2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、汞及其化合物具有很強的神經毒性和致畸作用(WHO,1990),且積累效應和遺傳毒性明顯,一直是國內外極為關注的優(yōu)先控制污染物。我國被Hg污染的耕地面積有3.2×104公頃,每年產生污染環(huán)境的Hg達1.9×108kg。貴州省是中國乃至世界上重要的產汞地區(qū),產汞量約占全國的70%。當地某些廠礦周邊土壤或污灌農田土壤中的汞含量高達24~347mg.kg-1,甚至超過700mg.kg-1,汞污染土壤的修復已經迫在眉睫。 電動修復(EK)

2、技術是近十年來發(fā)展起來的一種污染土壤修復技術。該技術具有生態(tài)環(huán)境破壞小,速度快等優(yōu)點。其影響因素包括修復過程的pH、土壤性質、待去除重金屬元素的存在形態(tài)等。本論文以吸附-解吸平衡的界面遷移行為為主要機理,研究了汞在不同土壤中的解吸動力學特征及其對電動修復的影響。 實驗中選取貴州地區(qū)三種典型汞污染土壤即水稻土I、水稻土II、旱作土進行了汞的解吸的動力學機理及其影響因素的研究。結果顯示較低的pH值、較高的溫度、氧化性的環(huán)境都有利于H

3、g的解吸。pH每下降一個單位,水稻土I、水稻土II和旱作土的最大解吸率分別增大2.75、1.65和7.43個百分點。當Eh<406mV時,Eh值每升高1mV,水稻土I、水稻土II和旱作土的最大解吸率分別提高0.17、0.15和0.21個百分點。實驗中還發(fā)現:三種土壤的表觀解吸速率常數和pH成指數關系。此外,土壤本身的理化性質對Hg的解吸也有重要影響。Hg的最大解吸率和土壤Eh,CEC呈顯著正相關,其相關系數分別為0.997、0.968;

4、和粘粒含量呈顯著負相關,相關系數為-0.979。土壤中粘粒和有機質都有增強土壤對Hg的吸附的作用,從而減輕pH和Eh等外部環(huán)境因素對Hg的最大解吸率的影響程度。三種土壤的最大解吸量和解吸速率大小順序一致,均為:水稻土II>水稻土I>旱作土。采用多種動力學方程實驗數據進行擬合的結果表明:一級反應動力學方程、Elovich方程和雙常數方程均可以很好地擬合Hg的解吸量和時間的關系。結合熱力學理論的計算結果表明: Hg的擴散是一個吸熱的物理過程

5、,升高溫度有利于反應進行。 其次,針對傳統(tǒng)固定陰極電動 (SC-EK) 修復存在的能耗高和周期長等缺點,本研究對修復裝置及工藝進行了優(yōu)化設計與改進,采用逼近陰極電動(AC-EK)法輔以陽離子交換膜和KI+I2溶液氧化絡合對上述3種汞污染土壤進行了處理。固定陰極修復中通過添加KI+I2溶液,水稻土II中Hg的去除率可達68.6%,而未添加KI+I2溶液的對照組中汞的去除率僅為20.4%。這主要是由于KI+I2的增溶作用:KI+I2

6、溶液一方面提高了被處理土壤整體的氧化還原電位,另一方面能夠與土壤中的汞發(fā)生絡合反應,而這兩者都能夠顯著地增大汞的溶解度,從而有效地提高汞的去除率。 本研究還進一步采用逼近陰極電動(AC-EK)法進行了土壤修復的研究:電動修復過程中,每隔一段時間,就將陰極向陽極方向移動適當距離,以達到逐步縮短工作電極間距離的目的。與SC-EK法相比,AC-EK法中土壤pH下降更快且比較均勻,氧化還原電位變化的范圍較小,電導率較低。而根據前面的研究

7、,較低的pH和較高的氧化還原電位都有利于土壤中Hg的溶解和去除。實驗采用了1V.cm-1的恒電勢梯度,經過120 h的電動處理,AC-EK法中水稻土I、水稻土II和旱作土的去除率分別為91.2%、88.9%和69.2%,單位體積能耗分別為為65.78 kWh.m-3、77.26 kWh.m-3和67.11 kWh.m-3;SC-EK法中汞的去除率分別為69.5%,68.6%和41.7%,單位體積能耗分別為為88.33 kWh.m-3、1

8、07.45 kWh.m-3和74.99 kWh.m-3。結果表明AC-EK法可以高效快速去除土壤中汞,去除率提高了20.36%~27.54%,節(jié)能率達10.5%~28.1%。該技術在處理重金屬污染土壤方面具有良好的應用前景。 本論文建立了污染物在電動修復中的分布模型:土壤中不同位置的pH值和該位置與陽極的距離成正比;而不同位置的Hg去除速率和該位置與陽極的距離成指數關系。該模型為AC-EK法電動修復提供了初步的理論基礎,并可以用

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