【摘 要】
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本研究以重庆某铬盐化工厂旧址铬污染土壤为研究对象,探讨了该双可渗透反应层的引入对于电动修复污染土壤中Cr(Ⅵ)的强化效果。对污染土壤的物化性质和污染特性进行分析,结果发
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本研究以重庆某铬盐化工厂旧址铬污染土壤为研究对象,探讨了该双可渗透反应层的引入对于电动修复污染土壤中Cr(Ⅵ)的强化效果。对污染土壤的物化性质和污染特性进行分析,结果发现土壤的主要化学成分为O、Ca、Si、Cr、Fe、Al、Mg、S和其他一些微量元素,其中铬为9.17%,表明该场地的首要污染物为重金属铬。土壤中总铬和Cr(Ⅵ)含量分别为31318.90mg/kg和338.84mg/kg,表明该场地对周边环境和人类健康存在着严重威胁。此外,通过硫酸硝酸法测得该场地土壤Cr(Ⅵ)浸出浓度为14.54mg/L。在传统电动修复的基础上,当以10%磷酸酸化活性炭为阴极可渗透反应层时,探究了三种不同阳极可渗透反应层材料(活性炭、零价铁、铁炭混合物)对于电动修复的强化效果。结果表明,双可渗透反应层的引入在一定程度上控制了土壤pH,提高了Cr(Ⅵ)修复效率,尤其是以铁炭混合物为阳极可渗透反应层时,Cr(Ⅵ)修复效率增加了4倍以上。在单因素实验中发现,阳极可渗透反应层的铁炭质量比为1:1时,Cr(Ⅵ)达到最佳修复效率(58.62%)。这表明当活性炭与零价铁(ZVI)以1:1比例混合时,可以最大程度地发挥活性炭的吸附作用和ZVI的氧化还原作用。三个土壤区域(即近阴极土壤区域S1、中间土壤区域S2和近阳极土壤区域S3)的Cr(Ⅵ)修复效率顺序为S1>S3>S2,这表明,在双可渗透反应层法电动修复铬污染土壤的过程中,Cr(Ⅵ)可能不仅通过电场作用迁移出土壤区而得以去除,还通过进入土壤的Fe2+直接在土壤区将其还原为低毒性和低迁移性的Cr(III)。选取对阴极OH-的控制(即酸化活性炭的磷酸浓度)、电压梯度和修复时间三个因素为实验变量,进行了三因素三水平正交实验。结果表明,当以20%磷酸酸化活性炭为阴极可渗透反应层时,在2.0V/cm的电压梯度下运行8天,Cr(Ⅵ)修复效果最佳,修复效率达75.01%。修复后土壤Cr(Ⅵ)含量由338.84mg/kg降低至84.68mg/kg,此外,Cr(Ⅵ)浸出毒性和不稳定形态铬(弱酸提取态、可还原态和可氧化态)的含量也大大降低了,双可渗透反应层耦合的电动修复技术显著减小了铬污染土壤的污染程度和环境危害性。
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