土壤銅鎘污染的電動力學修復實驗
摘要： 針對土壤典型重金屬污染修復問題， 通過實驗方法研究了土壤銅鎘污染的電動力學修復效果， 并分析其遷移變化特征。實驗結果表明，在電場作用下土壤中重金屬的質量分數發生明顯變化，使得大部分重金屬能在電極附近富集而被去除，且土壤的pH值等是影響電動力學修復效果的重要因素。污染物Cd和Cu在電場作用下主要是在陰極附近產生富集，遷移方向由陽極向陰極，表明電場作用加強重金屬Cd和Cu遷移效果。當實驗電壓為0.5 V/cm時，在陽極附近土壤中鎘的去除效率為75.1%，銅的去除效率達到77.9%。另外，電動修復中由于陰陽兩極的氧化還原反應造成電極附近pH值產生明顯變化，其中陽極附近的pH值由開始時的7.5逐漸變小到4.7，而陰極附近則相反，由開始時的7.2逐漸增大到9.4，表明土壤的酸堿條件變化明顯。
關鍵詞：土壤污染；重金屬；電動修復；影響因素；銅鎘
土壤污染已經成為嚴重的環境污染問題，尤其是土壤的重金屬污染更是難以去除。目前土壤重金屬污染治理與修復研究是環境污染治理研究的重點和熱點，國內外在此方面進行了系列的研究并取得了積極的研究成果[1-4] 。通常情況下對重金屬污染土壤多采用植物修復等技術，此類型修復的周期長且見效慢，因為重金屬污染物在土壤中主要與腐殖質類天然有機質結合而吸附在土壤顆粒上并穩定存在，不易被植物高效吸收，所以增加了重金屬污染物從土壤中去除的難度，使傳統的植物修復效率降低，而土壤污染的電動力學修復具有人工耗費少、接觸有害物質少、以及并經濟效益較高等優點[5-8] 。國外的研究開展相對較早，上世紀 90 年代國外開始應用電動力學技術修復重金屬污染的土壤等，表明該技術能夠有效地去除土壤中的重金屬污染物。Soonoh 等采用該技術修復土壤中的 Pb 和 Cd 污染的實驗表明，土壤中重金屬能被有效去除且修復效果受電壓和土壤的 pH 值及滲透性等因素影響；Ayten 等也應用電動修復技術進行實驗研究河流底泥中的 Mn 和 Cu 及 Pb 和 Zn 等污染物的去除效果；Evangelos 等研究土壤中 Zn 和 Cd 污染的電動修復效率，實驗表明鰲合劑和 pH 值等對污染土壤的修復效果影響明顯[9-11] 。國內在近年來也開展了這方面的研究，如周東美等在實驗室條件下對黃棕土壤鉻污染的電動修復作了系列研究，王業耀和孟凡生也對鉻污染土壤的電動修復作了實驗研究并取得了積極的研究成果[12-15] ，陸小成和丁颯等對銅污染土壤治理的實驗研究表明電動修復對銅污染土壤的處理非常有效[16-17] 。目前土壤重金屬污染治理的理論和方法研究報道較多，而快速高效的實用修復技術應用較少，本文在參考國內外相關研究基礎上，通過土壤重金屬污染的電動力學修復系列實驗，研究土壤中典型重金屬污染物的去除技術和效果以及 pH 值等影響因素對重金屬污染土壤修復效果的影響等，為土壤重金屬污染的有效修復提供理論和技術參考。
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