富里酸對鉛污染土電動修復與電滲加固影響的試驗研究.pdf

1、我國沿海地區(qū)廣泛分布有大面積的疏浚土和吹填土，具有含水量高、強度低、滲透性差的特點，傳統(tǒng)重力式加壓固結方法難以達到預期目標。同時，我國土壤污染總超標率16.1％，耕地占位超標率19.4％，土壤污染情況嚴重。鉛污染作為五大重金屬污染之一，因其在土壤中溶解度小，不易遷移，滯留時間長同時對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害嚴重的特點一直被列為土壤重金屬污染修復的重點對象之一。
　　上世紀80年代末興起的污染土壤電動修復方法因其經(jīng)濟高效、環(huán)境友好等特點

2、而廣泛應用于鉛污染土壤修復中，之后為提高電動修復效率而采用的電動-螯合劑聯(lián)合修復技術也取得了豐碩的成果。然而由于人工螯合劑自身所具有的生物毒性以及高昂的成本使得電動-螯合劑聯(lián)合修復技術難以得到進一步推廣。本文基于前人的研究成果，首次將具有高溶解性、強吸附性、低成本及環(huán)保性好等特點的天然螯合劑富里酸(FA)用于電動-螯合劑聯(lián)合修復，同時與常用的人工螯合劑EDTA、EDDS進行比對，通過改變富里酸的濃度、配比、pH及電動修復時間，試圖探尋出

3、一種相較傳統(tǒng)的電動-人工螯合劑聯(lián)合修復更為經(jīng)濟高效且環(huán)保的電動去除土壤中鉛及軟土加固的綜合處理方法。本文所做的工作及相應成果如下:
　　(1)總結了現(xiàn)有的鉛污染土修復方法，從物理、化學、生物三個角度對各種修復方法進行了分類，并分析介紹了各種方法的優(yōu)缺點。在前人大量實驗研究結論的基礎之上，分析了傳統(tǒng)電動螯合修復技術的優(yōu)勢和不足之處。分析了電滲排水加固的原理，并結合前人相關研究，首次提出了螯合劑在電動修復過程中可能對電滲排水加固產(chǎn)生影

4、響。展示了富里酸自身的諸多性質(zhì)及在電動修復鉛污染土壤所蘊藏的潛力。
　　(2)設計了不同濃度富里酸作螯合劑對重塑鉛污染土進行室內(nèi)電動修復實驗，并與常用的人工螯合劑EDTA、EDDS在鉛離子去除和電滲排水加固兩大方面進行了對比，結果表明:在通電過程中，陰極加入蜇和劑后改變了鉛離子的遷移軌跡;0.5mol/L富里酸的加入使得土壤中鉛離子遷移效果好于0.1mol/L的人工螯合劑EDTA、EDDS，但是添加人工螯合劑使得溶解鉛含量大于富里

5、酸，溶解鉛量隨富里酸濃度增加而增大。EDTA、EDDS的加入使電滲排水總量增加，但由于其化學特性使得處理后土體的抗剪強度低于對照組;高濃度的富里酸抑制了電滲排水，但較低濃度的富里酸對電滲排水效果影響很小。
　　(3)在初步實驗結論的基礎之上，進一步設置了幾組濃度更可能逼近最優(yōu)處理濃度的試驗組，同時設置了更長通電時間的幾組試驗，探究更為經(jīng)濟、高效的電動修復-加固方案。對不同試驗組處理后的土體的微觀結構進行了觀察，并進一步從微觀角度對

6、土體電滲性狀發(fā)生改變的原因做了分析。實驗結果表明:0.3mol/L富里酸作螯合劑的試驗組效果最好，1.5mol/L富里酸作為螯合劑的試驗-04遷移效果最差，進一步證明了過高濃度的富里酸對鉛遷移效果反而起反作用。延長修復時間確實可以提高鉛去除率，但提高程度并不明顯，實際應用中，應根據(jù)實際情況，兼顧修復目標和時間成本，通電成本等，選擇合理的通電時間。對土體的微觀結構觀察結果表明:富里酸在電動修復過程中加入到土體之后令土體空隙變小，土體變得更

7、板結，從而導致了土體電滲性狀發(fā)生改變，導電能力下降，電滲排水下降，并最終導致鉛去除效果降低。
　　(4)將適宜濃度的富里酸分別與EDTA、EDDS以一定體積比混合，試圖利用不同螯合劑各自的優(yōu)點提高電動修復與電滲排水加固的綜合效果，并從多個方面對其修復，加固效果進行了評價。實驗結果表明:混合溶液作為螯合劑對鉛離子在土中的遷移效果明顯好于對照組，而EDDS-FA混合溶液對鉛的遷移效果好于EDTA-FA，混合溶液中EDTA/EDDS濃度