土壤电动修复

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1、优点：有对本底环境破坏小、成本低、应用范围广、处理效果好等优点。缺点：电动修复应用过程中需要土壤处于浸水条件，若污染土壤无防渗层，污染物会随水流向土壤深层迁移，污染深层土壤甚至地下水，对环境造成风险。另外，电动修复时阴极电解液产生的大量OH-，进入土壤与重金属离子结合形成沉淀，这对电动修复有阻碍作用。原理：通过在污染土壤两侧施加直流电压形成电场梯度，土壤中的污染物质在电场产生的各种电动力学过程，如电迁移、电渗析和电泳等作用下被带到电极两端从而清洁污染土壤。存在形式：土壤中铬的存在形态主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)为主。铬形态的不同，导致铬在土壤中的迁移性能不同，严重影

2、响其电动修复的效率。Cr(Ⅲ)在土壤中的存在形态取决于土壤的PH值及其土壤成分，主要形态为、、、、和。土壤中有机质的存在会增加Cr(Ⅲ)的吸附，导致其形态发生变化。Cr(Ⅵ)在土壤中除了形成难溶的铬酸盐(、、)外，主要以可溶态的形式存在，通常为氧阴离子：、、和。实验装置装置中土壤质量为2kg，制成长、宽、高分别为17.5cm×13.5cm×6.5cm，铬含量为1000mg/kg的土块。采用覆盖滤纸的板状石墨电极(17.5cm×10cm×1cm)，在阴阳两极室加入蒸馏水作为电极溶液。施加直流电，电压梯度为1V/cm。实验方法将一定量的重铬酸钾和氯化铬溶解后，定量加入到

3、土壤中。将土壤搅拌1h之后放入容器，压实。在阴、阳极室各加入500mL的蒸馏水。连接直流电源，施加恒定电压。修复时间，EK1为163.5h，EK2和EK3为153.5h。电动修复结束后，收集电极的工作溶液，测定总铬。设置5个取样点：S1(阳极)、S2(距阳极距离3.5cm)、S3(7cm)、S4(10cm)和S5(阴极)。在电极附近，发生水解反应，阳极产生H+，使附近土壤PH降低，有利于吸附的离子解吸，有利于离子去除。阴极产生OH-，使附近土壤的PH升高，会造成离子生成沉淀，不利于离子去除，控制阴极电解产生的OH-，可以提高其去除效率。针对这一缺点，发展了许多阴极控

4、制pH方法和联用技术来强化电动修复技术Cr(Ⅵ)在土壤中一般以氧阴离子的形式存在，所以向阳极迁移。Cr(Ⅵ)去除的同时伴随着Cr(VI)向Cr（Ⅲ)的转化，修复结束时土壤中残留的铬90％以上为Cr(Ⅲ)。Cr(Ⅲ)污染的土壤经过电动修复后，总铬在各个部分的含量并没有出现明显的差异，只有阳极附近的土壤总铬含量有少许减少，这是因为在高PH值的土壤中，Cr(Ⅲ)一般呈现沉淀态，不容易发生迁移，而电动修复过程中，阳极由于电解产生H+，使得阳极土壤PH有所下降，Cr(Ⅲ)少部分形成阳离子，导致其发生向阴极的迁移。而由Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)同时污染的土壤，Cr(Ⅵ)向阳极迁移，

5、而少部分Cr(Ⅲ)向阴极迁移，所以迁移规律比较复杂，但是由于在电场作用下，以氧阴离子存在的Cr(Ⅵ)大部分迁移向阳极，所以其总铬的迁移方向是向阳极。结论不同价态污染土壤，其电动修复效率也不相同，其中Cr(Ⅵ)污染土壤的总铬去除效率最高，为59.7%，Cr(Ⅲ)污染土壤的去除效率最低，为6.2%，Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)同时污染土壤的去除效率居中，为18.7%。二维叠加电场电动修复铬污染土壤的研究电动修复应用过程中需要土壤处于浸水条件，若污染土壤无防渗层，污染物会随水流向土壤深层迁移，污染深层土壤甚至地下水，对环境造成风险。另外，电动修复时阴极电解液产生的大量OH-，进

6、入土壤与重金属离子结合形成沉淀，这对电动修复有阻碍作用。(1)通过添加氧化剂或还原剂改变铬的价态一种是通过还原反应将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)降低毒性。以石墨为阴极，铁为阳极，阳极铁失电子成为Fe2+而溶解，含Cr(Ⅵ)的阴离子迁移到阳极附近后，氧化Fe2+，而自身还原为毒性相对较小的Cr(Ⅵ)。另一种是通过将Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)，全部迁移到阳极。在阴极附近加入氧化剂次氯酸钠，次氯酸根在向阳极迁移的过程中，不断把沉淀形态Cr(Ⅲ)氧化为Cr(Ⅵ)，Cr(Ⅵ)随后向阳极迁移。(2)通过控制pH提高去除率电动力学修复中，水的电解使得阳极附近土壤逐渐变酸，土壤对Cr

7、(Ⅵ)的吸附增强，Cr(Ⅵ)迁移降低。把碱液加入到阳极附近维持pH为6.5，在电场作用下jCr042’阴离子迁移到阳极，然后被阳极附近的单宁酸吸附柱吸附，铬的去除效果很好，并且阳极聚集的铬能被及时处理，避免了二次污染。此外，控制阴极pH，也能提高去除率。周冬美等【47】研究了控制阴极池溶液酸度对铬在黄棕壤中电动过程的影响。结果表明，改变阴极池溶液酸度不仅影响了电动过程中电流、电渗流的大小和铬在土柱中的分配，同时也显著改变了总铬的去除率。其中在pH6．O和pH10．0时，总铬的去除率分别达25．3％和24．O％，较pH4．O和pH8．O时增高近l倍。所有电动处理以