Cr污染土壤电动修复过程中pH值的影响因素

发布时间：2017-07-26 15:25

  本文关键词：Cr污染土壤电动修复过程中pH值的影响因素

  更多相关文章： 电动修复 pH值 电解液 Cr(VI)/Cr(III) 数值模型

【摘要】：当今,严峻的土壤污染形势已经引起了世界各国的广泛关注,迫切需要发展清洁污染土壤的技术。研究表明电动修复技术是一种适用于从低渗透性土壤中去除重金属的有效途径。Cr是中国废弃工业场地中的常见污染物之一,而pH值是影响重金属从土壤中电动去除的关键因素。为了评估不同电解液条件下Cr通过电动学从污染土壤中的去除,并对影响pH值的因素以及Cr(VI)和Cr(III)之间的相互转化进行研究,在恒定的电势下使用3种不同的电解液和2种类型的土壤进行了4组Cr污染土壤电动修复实验。结果表明,不同电解液的使用并没有引起阳极液间或阴极液间pH值的显著差异,25h后使用不同电解液的实验间阳极液pH值的最大差异0.8,并且阴极液pH值的最大差异1.2。pH值与电流显著相关,并且电渗流也会对pH值产生影响。由于土壤的高缓冲能力,电动修复期间土壤的pH值几乎都维持在7以上。当电解液为超纯水、0.1mol/L的氯化钾和0.1mol/L的柠檬酸时,实际场地污染土壤中Cr的含量分别降低6.59%、-2.15%和23.57%。物质流显示,13.07%的Cr从人为污染高岭土中去除了。当使用相同的电解液时,人为污染高岭土中总Cr的去除几乎为实际场地污染土壤的两倍。高Cr浓度的阳极液中的Cr返回到了土壤中。实验过程中发生了Cr(III)和Cr(VI)的相互转化,基于质量守恒,当使用柠檬酸和超纯水作为电解质时,相对于Cr(III)氧化为Cr(VI)更多的Cr(VI)被还原为Cr(III)了。建立了污染土壤电动修复过程中预测电解液pH值变化的数值模型,并选取了基于COMSOL Multiphysics软件的预测土壤pH值的数值模型,通过预测结果与实验结果的比较对模型进行了优化,优化后的电解液的pH值模型能较好地对Cr污染土壤电动修复过程中电解液的pH值进行预测,而土壤pH值模型仍需进行进一步优化。
【关键词】：电动修复 pH值 电解液 Cr(VI)/Cr(III) 数值模型
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-30
• 1.1 选题背景及研究意义9-10
• 1.1.1 选题背景9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 电动修复技术的主要机理10-13
• 1.2.1 电动修复系统中的电解（Electrolyte）反应11
• 1.2.2 污染物在电场作用下的运输机制11-12
• 1.2.3 污染物在电场作用下的其他地球化学反应12-13
• 1.3 重金属污染土壤电动修复技术的国内外研究进展13-28
• 1.3.1 国内研究现状13-20
• 1.3.2 国外研究现状20-27
• 1.3.3 发展趋势27
• 1.3.4 电动修复技术的技术优势及存在的问题27-28
• 1.4 研究方法、内容、创新点及技术路线28-30
• 1.4.1 研究方法及研究内容28
• 1.4.3 研究创新点28-29
• 1.4.4 研究技术路线29-30
• 第二章 实验内容、材料与方法30-36
• 2.1 实验内容30
• 2.2 实验材料30-32
• 2.2.1 土壤30
• 2.2.2 实验装置30-31
• 2.2.3 实验仪器、设备和试剂31-32
• 2.3 实验程序32-34
• 2.4 实验分析方法34-35
• 2.4.1 实际场地污染土壤的粒级划分34
• 2.4.2 含水率的测定34
• 2.4.3 土壤pH值和电导率的测定34
• 2.4.4 土壤碳酸盐含量的测定原理34
• 2.4.5 土壤有机质含量的测定原理34
• 2.4.6 土壤中总Cr及其他金属含量的测定34-35
• 2.4.7 土壤中Cr（VI）含量的测定35
• 2.5 实验质量保证35-36
• 第三章 实验结果及分析36-54
• 3.1 土壤理化性质36-38
• 3.1.1 实际场地污染土壤粒度筛分36
• 3.1.2 预处理后土壤理化性质分析36-38
• 3.2 实验pH值变化及分析38-43
• 3.2.1 电解液的pH值38-41
• 3.2.2 土壤的pH值41-43
• 3.3 Cr的去除43-51
• 3.3.1 总Cr的物质流43-49
• 3.3.2 Cr（III）和Cr（VI）的分布49-51
• 3.4 Cr（VI）和Cr（III）之间的相互转化51-54
• 第四章 数值模拟及优化54-77
• 4.1 电解液pH值模型的建立及优化54-65
• 4.1.1 电解液pH值模型的建立54-56
• 4.1.2 电解液pH值模型的初步优化56-58
• 4.1.3 电解液pH值模型的验证及优化58-65
• 4.2 土壤pH值模型的优化65-77
• 4.2.1 土壤pH值模型的选取65-68
• 4.2.2 土壤pH值模型的优化68-77
• 第五章 结论与不足77-79
• 5.1 结论77
• 5.2 不足77-78
• 5.3 应用前景展望78-79
• 参考文献79-85
• 在学期间的研究成果85-86
• 致谢86

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 文一;;防止农药污染土壤的措施[J];资源开发与保护;1986年02期

2 ;英国拟制定持续保护土壤的政策[J];中国环境科学;1996年06期

3 K·西莫查,王荣生,李长根;净化污染土壤的新的有效技术[J];国外金属矿选矿;2001年02期

4 陈五一;防治化学农药污染土壤的措施[J];农村经济与技术;2001年08期

5 魏杰;试论茶园污染土壤的修复[J];茶叶机械杂志;2002年01期

6 李彬,李培军,王晶,张海荣,杨桂芬;污染土壤毒性研究方法进展[J];环境污染治理技术与设备;2003年05期

7 刘宛,李培军,周启星,孙铁珩;污染土壤的生物标记物研究进展[J];生态学杂志;2004年05期

8 刘雪梅,杨传贵;污染土壤现场矫治的“新方法”[J];世界环境;2004年05期

9 刘云涛;污染土壤无害化处理的几种方法及应用[J];内蒙古石油化工;2004年06期

10 陆小成;陈露洪;毕树平;郑正;;污染土壤电动修复及供能方式研究进展[J];污染防治技术;2004年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙青;唐景春;;胜利油田污染土壤的生态毒性评价[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年

2 管英强;王新明;姚宗中;崔新玲;呙畅;;德国化学战剂污染土壤处理技术[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集（下）[C];2011年

3 张慧;党志;易筱筠;杨琛;;玉米修复芘污染土壤的初步研究[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年

4 谢正苗;王碧玲;孙叶芳;李静;田兆君;;含磷物质修复铅污染土壤[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年

5 杨利芝;徐宏勇;刘勇弟;蔡兰坤;;生物泥浆反应器法修复污染土壤的强化手段[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年

6 万小岗;王巍;习成成;;铀污染土壤淋洗去污实验研究[A];中国核学会核化工分会放射性三废处理、处置专业委员会学术交流会论文集[C];2011年

7 杨娟娟;魏成熙;孙海涛;;铅污染土壤有机肥对土壤酶活性的影响[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年

8 谢正苗;王碧玲;;氯和磷联合修复矿渣污染土壤的机理[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年

9 孙铁珩;;环境土壤与污染土壤生态修复[A];中国土壤学会第十次全国会员代表大会暨第五届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（面向农业与环境的土壤科学综述篇）[C];2004年

10 张彦;;城市污染土壤环境影响评价及治理方法的探讨——房地产开发土地土壤污染案例分析[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷）[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 王晓军;我市开始对污染土壤进行“治疗”[N];重庆日报;2008年

2 记者 周强 通讯员 邵兰芳 麻哲;采油污染土壤复耕成现实[N];中国国土资源报;2012年

3 ;日本核污染土壤运美[N];新华每日电讯;2005年

4 记者 班健;清理污染土壤有良方[N];中国环境报;2007年

5 记者　李惠子 俞铮;我科学家利用蜈蚣草大规模修复污染土壤[N];新华每日电讯;2006年

6 本报记者 孙蔚;北京车铁匠营限价地污染土壤将被挖走焚烧[N];中国消费者报;2007年

7 佚名;用法律条文“圈定”污染土壤责任[N];中国改革报;2012年

8 首席记者 李晓;修复污染土壤护生态[N];苏州日报;2014年

9 林华;给被污染土壤“排毒”刻不容缓[N];中国审计报;2014年

10 本报记者 陶小康;仅用“刮骨疗毒”法是远远不够的[N];中国化工报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 王碧玲;含磷物质修复铅锌矿污染土壤的机理和技术[D];浙江大学;2008年

2 林莉;典型化工污染土壤的微修复技术研究[D];华中科技大学;2010年

3 周际海;线虫与微生物相互作用及其对污染土壤扑草净降解影响的研究[D];南京农业大学;2011年

4 万金忠;有机氯杀虫剂污染土壤的化学淋洗修复研究[D];华中科技大学;2011年

5 何炜;汽油和柴油污染土壤通风修复试验研究[D];中国地质大学（北京）;2007年

6 谯华;TNT污染土壤的生物泥浆反应器修复机理研究[D];浙江大学;2011年

7 于彩莲;生长调节剂强化龙葵修复镉污染土壤能力的研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

8 崔卫华;汽油污染土壤的SVE修复方法研究[D];中国地质大学（北京）;2007年

9 高霏;二硝基二甲苯污染土壤和地下水的修复实验研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 金玉;纳米羟基磷(?)石与黑麦草联合修复铅污染土壤的研究[D];河北大学;2015年

2 王效国;大豆、龙葵单作和间作对镉、芘污染土壤的修复[D];西北农林科技大学;2015年

3 施秋伶;有机螯合剂和生物表面活性剂联合淋洗污染土壤中的Pb、Cd[D];西南大学;2015年

4 侯鹤天;钙铝LDH协同电动修复污染土壤体系中铬的迁移与转化的研究[D];上海大学;2015年

5 仲洋洋;电动力修复Pb污染土壤的实验研究[D];中国矿业大学;2015年

6 马晨晨;不锈钢尾渣修复剂对铅污染土壤的作用效果研究[D];山西大学;2015年

7 孙崇凤;可降解表面活性剂增效洗脱污染土壤中二氯苯的研究[D];山西大学;2015年

8 杨旭明;表面活性剂对受“得克隆”（Dechlorane Plus）污染环境的增效修复机制研究[D];湖南科技大学;2015年

9 田会阳;河南省铅冶炼污染土壤的处理和利用研究[D];河南工业大学;2015年

10 吴鹏;机械化学法处理高浓度滴滴涕污染土壤的初步研究[D];天津大学;2014年

，

本文编号：577005