基于EKG电动脱水去除稻田土壤 重金属Cd的试验研究

为研究基于EKG电动脱水去除稻田土壤重金属镉(Cd)的效果,进行了土壤淋洗-电动脱水室内模拟试验,重点考察了FeCl₃淋洗后在不同电压梯度(1,2,3,4,5 V/cm)和不同电极间距(20, 30, 40, 50 cm)下,土壤各截面pH值的变化特点和电动脱水去除土壤Cd的效果。结果表明:电动脱水前后土壤各截面pH值均在2.2~2.5之间波动;土壤Cd的电动脱除率随电压梯度增大而增大,随电极间距增大而减小,脱除率最大可达47%;单位电动脱除率的能耗均与电压梯度和电极间距的大小呈正相关。试验结果说明以EKG为电极材料进行电动脱水,能有效地控制土壤各截面pH值,促进土壤孔隙水中可移动态Cd的高效脱除。     

农田土壤重金属Cd的环保淋洗剂筛选研究

土壤淋洗是一种有效修复重金属污染土壤的方法,而淋洗剂的选择是淋洗过程的关键因素,直接影响淋洗效率。研究了4种淋洗剂(乙酸、柠檬酸、CaCl₂、FeCl₃)对Cd轻度污染的农田土壤淋洗性能及影响因素。结果表明:淋洗效果依次为FeCl₃＞柠檬酸＞乙酸＞CaCl₂;FeCl₃的淋洗机理是Fe³⁺与土壤中的Cd²⁺离子交换,其水解出的H⁺可促进碳酸盐结合态Cd溶出,Cl^-还可与Cd²⁺形成稳定的螯合物;经优化后的最佳的淋洗条件是固液比为1∶5,浸提时间为4 h,此时乙酸、柠檬酸、CaCl₂和FeCl₃的最大土壤Cd去除率分别为30.24%,24.62%,24.82%,81.90%;pH值对淋洗效果的影响较大,除CaCl₂外,3种淋洗剂的淋洗效果都随pH值的升高而降低(pH值在2.5～5.0范围内),FeCl₃的淋洗效果降低最为显著。研究成果可为Cd污染农田土壤修复提供技术支撑。     

氯化钙-腐殖酸活化作用下土壤Cd的电动脱除性能

为了提高稻田土壤Cd的去除率,同时减小对土壤pH值的影响,采用氯化钙-腐殖酸复合活化液增强土壤Cd的可移动性,基于电动土工合成材料(EKG)电动排水脱除土壤Cd,重点考察了不同活化剂浓度和活化时间下,土壤有效态Cd含量以及土壤pH值的变化,研究了活化-电动排水后土壤Cd的电动脱除量、土壤全Cd含量、有效态Cd含量、土壤pH值的变化。研究结果表明:0.5%氯化钙-1%腐殖酸对土壤Cd的活化效果最佳,土壤有效态Cd含量可从0.30 mg/kg提高至0.44 mg/kg,而活化处理后的土壤pH值仅降低约0.4;排尽上覆水后,通过电动排水可进一步脱除土壤Cd,土壤Cd的电动脱除量为上覆水中Cd含量的3倍左右;活化-电动排水后,土壤全Cd含量从1.72 mg/kg降低至1.20 mg/kg左右,土壤有效态Cd含量降至0.27~0.31 mg/kg,各截面土壤pH值较为均一且变化不明显,介于5.45~6.30之间。研究所提出的方法可最大限度地脱除土壤Cd,提高稻田土壤Cd的去除率,同时减小对土壤pH值的影响,一定程度上保证了农作物的安全生产。     

镉污染稻田土壤土柱淋洗修复研究

以三氯化铁为淋洗剂,采用土柱淋洗法对镉污染稻田土壤进行了修复研究。系统考察了土壤的干湿状态、淋洗液浓度及体积、搅拌次数、淋洗时间等淋洗条件对Cd去除率的影响,深入探究了Cd在土柱中的分布规律。结果表明“干洗”条件下的修复效果优于“湿洗”;淋洗液浓度、搅拌次数、淋洗时间及淋洗液体积的增加均能提升Cd的去除率,但提升程度有限;当采用“干洗”方式进行淋洗,且三氯化铁浓度为0.05 M、搅拌次数为3、淋洗时间为2 d及淋洗液体积为450 mL时,Cd的去除率可达最大值25.4%;在此最优淋洗条件下,洗脱的Cd中有86.7%存在于孔隙水中。由此表明,在稻田淋洗修复过程中,高效排出孔隙水是修复的关键。     

基于EDTA淋洗离心—硫酸盐还原菌固化法去除污泥中重金属镉的研究

为研究如何分离和去除污泥中重金属镉（Cd）,采取二氨基乙烷四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid, EDTA)淋洗离心与硫酸盐还原菌( sulfate-reducing bacteria, SRB)固化相结合的方法进行了污泥试验并统计分析了污泥中重金属Cd的形态分布和含量变化。结果表明：在离心力100g、淋洗时间12 h、淋洗2次和离心温度30 ℃的条件下采用EDTA对污泥原样进行淋洗离心,污泥中Cd含量由6.793 mg/kg降至5.241 mg/kg,去除率达22.8%。然后采用SRB对淋洗离心后的污泥试样进行固化,不稳定态Cd含量由2.589 mg/kg降至1.103 mg/kg,固化后污泥中的Cd含量低于《绿化种植土壤》（CJ/T 340-2016）中重金属要求的Ⅳ级标准2 mg/kg。与传统单一修复方法相比,该联合方法有效地降低了污泥中活性大、污染程度高形态Cd的含量,减轻了其环境危害性。     

常见水生植物对富营养化和重金属复合污染水体的修复效果研究

选取大沽排污河原位生态修复工程现场的6种修复植物旱生美人蕉、水生美人蕉、旱伞草、鸢尾、马蔺、菖蒲为研究对象,通过温室培养试验研究了这6种植物对水中氮磷和重金属Cd、Pb复合污染的修复效果。试验结果表明,所选6种植物在复合污染水体中对营养物质和重金属Cd、Pb均表现出较好的修复效果。经50 d修复后,各植物对总氮TN的去除率为53.90%～94.75%,对总磷TP的去除率为46.76%～85.10%;对Cd的去除率达到90.39%～99.47%。其中,菖蒲、鸢尾、马蔺对总氮的修复能力较好;鸢尾、美人蕉和马蔺对氨氮的修复效果较好;而旱伞草、美人蕉和马蔺对总磷的修复能力最强。所有修复植物对Cd和Pb的富集系数都远远大于1,对Cd、Pb表现出很强的富集能力,可作为Cd、Pb超富集植物来修复水体中的重金属Cd、Pb污染。     

黄土中铜铅金属的电动迁移及强化去除机理研究

以人工配制的铜铅污染黄土为研究对象,使用性价比更高、二次污染风险更低的电动修复技术,研究污染黄土中铜铅金属离子迁移规律,分析电极材料、阳离子交换膜及酸预处理等单一强化方法对电动力学修复过程中电流、电渗流、pH、电导率、去除效率、离子赋存形态等的影响规律,揭示强化方法的电动修复机理,并在此基础上明确三者联用电动修复强化机理。结果表明：电动土工合成材料(EKG)电极比石墨电极具有更高的电流,同时能够快速释放较多的氢离子和氢氧根离子,在阳极附近提供了酸性环境促进了更多重金属离子的解吸和迁移,从而提高了修复效率,但阴极附近的沉淀导致去除效率较低;阳离子交换膜能够较好地调控阴极附近土壤的pH值,有益于金属离子的解吸,然而阳离子交换膜引起的浓度差极化作用,以及阳离子交换膜表面沉淀现象使电流和电渗流显著降低,限制了去除效率的提高;酸预处理能够降低污染黄土试样pH值,使黄土中黏土矿物、水合氧化物及有机质表面原始的负电荷减小甚至变为正电荷,有助于重金属提前解吸,显著提高电导率,从而提高电流和电渗流,与阳离子交换膜强化效果接近,是一种较为经济的强化手段;EKG电极、阳离子交换膜及酸预处理三者联用能够充分发...     

外源腐殖酸对黏质农田土壤Cd活性的影响

为探讨外源腐殖酸对黏质农田土壤Cd活性的影响,选取2种典型腐殖酸,采用淋洗技术,通过测定农田土壤总Cd、DTPA-Cd、MgCl₂-Cd的含量,研究了2种腐殖酸及其淋洗时间对土壤Cd活性的影响。研究结果表明:2种腐殖酸处理后,土壤总Cd含量基本不变,土壤DTPA-Cd含量从0.421 mg/kg降低到0.313 mg/kg,MgCl₂-Cd含量从0.2 mg/kg降低到0.169 mg/kg;淋洗时间从1 d增加到5 d,土壤总Cd含量基本不变,土壤DTPA-Cd含量从0.325 mg/kg降低到0.265 mg/kg,MgCl₂-Cd含量从0.196 mg/kg降低到0.165 mg/kg。因此,2种腐殖酸均对黏质农田土壤镉有一定的去除效果。     

有机酸淋洗修复复合重金属污染河道底泥研究

针对高粘性Ｃｕ、Ｚｎ复合重金属污染河道底泥,采用酒石酸、草酸、柠檬酸三种有机酸作为淋洗剂对污染土进行淋洗修复,通过振荡淋洗方法,探究淋洗剂浓度、淋洗时间对重金属去除率的影响规律,采用ＢＣＲ三步提取法对淋洗前后土壤重金属形态进行分析。研究结果表明:3种有机酸对Ｚｎ的去除率优于对Ｃｕ的去除率,得到最佳淋洗方案为浓度0．4ｍｏｌ／Ｌ的酒石酸淋洗2．0ｈ,对Ｃｕ、Ｚｎ的去除率分别为29．19％、67．8％。通过ＢＣＲ形态分析发现有机酸可有效降低重金属弱酸提取态、可还原态浸提浓度,并能一定程度上提高残渣态含量,这有利于降低重金属环境风险。     

土壤及地下水有机污染原位电化学动力修复技术进展

综述了土壤-地下水系统中有机物污染的原位电化学动力修复技术的研究与应用进展。原位电化学动力修复技术利用电渗析、电迁移和电泳使土壤孔隙中的水和荷电离子或粒子发生迁移运动。土壤pH、土壤类型、电流和电压以及电极性质等因素影响电动修复效果。大量研究表明,原位电化学动力修复技术能够有效地去除土壤-地下水系统中的有机污染物,是一门具有发展潜力的有机物污染土壤修复技术。     

The effect of Fe(0) on electrokinetic remediation of clay contaminated with perchloroethylene.

The present paper was to investigate the effect of Fe(0) reaction barrier position and Fe(0) quantity on the remediation efficiency and electrokinetic performances of tetrachloroethylene (PCE) contaminated clay under potential gradient of 2 V/cm for 5 days. The Fe(0) reaction barrier was composed of 2 to approximately 16 g of Fe(0) mixed with Ottawa sand in a ratio of 1: 2. Its positions were respectively located at the anode, the middle, and the cathode end of the electrokinetic cell. Results showed that a relatively higher remediation of 66% of PCE was found as the Fe(0) reaction barrier located at the cathode side, which corresponded to a factor 2.4 times greater than that in the EK system alone (27.0%). As the Fe(0) quantity increased to 16 g, a highest remediation efficiency of 90.7% was found. It was concluded that the PCE removal in the EK/Fe(0) system was dominated by Fe(0) quantity rather than the Fe(0) reaction barrier position. As more Fe(0) existed in the EK system, a higher electroosmosis flow, higher permeability, and lower soil pH after treatment were found. The cost analyses were also investigated in this research.     

Treatment of contaminated groundwater in sandy layer under river bank by electrokinetic and ultrasonic technology.

A series of laboratory experiments involving simple, ultrasonic, electrokinetic, electrokinetic/ ultrasonic flushing test were carried out for treatment and removal of heavy metal and hydrocarbon from contaminated groundwater in sandy layers under a river bank. The test results show that the electrokinetic/ultrasonic flushing technique is most effective for the removal of heavy metal and hydrocarbon from contaminated sandy layers by the coupling action of their own phenomena. It is shown that the electrokinetic technique is most effective to enhance the removal efficiency of heavy metal contaminants such as cadmium from contaminated sandy soil under the river bank; on the other hand the ultrasonic technique is most effective to enhance the removal efficiency of hydrocarbon contaminant, such as diesel fuel from contaminated soil.     

亚硫酸盐渍土各冻融周期盐-冻胀规律试验研究

为研究罗布泊地区天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀各冻融循环周期内的变化规律及影响因素,采用控制初始含水率和干密度的方法进行冻融循环试验。试验结果表明:亚硫酸盐渍土各周期的盐-冻胀率为先增后减的二次函数状,在冻融循环作用下盐溶液浓度降低,土体内部结构达到临界点,4周期后各周期的盐-冻胀率开始降低;前4周期的盐-冻胀率呈先减速后加速,且随含水率的增大表现明显,土体结构性损伤是盐-冻胀增长加速的主要原因;随初始干密度的增大,盐-冻胀作用在改变土体的孔隙和结构时所需的能量增加,试验中各周期的盐-冻胀率表现出波动性的变化。研究结果表明:亚硫酸盐渍土各冻融周期的盐-冻胀率与土体在各周期所呈现的结构状态有密切关系。     

铁柱撑膨润土联合Fenton反应Fe离子溶出量的影响因素

通过简单的离子交换方法制取得铁柱撑膨润土,并利用透射电镜对原土、钠化土及铁柱撑膨润土进行研究,以酸性大红3R为目标污染物,考察pH值、焙烧温度、焙烧时间及反应时间对铁柱撑膨润土联合Fenton反应过程Fe离子溶出量的影响情况。结果表明,在其他条件相同的情况下,溶液酸性越强,Fe离子溶出量越大,在焙烧实验中,Fe离子溶出量由焙烧时间和焙烧温度共同决定。在一定反应时间内,Fe离子溶出量随反应时间延长呈先增大后减小趋势,并研究了铁柱撑膨润土表面酸性及比表面积与酸性大红3R色度去除率的关系。     

粉煤灰改良氯盐渍土工程特性试验研究

为研究粉煤灰改良氯盐渍土工程特性的效果,采用人工配置氯盐渍土,进行室内改良氯盐渍土的强度与变形特性试验。在定性分析的基础上,定量分析了粉煤灰掺量对改良氯盐渍土强度及变形特性的影响。结果表明,适量添加粉煤灰能够很好地改良氯盐渍土的强度与变形特性。在试验条件下,粉煤灰改良氯盐渍土的最优掺量为25%。