以松针提取液为阴极电解液对电动修复重金属土壤的影响研究
发布时间：2021-06-05 13:09
采用模拟试验方法,选择不同料液比的呈天然酸性的新型有机电解液（松针提取液）及常规化学有机电解液（草酸、醋酸、柠檬酸）分别作为阴极电解液,通过分析电流密度、p H值、总溶解性固体、迁移情况的变化来探究其对土壤重金属去除率的影响,同时采用改进的BCR法分析重金属形态变化。结果表明,松针提取液料液比越高,电流密度越大,对抑制阴极p H值突跃效果越好,溶解出的金属离子越多;料液比越高,去除率越高,1∶1的试验组镉、铜、镍的去除率较对照组提高25.83%～38.95%;常规有机电解液的去除效果从大到小为柠檬酸、醋酸、草酸,1∶1的试验组对镉、铜、镍去除率较草酸试验组分别提升13.76%、10.01%、21.14%。镉、镍的酸可提取态和可还原态的百分比随料液比的增高而降低,较化学有机电解液极大地降低了生物有效性和环境风险。
【文章来源】：安全与环境学报. 2020,20(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验装置图
TDS是水中溶解物质的总量，包括胶体、重金属离子等微小粒子。吴舢等[12]将电导率和溶解性总固体进行显著性检验和方差分析，发现二者具有显著相关性。因此，本文通过测定TDS可间接反映电导率。试验发现，TDS与p H值呈明显的负相关性，越靠近阳极，pH值越低，TDS越高;越靠近阴极，pH值越高，TDS越低。这是因为越多的H+更能解吸出土壤中的重金属离子及其他粒子，使得土壤中溶解性物质增多。在S1处，1∶15的试验组与对照组由于p H值较大，重金属离子多沉淀在土壤当中，堵塞了土壤孔隙，导致TDS接近于0。此外，在任一取样点位置，料液比越高的试验组，TDS值越高，一方面是因为引入了更多的松针溶解性有机活性成分，另一方面是松针提取液中的活性基团电解出的H+解吸出更多的重金属离子。结果表明，增加料液比，能有效地将土壤颗粒表面的重金属离子解吸下来进入土壤液相，从而在电场力的作用下迁移去除。2.3 松针提取液及化学电解液对镉、铜、镍迁移的影响
其次，对于铜试验，松针提取液试验组较原土的酸可提取态百分比都有所上升，可还原态百分比下降。酸可提取态增多是因为料液比越高的试验组能提供更多的H+，同时阳极也会电解出H+，大量的H+进入土壤使得土壤负电荷减少，pH值降低，H+的竞争作用增加，使得酸可提取态百分比增加[15]。可还原态减少一方面可能因为p H值越低，可还原态的铜离子更容易向酸可提取态转化;另一方面可能因为Fe2+等其他二价阳离子与铜离子存在竞争作用，使得铜离子解吸下来向酸可提取态转化[16]。而1∶1试验组相较于化学电解液试验组，酸可提取态和可还原态百分比均最高。根据前面试验结论分析，该部分的铜残留率最低，推测由于极低的pH值，导致不易迁移形态向易迁移形态转化，在总体去除率最高的条件下，易迁移形态占比升高。2.5 松针提取液去除机理和可行性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]红松松针挥发油氨基酸组分及化合物成分[J]. 赵学丽,舒钰,王丹. 东北林业大学学报. 2019(06)
[2]不同增强剂的电动技术对土壤中镉去除及土壤酶活性的影响[J]. 李文娟,王平,徐海音,朱姗姗,尹静玄. 环境工程学报. 2018(08)
[3]瞬时弹射式蒸汽爆破对玉米秸秆化学结构的影响[J]. 马鹏,冯冲,刘会丽,于政道. 河南农业大学学报. 2018(01)
[4]电导率与溶解性总固体相关关系探讨[J]. 吴舢,王翠,李洪鑫,刘佳. 天津科技. 2017(07)
[5]土壤pH值对重金属形态的影响及其相关性研究[J]. 杨秀敏,任广萌,李立新,罗克洁. 中国矿业. 2017(06)
[6]不同的增强试剂对重金属污染场地土壤的电动修复影响[J]. 樊广萍,朱海燕,郝秀珍,仓龙,王宇霞,周东美. 中国环境科学. 2015(05)
[7]改进BCR法分析国家土壤标准物质中重金属化学形态[J]. 张朝阳,彭平安,宋建中,刘承帅,彭珏,卢普相. 生态环境学报. 2012(11)
[8]两种土壤阳离子交换量测定方法的比较[J]. 张彦雄,李丹,张佐玉,廖可军. 贵州林业科技. 2010(02)
[9]络合剂和酸度控制对土壤铬电动过程的影响[J]. 周东美,仓龙,邓昌芬. 中国环境科学. 2005(01)
[10]酯化前后酵母菌的红外光谱比较[J]. 韩润平,鲍改玲,朱路. 光谱学与光谱分析. 2004(07)
硕士论文
[1]富里酸对铅污染土电动修复与电渗加固影响的试验研究[D]. 钱未.浙江大学 2017
[2]几种松科植物活性成分及多酚抗氧化性能力的研究[D]. 王群.东北林业大学 2016
[3]电动法及其增强技术修复镉污染土壤的试验研究[D]. 彭良梅.成都理工大学 2013
本文编号：3212229
【文章来源】：安全与环境学报. 2020,20(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
试验装置图
TDS是水中溶解物质的总量，包括胶体、重金属离子等微小粒子。吴舢等[12]将电导率和溶解性总固体进行显著性检验和方差分析，发现二者具有显著相关性。因此，本文通过测定TDS可间接反映电导率。试验发现，TDS与p H值呈明显的负相关性，越靠近阳极，pH值越低，TDS越高;越靠近阴极，pH值越高，TDS越低。这是因为越多的H+更能解吸出土壤中的重金属离子及其他粒子，使得土壤中溶解性物质增多。在S1处，1∶15的试验组与对照组由于p H值较大，重金属离子多沉淀在土壤当中，堵塞了土壤孔隙，导致TDS接近于0。此外，在任一取样点位置，料液比越高的试验组，TDS值越高，一方面是因为引入了更多的松针溶解性有机活性成分，另一方面是松针提取液中的活性基团电解出的H+解吸出更多的重金属离子。结果表明，增加料液比，能有效地将土壤颗粒表面的重金属离子解吸下来进入土壤液相，从而在电场力的作用下迁移去除。2.3 松针提取液及化学电解液对镉、铜、镍迁移的影响
其次，对于铜试验，松针提取液试验组较原土的酸可提取态百分比都有所上升，可还原态百分比下降。酸可提取态增多是因为料液比越高的试验组能提供更多的H+，同时阳极也会电解出H+，大量的H+进入土壤使得土壤负电荷减少，pH值降低，H+的竞争作用增加，使得酸可提取态百分比增加[15]。可还原态减少一方面可能因为p H值越低，可还原态的铜离子更容易向酸可提取态转化;另一方面可能因为Fe2+等其他二价阳离子与铜离子存在竞争作用，使得铜离子解吸下来向酸可提取态转化[16]。而1∶1试验组相较于化学电解液试验组，酸可提取态和可还原态百分比均最高。根据前面试验结论分析，该部分的铜残留率最低，推测由于极低的pH值，导致不易迁移形态向易迁移形态转化，在总体去除率最高的条件下，易迁移形态占比升高。2.5 松针提取液去除机理和可行性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]红松松针挥发油氨基酸组分及化合物成分[J]. 赵学丽,舒钰,王丹. 东北林业大学学报. 2019(06)
[2]不同增强剂的电动技术对土壤中镉去除及土壤酶活性的影响[J]. 李文娟,王平,徐海音,朱姗姗,尹静玄. 环境工程学报. 2018(08)
[3]瞬时弹射式蒸汽爆破对玉米秸秆化学结构的影响[J]. 马鹏,冯冲,刘会丽,于政道. 河南农业大学学报. 2018(01)
[4]电导率与溶解性总固体相关关系探讨[J]. 吴舢,王翠,李洪鑫,刘佳. 天津科技. 2017(07)
[5]土壤pH值对重金属形态的影响及其相关性研究[J]. 杨秀敏,任广萌,李立新,罗克洁. 中国矿业. 2017(06)
[6]不同的增强试剂对重金属污染场地土壤的电动修复影响[J]. 樊广萍,朱海燕,郝秀珍,仓龙,王宇霞,周东美. 中国环境科学. 2015(05)
[7]改进BCR法分析国家土壤标准物质中重金属化学形态[J]. 张朝阳,彭平安,宋建中,刘承帅,彭珏,卢普相. 生态环境学报. 2012(11)
[8]两种土壤阳离子交换量测定方法的比较[J]. 张彦雄,李丹,张佐玉,廖可军. 贵州林业科技. 2010(02)
[9]络合剂和酸度控制对土壤铬电动过程的影响[J]. 周东美,仓龙,邓昌芬. 中国环境科学. 2005(01)
[10]酯化前后酵母菌的红外光谱比较[J]. 韩润平,鲍改玲,朱路. 光谱学与光谱分析. 2004(07)
硕士论文
[1]富里酸对铅污染土电动修复与电渗加固影响的试验研究[D]. 钱未.浙江大学 2017
[2]几种松科植物活性成分及多酚抗氧化性能力的研究[D]. 王群.东北林业大学 2016
[3]电动法及其增强技术修复镉污染土壤的试验研究[D]. 彭良梅.成都理工大学 2013
本文编号：3212229
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