重金属复合污染场地电动力修复实验研究

发布时间：2019-05-31 12:03

【摘要】：中国土壤面临非常严重的重金属污染。重金属易被土壤中的胶体吸附,不能被生物降解,还可以通过食物链被生物富集放大,对土壤动植物、整个生态环境、人类生存发展构成长期潜在威胁。为了应对来自重金属对土壤的污染,专家们研发出各种有效的新颖的处理方法。用电动力的方式对土壤进行处理被很早就提出来了,该技术具有非常大的发展潜力。此技术对环境影响小,可用于原位修复,修复效果明显,有极大的发展潜力。这篇论文所做的研究是用电动力技术去除土壤中的铜铅镉污染,在络合剂、反应装置等方面进行了实验。进行了土壤中共存多金属的活化研究,选择EDTA、柠檬酸、酒石酸、草酸、乙酸和去离子水作为活化剂进行土柱淋洗实验,研究了污染物在不同活化剂、浓度及pH下的活化效果,比较淋洗出来的重金属含量,得出O.lmol/L pH 6.5 EDTA对Cd、Cu、Pb的活化效果最好,活化率分别为54.43%、55.17%、46.46%。随渗滤液体积的增加,重金属累积活化量逐渐增加,该曲线用解吸方程拟合,分析重金属的解吸方式,如Elovich方程和抛物线方程b值的变化反映了pH的升高对EDTA促进重金属解吸起到重要作用。EDTA和柠檬酸可以对污染物起到很好的活化作用,选择这2种作为络合剂进行电动力修复。本文设计了电极上下放置和电极左右放置(极间距不可变／可变)的电动力修复系统,进行了电极放置位置、络合剂不同种类和浓度、反应时间、电极距离的多方面研究,得出的结论有：电极上下放置修复系统可驱动Cd、Cu、Pb向柱底层迁移并富集,使重金属从土柱底部随渗滤液流出,EDTA的络合效果优于柠檬酸,提高反应时间和溶液浓度有利于提高修复效果。反应10天,浓度为0.1mol/L的EDTA对Cd、Cu、Pb去除率分别能达到56.9%、59.5%、42.8%,与没有外接电压相比,节省了EDTA用量21.8%。电极左右放置修复系统可使Cd、Cu、Pb同时向阴阳极迁移,EDTA金属络合物的迁移能力强于柠檬酸金属络合物；对电极反应引起的pH变化,柠檬酸有较好的缓冲作用,使阴极区土柱的pH有较小变化；反应10天,浓度为0.1mol/L的EDTA对Cd、Cu、Pb的去除率分别为48.3%、46.3%、40.7%。水平电极距离增大,使系统电流波动变大。电极反应产生的H+和OH-对中部土壤pH影响减小。增大电极距离,不利于重金属迁移,使重金属大量残留在土柱中部,影响了修复效果。经过实验,当电极距离保持在10-15cm时,对重金属可以达到较好的去除效果,电极距离为10cm,对Cd、Cu、Pb的去除率分别可达64.9%、69.2%、55.7%。电极上下放置系统的电流值和运行所需的电能明显小于电极左右放置系统。上下设置电极可减少活化剂用量,提高污染物的清除率。电极距离扩大,会减小单位质量土样的EDTA用量,影响污染物清除效果。
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【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X53

【参考文献】

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本文编号：2489682