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1、鉻污染土壤電動修復中鉻(VI)的解吸動力學研究重慶大學碩士學位論文（學術(shù)學位）學生姓名：吳昕達指導教師：李東副教授專業(yè)：環(huán)境科學與工程學科門類：工學重慶大學資源及環(huán)境科學學院二O一五年四月DesorptionKineticsofCr(VI)inelectrokineticremediationofCr-contaminatedsoilAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByWuXind
2、aSupervisedbyAssociateProf.LiDongSpecialty：EnvironmentalScienceandEngineeringCollegeofResourcesandEnvironmentalScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要我國土壤重金屬污染問題較為嚴重，治理重金屬污染土壤是我國環(huán)境治理的重要環(huán)節(jié)。土壤重金屬清除技術(shù)主要有電動修復技術(shù)、淋洗技術(shù)與植物修復技術(shù)。電動修復技術(shù)處理重金屬污染粘土時，修復效率高于淋洗技術(shù)與植物修復技
3、術(shù)。電動修復技術(shù)去除重金屬污染物主要由兩個串聯(lián)步驟組成：①重金屬離子從土壤顆粒表面解吸進入土壤溶液；②重金屬離子在電場作用下從土壤溶液遷移至電極工作液，與土壤分離?，F(xiàn)有電動修復理論體系假設重金屬離子解吸過程不受外加電場影響。針對電動修復技術(shù)的建模也據(jù)此進行。但在國內(nèi)外主流文獻庫中均檢索不到關(guān)于該假設的驗證研究。為此，本實驗選取來自實際污染場地的鉻污染土壤，通過解吸動力學實驗、電動解吸動力學實驗、柱解吸動力學實驗的對比，研究外電場對土壤中Cr(VI)解吸動力學的影響，驗證上述理論假設的正確性。采用0.05mol/LNaNO3、0.5mol/LNaNO3溶液進行
4、解吸動力學實驗，對比兩者Cr(VI)離子解吸量發(fā)現(xiàn)，NO--3離子能夠同土壤中Cr(VI)離子競爭吸附點位。NO3離子濃度升高可促進Cr(VI)解吸。為減弱NO-3對實驗結(jié)果的干擾，在之后的電動解吸動力學實驗、柱解吸動力學實驗中，解吸液均使用0.05mol/LNaNO3溶液。通過解吸動力學實驗與柱解吸動力學實驗的對比發(fā)現(xiàn)，柱解吸動力學實驗的Cr(VI)解吸量小于解吸動力學實驗，且產(chǎn)生規(guī)律性波動。原因在于土壤顆粒間孔隙大小將影響Cr(VI)解吸。當顆粒間存在大量毛細孔隙時，Cr(VI)離子在毛細孔隙內(nèi)周期性的吸附與“崩塌式”解吸造成解吸液中Cr(VI)離子濃度
5、波動。同時，柱解吸動力學實驗中土壤被壓實、固定，顆粒與解吸液液面接觸面積減少，導致其Cr(VI)解吸量小于解吸動力學實驗。通過土壤電壓梯度分別為10V/cm、20V/cm的電動解吸動力學實驗與柱解吸動力學實驗的對比發(fā)現(xiàn)，外電場對土壤中Cr(VI)解吸有顯著影響。電場在毛細孔隙內(nèi)對離子的推動作用與電場強化離子解吸作用可提高解吸量；而“盲孔捕集”作用則會降低解吸量。本研究中，電場推動毛細孔隙內(nèi)Cr(VI)離子遷移作用強于“盲孔捕集”作用。但10V/cm電動解吸動力學實驗的解吸量大于20V/cm的實驗，可見由于“盲孔捕集”作用，單純提高土壤電壓梯度不能提高Cr(V
6、I)解吸量。本研究又進行了10V/cm雙向電動解吸動力學實驗，發(fā)現(xiàn)調(diào)換電場方向后，Cr(VI)解吸量基本保持平穩(wěn)，原因可能為從上游土壤顆?！懊た住敝羞w移出的土壤進入下游“盲孔”。I重慶大學碩士學位論文中文摘要綜上，電場對于Cr在土壤中的解吸同時存在抑制與促進作用，現(xiàn)有關(guān)于電場對解吸無影響的假設不成立。電場在毛細孔隙內(nèi)對離子的推動作用、“盲孔捕集”作用與電場強化離子解吸作用三者間強弱與影響因素還需進一步深入研究探討。關(guān)鍵詞：電動修復，污染土壤，鉻，解吸動力學，電場，孔隙II重慶大學碩士學位論文英文摘要ABSTRACTHeavymetalcontaminatio
7、nofsoilhasgivenrisetoasevereprobleminChina.Theselectionofremediationtechnologiesisakeyfactoramongtheprojectsfortacklingthisproblem.Thecleanuptechnologiesincludetheelectrokineticremediation(EKR),flushing,andphytoremediation.TheremovalefficiencyoftheEKRexceedsthoseoftheflushingandphy
8、toremediationwhenprocessin
