土壤電荷對離子有效淌度的影響研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展,土壤重金屬污染問題日益嚴(yán)重，其主要修復(fù)技術(shù)有：化學(xué)穩(wěn)定/固化、化學(xué)還原、生物修復(fù)、淋洗、電動修復(fù)等。其中電動修復(fù)技術(shù)作為一個新興的土壤原位修復(fù)技術(shù)受到國內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注。但在修復(fù)的過程中，會受到各種因素的影響，如土壤和污染物的特性、電壓梯度、吸附/解吸機(jī)制、聚焦現(xiàn)象、工作液性質(zhì)、溫度、含水率等。這些因素都有可能決定著電動修復(fù)的效率和修復(fù)時(shí)間，而數(shù)值模擬可以綜合考慮多方面的影響因素，從而優(yōu)化電動修復(fù)過程，為實(shí)際工程提

2、供了有利的預(yù)測。
　　國內(nèi)外研究者們已經(jīng)建立了很多數(shù)學(xué)模型來預(yù)測電動修復(fù)過程中污染物的遷移，這些模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合很好，但僅限于對單一的污染物進(jìn)行數(shù)值模擬。有些模型雖然同時(shí)對兩、三種離子進(jìn)行模擬，但與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合難以令人滿意?，F(xiàn)有電動修復(fù)數(shù)值模擬中，離子在土壤中的淌度通常用無限稀釋溶液下的離子淌度乘以土壤有效淌度系數(shù)k進(jìn)行估算，而k值通常又由土壤孔隙度n和扭曲度τ估算而得，與離子特征及其與土壤顆粒之間的相互作用無關(guān)。本課題將

3、通過直接測量分別在三個濃度下有色離子MnO4-離子和CrO42-離子在高嶺土中的淌度，研究影響離子有效淌度系數(shù)的因素，為電動修復(fù)模型中計(jì)算有效離子淌度的表達(dá)式進(jìn)行修正。
　　本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明影響離子有效淌度系數(shù)的因素有土壤幾何特性（f(n，τ)）、離子溶液濃度（kc）和土壤顆粒表面電荷與離子之間相互作用（kz）。其中土壤幾何特性用孔隙度n和扭曲度τ的函數(shù)來表示，只與土壤的結(jié)構(gòu)有關(guān)。離子溶液濃度引起的有效淌度系數(shù)可通過在溶液中測量離子

4、淌度計(jì)算而得，結(jié)果表明離子溶液濃度對有效淌度系數(shù)有影響。土壤顆粒表面電荷與離子之間相互作用引起的有效淌度系數(shù)通過在高嶺土（或加入陽離子樹脂）中測量離子淌度計(jì)算而得，結(jié)果表明土壤顆粒表面電荷與離子之間的相互作用對有效淌度系數(shù)有影響，且在高嶺土中對不同離子的影響幅度不同。
　　故現(xiàn)有的電動修復(fù)模型中對于有效淌度的計(jì)算表達(dá)式應(yīng)修正為：
　　此處為公式
　　根據(jù)本研究結(jié)果，可在同一土壤介質(zhì)中同時(shí)對多個離子進(jìn)行數(shù)值模擬，其中f(