兩側(cè)施加直流電壓形成電場梯度，土壤中的污染物質(zhì)在電場產(chǎn)生的各種電動力學(xué)過程，如電遷移、電滲析和電泳等作用下被帶到電極兩端從而清潔污染土壤。存在形式：土壤中鉻的存在形態(tài)主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)為主。鉻形態(tài)的不同，導(dǎo)致鉻在土壤中的遷移性能不同，嚴(yán)重影

2、響其電動修復(fù)的效率。Cr(Ⅲ)在土壤中的存在形態(tài)取決于土壤的PH值及其土壤成分，主要形態(tài)為、、、、和。土壤中有機質(zhì)的存在會增加Cr(Ⅲ)的吸附，導(dǎo)致其形態(tài)發(fā)生變化。Cr(Ⅵ)在土壤中除了形成難溶的鉻酸鹽(、、)外，主要以可溶態(tài)的形式存在，通常為氧陰離子：、、和。實驗裝置裝置中土壤質(zhì)量為2kg，制成長、寬、高分別為17.5cm×13.5cm×6.5cm，鉻含量為1000mg/kg的土塊。采用覆蓋濾紙的板狀石墨電極(17.5cm×10cm×1cm)，在陰陽兩極室加入蒸餾水作為電極溶液。施加直流電，電壓梯度為1V/cm。實驗方法將一定量的重鉻酸鉀和氯化鉻溶解后，定量加入到

3、土壤中。將土壤攪拌1h之后放入容器，壓實。在陰、陽極室各加入500mL的蒸餾水。連接直流電源，施加恒定電壓。修復(fù)時間，EK1為163.5h，EK2和EK3為153.5h。電動修復(fù)結(jié)束后，收集電極的工作溶液，測定總鉻。設(shè)置5個取樣點：S1(陽極)、S2(距陽極距離3.5cm)、S3(7cm)、S4(10cm)和S5(陰極)。在電極附近，發(fā)生水解反應(yīng)，陽極產(chǎn)生H+，使附近土壤PH降低，有利于吸附的離子解吸，有利于離子去除。陰極產(chǎn)生OH-，使附近土壤的PH升高，會造成離子生成沉淀，不利于離子去除，控制陰極電解產(chǎn)生的OH-，可以提高其去除效率。針對這一缺點，發(fā)展了許多陰極控

4、制pH方法和聯(lián)用技術(shù)來強化電動修復(fù)技術(shù)Cr(Ⅵ)在土壤中一般以氧陰離子的形式存在，所以向陽極遷移。Cr(Ⅵ)去除的同時伴隨著Cr(VI)向Cr（Ⅲ)的轉(zhuǎn)化，修復(fù)結(jié)束時土壤中殘留的鉻90％以上為Cr(Ⅲ)。Cr(Ⅲ)污染的土壤經(jīng)過電動修復(fù)后，總鉻在各個部分的含量并沒有出現(xiàn)明顯的差異，只有陽極附近的土壤總鉻含量有少許減少，這是因為在高PH值的土壤中，Cr(Ⅲ)一般呈現(xiàn)沉淀態(tài)，不容易發(fā)生遷移，而電動修復(fù)過程中，陽極由于電解產(chǎn)生H+，使得陽極土壤PH有所下降，Cr(Ⅲ)少部分形成陽離子，導(dǎo)致其發(fā)生向陰極的遷移。而由Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)同時污染的土壤，Cr(Ⅵ)向陽極遷移，

5、而少部分Cr(Ⅲ)向陰極遷移，所以遷移規(guī)律比較復(fù)雜，但是由于在電場作用下，以氧陰離子存在的Cr(Ⅵ)大部分遷移向陽極，所以其總鉻的遷移方向是向陽極。結(jié)論不同價態(tài)污染土壤，其電動修復(fù)效率也不相同，其中Cr(Ⅵ)污染土壤的總鉻去除效率最高，為59.7%，Cr(Ⅲ)污染土壤的去除效率最低，為6.2%，Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)同時污染土壤的去除效率居中，為18.7%。二維疊加電場電動修復(fù)鉻污染土壤的研究電動修復(fù)應(yīng)用過程中需要土壤處于浸水條件，若污染土壤無防滲層，污染物會隨水流向土壤深層遷移，污染深層土壤甚至地下水，對環(huán)境造成風(fēng)險。另外，電動修復(fù)時陰極電解液產(chǎn)生的大量OH-，進(jìn)

6、入土壤與重金屬離子結(jié)合形成沉淀，這對電動修復(fù)有阻礙作用。(1)通過添加氧化劑或還原劑改變鉻的價態(tài)一種是通過還原反應(yīng)將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)降低毒性。以石墨為陰極，鐵為陽極，陽極鐵失電子成為Fe2+而溶解，含Cr(Ⅵ)的陰離子遷移到陽極附近后，氧化Fe2+，而自身還原為毒性相對較小的Cr(Ⅵ)。另一種是通過將Cr(Ⅲ)氧化為Cr(Ⅵ)，全部遷移到陽極。在陰極附近加入氧化劑次氯酸鈉，次氯酸根在向陽極遷移的過程中，不斷把沉淀形態(tài)Cr(Ⅲ)氧化為Cr(Ⅵ)，Cr(Ⅵ)隨后向陽極遷移。(2)通過控制pH提高去除率電動力學(xué)修復(fù)中，水的電解使得陽極附近土壤逐漸變酸，土壤對Cr

7、(Ⅵ)的吸附增強，Cr(Ⅵ)遷移降低。把堿液加入到陽極附近維持pH為6.5，在電場作用下jCr042’陰離子遷移到陽極，然后被陽極附近的單寧酸吸附柱吸附，鉻的去除效果很好，并且陽極聚集的鉻能被及時處理，避免了二次污染。此外，控制陰極pH，也能提高去除率。周冬美等【47】研究了控制陰極池溶液酸度對鉻在黃棕壤中電動過程的影響。結(jié)果表明，改變陰極池溶液酸度不僅影響了電動過程中電流、電滲流的大小和鉻在土柱中的分配，同時也顯著改變了總鉻的去除率。其中在pH6．O和pH10．0時，總鉻的去除率分別達(dá)25．3％和24．O％，較pH4．O和pH8．O時增高近l倍。所有電動處理以