阳极液浓度及成分对铬污染土壤电动修复效率的影响

论文摘要

重金属污染土壤的修复是一个世界性的难题，同时也是一个较为紧迫的工作。对于国内，由于“退二进三”政策，众多城区的工业企业搬迁至郊区或工业园区之后的原场地急需再开发，而这些场地常常存在污染，其中重金属污染便是一个较突出的问题。电动修复技术作为一个新兴的土壤原位修复技术，由于其低成本和环境友好性而广受关注。一般认为H+的产生有利于重金属溶入土壤中，从而提高重金属去除率，然而，六价铬主要以HCrO4-、Cr2O72-和CrO42-等阴离子的形态存在，H+进入土壤不仅不会提高六价铬的迁移性，反而会由于H+的高离子电迁移率而造成电能因H+的迁移而额外地消耗。铬污染土壤电动修复阳极液的浓度和阳极液中阳离子的种类等，也可对能量效率产生影响。本文以六价铬为目标污染物，高岭土或高岭土-石膏混合物为土壤介质，探讨了H+、阳极液电解质浓度和阳极液的阳离子种类对铬污染土壤电动修复的影响，并试图寻找提高铬污染土壤电动修复的能量效率的途径。本文通过两个部分的实验，对铬污染土壤的电动修复形成了如下结论：（1）铬污染土壤电动修复中，高浓度的阳极液会导致严重的聚焦现象，极大地降低电动修复的能量效率。（2）在高浓度阳极液的条件下，阳极端土壤低pH值会加剧聚焦效应，进一步降低能量效率。（3）在低浓度阳极液情况下，阳极端土壤低pH值虽然不会导致明显的聚焦效应，但是会降低能量效率。（4）阳极液中阳离子的离子电迁移率较低时，可以提高电动修复的能量效率。（5）铬污染土壤电动修复的较理想的阳极液条件是：低浓度电解质、低离子迁移率的离子和中性pH值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出及研究意义
• 1.1.1 问题的提出
• 1.1.2 研究的意义
• 1.2 重金属污染土壤修复技术现状
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 物理化学法
• 1.2.3 植物修复技术
• 1.2.4 微生物修复技术
• 1.3 铬污染土壤修复实验室技术现状
• 1.4 电动修复技术实际应用现状
• 2 基本原理和方法
• 2.1 土壤中污染物的迁移模式
• 2.2 电动修复原理
• 2.2.1 电迁移
• 2.2.2 电渗
• 2.2.3 电泳
• 2.2.4 电极反应
• 2.3 铬在土壤中的形态及迁移转化
• 2.3.1 铬的性质
• 2.3.2 铬的存在形态
• 2.3.3 铬在环境中的迁移转化
• 2.4 六价铬的电动修复原理
• 2.5 电动修复的主要影响因素
• 2.5.1 极化作用
• 2.5.2 电流密度
• 2.5.3 聚焦现象
• 2.5.4 其它影响因素
• 2.6 研究目的、内容及技术路线
• 2.6.1 研究目的
• 2.6.2 研究内容
• 2.6.3 技术路线
• 3 实验材料与方法
• 3.1 实验装置
• 3.1.1 阳极液浓度及其低 pH 值影响实验装置
• 3.1.2 阳离子种类影响实验装置
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 阳极液浓度及其低 pH 值影响实验
• 3.2.2 阳离子种类影响实验
• 4 实验结果与讨论
• 4.1 阳极液浓度及其低 pH 值影响实验
• 4.1.1 能耗分析
• 4.1.2 迁移槽中土样的褪色情况
• 4.1.3 实验结束后土样和工作液的 pH 值
• 4.2 阳离子种类影响实验
• 4.2.1 能耗分析
• 4.2.2 物料使用量分析
• 4.2.3 实验过程中迁移管中土壤的褪色情况
• 4.3 小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录