富里酸對(duì)鉛污染土電動(dòng)修復(fù)與電滲加固影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、我國沿海地區(qū)廣泛分布有大面積的疏浚土和吹填土，具有含水量高、強(qiáng)度低、滲透性差的特點(diǎn)，傳統(tǒng)重力式加壓固結(jié)方法難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。同時(shí)，我國土壤污染總超標(biāo)率16.1％，耕地占位超標(biāo)率19.4％，土壤污染情況嚴(yán)重。鉛污染作為五大重金屬污染之一，因其在土壤中溶解度小，不易遷移，滯留時(shí)間長同時(shí)對(duì)人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害嚴(yán)重的特點(diǎn)一直被列為土壤重金屬污染修復(fù)的重點(diǎn)對(duì)象之一。
　　上世紀(jì)80年代末興起的污染土壤電動(dòng)修復(fù)方法因其經(jīng)濟(jì)高效、環(huán)境友好等特點(diǎn)

2、而廣泛應(yīng)用于鉛污染土壤修復(fù)中，之后為提高電動(dòng)修復(fù)效率而采用的電動(dòng)-螯合劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù)也取得了豐碩的成果。然而由于人工螯合劑自身所具有的生物毒性以及高昂的成本使得電動(dòng)-螯合劑聯(lián)合修復(fù)技術(shù)難以得到進(jìn)一步推廣。本文基于前人的研究成果，首次將具有高溶解性、強(qiáng)吸附性、低成本及環(huán)保性好等特點(diǎn)的天然螯合劑富里酸(FA)用于電動(dòng)-螯合劑聯(lián)合修復(fù)，同時(shí)與常用的人工螯合劑EDTA、EDDS進(jìn)行比對(duì)，通過改變富里酸的濃度、配比、pH及電動(dòng)修復(fù)時(shí)間，試圖探尋出

3、一種相較傳統(tǒng)的電動(dòng)-人工螯合劑聯(lián)合修復(fù)更為經(jīng)濟(jì)高效且環(huán)保的電動(dòng)去除土壤中鉛及軟土加固的綜合處理方法。本文所做的工作及相應(yīng)成果如下:
　　(1)總結(jié)了現(xiàn)有的鉛污染土修復(fù)方法，從物理、化學(xué)、生物三個(gè)角度對(duì)各種修復(fù)方法進(jìn)行了分類，并分析介紹了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。在前人大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論的基礎(chǔ)之上，分析了傳統(tǒng)電動(dòng)螯合修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足之處。分析了電滲排水加固的原理，并結(jié)合前人相關(guān)研究，首次提出了螯合劑在電動(dòng)修復(fù)過程中可能對(duì)電滲排水加固產(chǎn)生影

4、響。展示了富里酸自身的諸多性質(zhì)及在電動(dòng)修復(fù)鉛污染土壤所蘊(yùn)藏的潛力。
　　(2)設(shè)計(jì)了不同濃度富里酸作螯合劑對(duì)重塑鉛污染土進(jìn)行室內(nèi)電動(dòng)修復(fù)實(shí)驗(yàn)，并與常用的人工螯合劑EDTA、EDDS在鉛離子去除和電滲排水加固兩大方面進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明:在通電過程中，陰極加入蜇和劑后改變了鉛離子的遷移軌跡;0.5mol/L富里酸的加入使得土壤中鉛離子遷移效果好于0.1mol/L的人工螯合劑EDTA、EDDS，但是添加人工螯合劑使得溶解鉛含量大于富里

5、酸，溶解鉛量隨富里酸濃度增加而增大。EDTA、EDDS的加入使電滲排水總量增加，但由于其化學(xué)特性使得處理后土體的抗剪強(qiáng)度低于對(duì)照組;高濃度的富里酸抑制了電滲排水，但較低濃度的富里酸對(duì)電滲排水效果影響很小。
　　(3)在初步實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步設(shè)置了幾組濃度更可能逼近最優(yōu)處理濃度的試驗(yàn)組，同時(shí)設(shè)置了更長通電時(shí)間的幾組試驗(yàn)，探究更為經(jīng)濟(jì)、高效的電動(dòng)修復(fù)-加固方案。對(duì)不同試驗(yàn)組處理后的土體的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，并進(jìn)一步從微觀角度對(duì)

6、土體電滲性狀發(fā)生改變的原因做了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:0.3mol/L富里酸作螯合劑的試驗(yàn)組效果最好，1.5mol/L富里酸作為螯合劑的試驗(yàn)-04遷移效果最差，進(jìn)一步證明了過高濃度的富里酸對(duì)鉛遷移效果反而起反作用。延長修復(fù)時(shí)間確實(shí)可以提高鉛去除率，但提高程度并不明顯，實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，兼顧修復(fù)目標(biāo)和時(shí)間成本，通電成本等，選擇合理的通電時(shí)間。對(duì)土體的微觀結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果表明:富里酸在電動(dòng)修復(fù)過程中加入到土體之后令土體空隙變小，土體變得更

7、板結(jié)，從而導(dǎo)致了土體電滲性狀發(fā)生改變，導(dǎo)電能力下降，電滲排水下降，并最終導(dǎo)致鉛去除效果降低。
　　(4)將適宜濃度的富里酸分別與EDTA、EDDS以一定體積比混合，試圖利用不同螯合劑各自的優(yōu)點(diǎn)提高電動(dòng)修復(fù)與電滲排水加固的綜合效果，并從多個(gè)方面對(duì)其修復(fù)，加固效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:混合溶液作為螯合劑對(duì)鉛離子在土中的遷移效果明顯好于對(duì)照組，而EDDS-FA混合溶液對(duì)鉛的遷移效果好于EDTA-FA，混合溶液中EDTA/EDDS濃度