鉻污染土壤電動(dòng)修復(fù)中鉻(VI)的解吸動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、我國(guó)土壤重金屬污染問(wèn)題較為嚴(yán)重，治理重金屬污染土壤是我國(guó)環(huán)境治理的重要環(huán)節(jié)。
　　土壤重金屬清除技術(shù)主要有電動(dòng)修復(fù)技術(shù)、淋洗技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)處理重金屬污染粘土?xí)r，修復(fù)效率高于淋洗技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)。電動(dòng)修復(fù)技術(shù)去除重金屬污染物主要由兩個(gè)串聯(lián)步驟組成：①重金屬離子從土壤顆粒表面解吸進(jìn)入土壤溶液；②重金屬離子在電場(chǎng)作用下從土壤溶液遷移至電極工作液，與土壤分離。
　　現(xiàn)有電動(dòng)修復(fù)理論體系假設(shè)重金屬離子解吸過(guò)程不受外

2、加電場(chǎng)影響。針對(duì)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的建模也據(jù)此進(jìn)行。但在國(guó)內(nèi)外主流文獻(xiàn)庫(kù)中均檢索不到關(guān)于該假設(shè)的驗(yàn)證研究。為此，本實(shí)驗(yàn)選取來(lái)自實(shí)際污染場(chǎng)地的鉻污染土壤，通過(guò)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、電動(dòng)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比，研究外電場(chǎng)對(duì)土壤中Cr(VI)解吸動(dòng)力學(xué)的影響，驗(yàn)證上述理論假設(shè)的正確性。
　　采用0.05mol/LNaNO3、0.5mol/LNaNO3溶液進(jìn)行解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)比兩者Cr(VI)離子解吸量發(fā)現(xiàn)，NO3-離子能夠同土壤中

3、Cr(VI)離子競(jìng)爭(zhēng)吸附點(diǎn)位。NO3-離子濃度升高可促進(jìn)Cr(VI)解吸。為減弱NO3-對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾，在之后的電動(dòng)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，解吸液均使用0.05mol/LNaNO3溶液。
　　通過(guò)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的Cr(VI)解吸量小于解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，且產(chǎn)生規(guī)律性波動(dòng)。原因在于土壤顆粒間孔隙大小將影響Cr(VI)解吸。當(dāng)顆粒間存在大量毛細(xì)孔隙時(shí)，Cr(VI)離子在毛細(xì)孔隙內(nèi)

4、周期性的吸附與“崩塌式”解吸造成解吸液中Cr(VI)離子濃度波動(dòng)。同時(shí)，柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中土壤被壓實(shí)、固定，顆粒與解吸液液面接觸面積減少，導(dǎo)致其Cr(VI)解吸量小于解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。
　　通過(guò)土壤電壓梯度分別為10V/cm、20V/cm的電動(dòng)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)與柱解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，外電場(chǎng)對(duì)土壤中Cr(VI)解吸有顯著影響。電場(chǎng)在毛細(xì)孔隙內(nèi)對(duì)離子的推動(dòng)作用與電場(chǎng)強(qiáng)化離子解吸作用可提高解吸量；而“盲孔捕集”作用則會(huì)降低解吸量。本研

5、究中，電場(chǎng)推動(dòng)毛細(xì)孔隙內(nèi)Cr(VI)離子遷移作用強(qiáng)于“盲孔捕集”作用。但10V/cm電動(dòng)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的解吸量大于20V/cm的實(shí)驗(yàn)，可見(jiàn)由于“盲孔捕集”作用，單純提高土壤電壓梯度不能提高Cr(VI)解吸量。
　　本研究又進(jìn)行了10V/cm雙向電動(dòng)解吸動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)調(diào)換電場(chǎng)方向后，Cr(VI)解吸量基本保持平穩(wěn)，原因可能為從上游土壤顆粒“盲孔”中遷移出的土壤進(jìn)入下游“盲孔”。
　　綜上，電場(chǎng)對(duì)于Cr在土壤中的解吸同時(shí)存在抑