土壤中镉的吸附行为及其对电动修复效果的影响

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本文旨在以Cd为例研究重金属在不同类型土壤中吸附变化行为以及电动修复前后重金属的形态改变,以探讨电动修复技术在不同类型土壤中的适用性。 选取四种不同类型的土壤即大庆黑钙土、上海潮土、无锡黄棕壤和重庆紫色土进行镉吸附行为研究及模拟镉污染过程研究。 实验中,首先对四种不同土壤的吸附等温线与吸附动力学曲线进行研究,发现吸附能力大小与土壤本身性质密切相关,尤其是土壤有机质含量。结果显示TOC的含量关系为:大庆黑钙土>上海潮土>奉贤污染农田>无锡黄棕壤>重庆紫色土,含量最高的大庆黑钙土达到21.81 g·kg-1,而含量最低的重庆紫色土则仅为2.20 g·kg-1;四种土壤吸附Cd2+的能力大小依次为:大庆黑钙土>上海潮土>无锡黄棕壤>重庆紫色土,各土壤之间的最大吸附量比值为:大庆黑钙土:上海潮土:无锡黄棕壤:重庆紫色土= 46.7:41.4:2.0:1.0。 其后,对四种土壤进行了两种方式的镉模拟污染,即持续性污染和突发性污染。在电动修复前后,分别对两种情形污染状况下土壤中镉的形态进行分析。结果表明:在修复前,各土壤中的镉随时间延长其形态趋于稳定,但由于镉自身的性质,其可交换态所占比例仍较多;在电动修复后,基本上修复区域不同位置的镉活性都有所提高,这主要是受电动修复后pH和氧化还原电位变化所影响。 对同一种土壤来说,随着时间的延长,其镉的去除率下降。与突发性2天模拟污染相比,在突发性100天的模拟污染情况下,黑钙土、潮土、黄棕壤和紫色土中的镉去除率分别下降9.05%、7.81%、11.09%和7.03%。 在相同时间不同污染方式下,持续性100天情况下土壤中镉的去除率大于突发性100天,黑钙土、潮土、黄棕壤和紫色土中的镉去除率分别上升6.42%、7.48%、9.87%和6.20%。 此外,四种土壤之间对比显示,相同污染情况下,镉的去除率关系为:紫色土>黄棕壤>潮土>黑钙土。 本实验中还从上海奉贤地区某电镀厂附近采集实际镉污染土壤进行了电动修复研究,镉的去除率达到36.74%,取得了一定的修复效果,表明了电动修复法在处理重金属污染土壤方面有较好的应用价值。
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