原位電動(dòng)強(qiáng)化技術(shù)修復(fù)鉻與菲污染土壤.pdf

1、電動(dòng)修復(fù)法作為一項(xiàng)新興的受污染土壤修復(fù)技術(shù)，在重金屬和有機(jī)污染物修復(fù)方面都被證明是一種有效的技術(shù)。
　　 隨著重金屬鉻被廣泛地應(yīng)用于冶金、電鍍、鞣革、油漆、化工媒觸劑等生產(chǎn)工業(yè)，鉻對(duì)土壤的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，鉻由于具有很強(qiáng)的致癌性，因此其污染土壤的修復(fù)已經(jīng)成為研究焦點(diǎn)。在土壤中，鉻的存在形態(tài)十分復(fù)雜。主要以Cr(III)、Cr(VI)存在。Cr(III)通常以氫氧化物形式存在，遷移性較低，Cr(VI)以Cr2O72－、H2CrO4

2、、HCrO4－、CrO42－形態(tài)存在，易遷移。通常認(rèn)為Cr(III)毒性低于Cr(VI)，但是Cr(III)也具有一定的生物毒性及生物可利用性，而且環(huán)境條件變化時(shí)，Cr(III)也可被氧化到Cr(VI)，危害土壤環(huán)境。因此具有潛在風(fēng)險(xiǎn)。
　　 多環(huán)芳烴是一類持久性有機(jī)污染物，具有較高致癌、致畸、致突變性，對(duì)生態(tài)環(huán)境安全和人類健康造成較大的威脅，因此大多數(shù)國(guó)家將其列為優(yōu)先控制污染物。微生物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤有很多優(yōu)勢(shì)，但是也存在

3、著目標(biāo)污染物、特效微生物及其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在土壤中活動(dòng)性低下，無(wú)論從宏觀上還是從微觀上都不能充分接觸的問(wèn)題，限制了修復(fù)效率。
　　 電動(dòng)修復(fù)應(yīng)用于鉻污染土壤的修復(fù)時(shí)，目前的研究主要集中在Cr(VI)的去除效率及其影響因素上，而對(duì)Cr(III)去除研究較少。在有機(jī)污染物的修復(fù)中，主要用于具有一定極性的有機(jī)物的修復(fù)，而對(duì)于菲等非極性物質(zhì)的研究較少。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題，本論文研究針對(duì)Cr(III)污染土壤，使用電動(dòng).氧化聯(lián)用技術(shù)進(jìn)

4、行修復(fù)的效果，以及修復(fù)中不同鉻價(jià)態(tài)的分布。研究電動(dòng)注入營(yíng)養(yǎng)鹽過(guò)程中，電極運(yùn)行方式，電壓梯度以及時(shí)間的影響。另外，針對(duì)菲污染土壤，采用電動(dòng)－微生物聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。結(jié)果如下：
　　 高錳酸鉀可有效地氧化土壤中的Cr(III)，使其轉(zhuǎn)化成為Cr(VI)，氧化效率由于土壤性質(zhì)不同在48％-65％之間。電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中，電壓的不同影響修復(fù)效率，0.5 V/cm電壓梯度比1 V/cm電壓梯度的修復(fù)效率提高一倍左右。電動(dòng)注入高錳酸鉀修復(fù)Cr(

5、III)污染土壤中，三種土壤中總鉻的去除效率分別為18.0％，29.4％和49.8％。土壤的有機(jī)質(zhì)含量、Fe/Mn比例、pH值都會(huì)對(duì)去除率產(chǎn)生影響。
　　 不同的電極運(yùn)行方式會(huì)影響營(yíng)養(yǎng)鹽的分布，采取變換電場(chǎng)方向的運(yùn)行方式，更有利于電場(chǎng)下營(yíng)養(yǎng)鹽的均勻分布，利于微生物降解的進(jìn)行。通過(guò)電動(dòng)注入的方式，可以在較短時(shí)間(24-36 h)內(nèi)向土壤中有效的引入硫酸鹽。且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，硫酸鹽在土壤中的濃度和均勻性均有提高。而氮元素在土壤中的轉(zhuǎn)

6、化比較復(fù)雜。由于存在著不同氮形式間的轉(zhuǎn)化，會(huì)使?fàn)I養(yǎng)鹽的有效形態(tài)流失，因此注入時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，認(rèn)為在72 h內(nèi)為佳。同時(shí)，由于其遷移速度較快，因此為保證在土壤中的濃度，0.5 V/cm電壓梯度下的效果較好。由于注入的磷酸鹽與土壤中的鈣發(fā)生沉淀，因此利用電動(dòng)方法注入磷酸鹽效果不佳。
　　 所選枯草芽孢桿菌對(duì)菲具有較高的降解能力。10 d左右降解率達(dá)到80％。土壤pH值是影響微生物降解的重要影響因素，通過(guò)調(diào)整黑土pH，使其接近中性，從而

7、使降解率提高20％左右。通過(guò)將陽(yáng)極產(chǎn)生的H+和在陰極產(chǎn)生的OH－在儲(chǔ)槽中中和，再循環(huán)輸入的方式可以方便的保持在兩極電解液和緩沖液儲(chǔ)槽中pH值的中性。通過(guò)向土壤中注入微生物使土壤中菲的降解率都達(dá)到50％以上，在3處達(dá)到了92％。土壤中殘留菲的分布與pH值和微生物數(shù)量分布有一定相關(guān)性。在pH接近中性的區(qū)域，微生物數(shù)量較多，對(duì)菲的降解能力強(qiáng)，土壤中菲的殘留減少，反之亦然。在黑土中，電動(dòng)注入微生物后土壤pH值在不同采樣點(diǎn)維持在7.57-7.91