重金属—有机复合污染土壤的电动强化修复研究

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许多污染场地都呈现重金属和有机污染物叠加的趋势,从而给修复带来了困难和挑战。电动修复可以通过电迁移和电渗流使重金属和有机污染物迁移出土壤,是处理重金属-有机复合污染土壤行之有效的方法。本研究选取铜和芘为模式污染物,研究了控制pH和加入羟丙基-β-环糊精(HPCD)对污染物在土壤中迁移过程的影响;比较了不同氧化剂与电动相结合对污染物的迁移影响和去除效果;阐明了不同类型土壤性质差异对电动过程中污染物迁移的影响机制。研究结果表明:土壤酸度是决定污染物去除效率的关键,较低的pH不仅有利于土壤中重金属的解吸和迁移,还有利于有机污染物的迁移和降解。碱性的土壤环境导致重金属沉淀,不利于重金属的迁移,而且对有机物的解吸也没有明显的促进作用。在电动处理中。阴极加入Na2S2O8,铜和芘的去除效率最高,分别达到这93.6%和49.5%,这与Na2S2O8分解产生酸性环境关系密切,酸性条件有利于铜的迁移和芘的降解。阳极加入6%H202,阴极控制pH3.5,污染物的去除率分别为66.3%和42.6%,通过增加H202的剂量可提高其氧化效率。NaClO对芘的氧化能力并不明显,另外由于控制碱性条件,也抑制了重金属的迁移。对于芘来说,KMnO4的氧化效果最好,达到51.7%,但是氧化效果只限于靠近阴极的S4和S5部分,处理效率分别达87%和95%;另外由于Mn02增加了重金属的吸附势,铜在阴极附近发生吸附。不同类型土壤的电动-Fenton修复中,阳极和阴极加入12%H202但不加pH控制的条件下土壤pH保持在3.5左右,这不仅有利于有机物的氧化而且有利于重金属迁移出土壤。不同土壤中总芘的去除率为黑土>黄棕壤>红壤,而总铜的去除率则为红壤>黄棕壤>黑土。黑土中较高的pH有利于电渗流的产生,H202随电渗流迁移与有机污染物的接触比较充分,芘的氧化效率也较高。重金属的形态分布是制约重金属迁移的主要因素,其主要受土壤pH、OM和铁锰氧化物的影响,红壤中酸溶态的重金属含量较高,有利于重金属的迁移,黄棕壤和黑土中较高的pH和OM限制了重金属的去除。
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