原位電動強化技術修復鉻與菲污染土壤.pdf

1、電動修復法作為一項新興的受污染土壤修復技術，在重金屬和有機污染物修復方面都被證明是一種有效的技術。
　　 隨著重金屬鉻被廣泛地應用于冶金、電鍍、鞣革、油漆、化工媒觸劑等生產(chǎn)工業(yè)，鉻對土壤的污染也越來越嚴重，鉻由于具有很強的致癌性，因此其污染土壤的修復已經(jīng)成為研究焦點。在土壤中，鉻的存在形態(tài)十分復雜。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，Cr(III)也可被氧化到Cr(VI)，危害土壤環(huán)境。因此具有潛在風險。
　　 多環(huán)芳烴是一類持久性有機污染物，具有較高致癌、致畸、致突變性，對生態(tài)環(huán)境安全和人類健康造成較大的威脅，因此大多數(shù)國家將其列為優(yōu)先控制污染物。微生物修復多環(huán)芳烴污染土壤有很多優(yōu)勢，但是也存在

3、著目標污染物、特效微生物及其營養(yǎng)物質在土壤中活動性低下，無論從宏觀上還是從微觀上都不能充分接觸的問題，限制了修復效率。
　　 電動修復應用于鉻污染土壤的修復時，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Cr(III)去除研究較少。在有機污染物的修復中，主要用于具有一定極性的有機物的修復，而對于菲等非極性物質的研究較少。
　　 針對上述問題，本論文研究針對Cr(III)污染土壤，使用電動.氧化聯(lián)用技術進

4、行修復的效果，以及修復中不同鉻價態(tài)的分布。研究電動注入營養(yǎng)鹽過程中，電極運行方式，電壓梯度以及時間的影響。另外，針對菲污染土壤，采用電動－微生物聯(lián)用技術進行修復。結果如下：
　　 高錳酸鉀可有效地氧化土壤中的Cr(III)，使其轉化成為Cr(VI)，氧化效率由于土壤性質不同在48％-65％之間。電動修復過程中，電壓的不同影響修復效率，0.5 V/cm電壓梯度比1 V/cm電壓梯度的修復效率提高一倍左右。電動注入高錳酸鉀修復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％。土壤的有機質含量、Fe/Mn比例、pH值都會對去除率產(chǎn)生影響。
　　 不同的電極運行方式會影響營養(yǎng)鹽的分布，采取變換電場方向的運行方式，更有利于電場下營養(yǎng)鹽的均勻分布，利于微生物降解的進行。通過電動注入的方式，可以在較短時間(24-36 h)內向土壤中有效的引入硫酸鹽。且隨著時間的延長，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

6、化比較復雜。由于存在著不同氮形式間的轉化，會使營養(yǎng)鹽的有效形態(tài)流失，因此注入時間不宜過長，認為在72 h內為佳。同時，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，因此利用電動方法注入磷酸鹽效果不佳。
　　 所選枯草芽孢桿菌對菲具有較高的降解能力。10 d左右降解率達到80％。土壤pH值是影響微生物降解的重要影響因素，通過調整黑土pH，使其接近中性，從而

7、使降解率提高20％左右。通過將陽極產(chǎn)生的H+和在陰極產(chǎn)生的OH－在儲槽中中和，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槽中pH值的中性。通過向土壤中注入微生物使土壤中菲的降解率都達到50％以上，在3處達到了92％。土壤中殘留菲的分布與pH值和微生物數(shù)量分布有一定相關性。在pH接近中性的區(qū)域，微生物數(shù)量較多，對菲的降解能力強，土壤中菲的殘留減少，反之亦然。在黑土中，電動注入微生物后土壤pH值在不同采樣點維持在7.57-7.91