銅污染土壤電動修復技術

　　電動力學修復技術是在受污染土壤或地下水區域置入導電電極，然后施加一定的電壓形成直流電場，利用電場產生的各種電動力學效應如電遷移、電滲析和電泳等使土壤孔隙中水分子、無機離子、有機分子和微生物細胞等作定向遷移運動，從而將土壤中的目標污染物定向遷移至一定的區域，將污染物質從土壤或地下水中分離出來。鄭州德森環境就詳細分享下銅污染土壤電動修復技術

　　一、技術原理

　　1.Cu的變化特征

　　經過電動修復后土壤兩極附近水樣的Cu濃度的變化如圖2和圖3所示。即陽極附近由初始狀態512.5 mg/kg逐漸下降，隨著電解過程的進行，Cu濃度逐漸降低到最后t=28 h時的濃度148.1 mg/kg。由此可分析得到Cu在電場作用下是向陰極發生遷移，并在陽極附近Cu的濃度下降較快，而在陰極附近由于Cu的累積開始時的濃度逐步升高。

　　Cu的變化特征表明，在電場作用下Cu能夠向陰極富積而使污染土壤中的濃度分布產生變化，陰極的Cu逐漸累積而陽極的離子濃度則有所變小，加之環境的pH值變化也會使重金屬濃度在電解槽土壤中的分布發生變化。在實驗過程中，陰陽兩極附近的取樣區距離電極距離在1．O cm范圍內，取樣重量每次約0.5 g，陰極附近土壤約占實驗土壤的5%，處理后陰極附近富積Cu的土壤可被集中后處理。

　　2. pH值變化規律

　　土壤的pH值變化原因主要在于電場作用下，水溶液中的H+和OH-同時向兩極移動并發生電解使兩極附近發生pH值變化，即在陰極附近H+被消耗而在陽極室OH -被消耗，因此陰極室pH值升高而陽極室pH值降低。另外，可能由于H+向陰極區遷移的速率高于OH -向陽極區遷移的速率以及電極端水的電解導致的氫離子和氫氧根離子的富集，使得實驗中陰極室pH升高程度高于陽極室pH值降低的程度。當H+向陰極室遷移的遷移帶與OH-向陽極室遷移的遷移帶相遇時發生中和反應而使土壤的pH值變化較小。而且由于pH值的升高使得重金屬離子在陰極附近土壤中還可能形成沉淀，降低土壤重金屬的遷移和去除效率。

　　3.電解槽中濕度變化

　　實驗開始后電極端見氣泡產生且溫度升高，土壤的溫度變化如圖6和圖7所示，由圖可見，樣品中陽極附近溫度的變化過程由初始狀態的24.8℃逐漸變大最后到達28.2℃，陰極附近溫度的變化則由初始狀態的24.8℃逐漸變大后到達37.8℃，增加的幅度更大，表現出由陽極到陰極溫度逐漸變大趨勢。主要原因在于在陰極附近，由于電場的作用初始階段離子濃度變大，而到后期階段，陰極附近的pH明顯升高而電導率降低，土壤的電阻增大等引起土壤溫度上升更快。

　　二、優點

　　(1)電動力學修復技術是土壤重金屬污染修復的有效方法，實驗表明，污染物Cu在外加電場作用下，在土壤中產生遷移變化并主要是在陰極附近產生富集，主要遷移方向是由陽極向陰極，表明電場作用強化遷移效果明顯。其中在陽極Cu的濃度下降較快，實驗中在陽極附近土壤中去除率為71. 1%。

　　(2)修復過程中由于陰陽兩極的氧化還原反應造成電極附近pH值產生明顯變化，其中陰極附近pH值上升到達9.1，而陽極附近pH值下降到4.4，說明電解方法進行重金屬污染土壤的修復治理中，能使土壤原來的酸堿條件發生改變，需進行相應的調控。另外，由于外加電場的作用使土壤pH值和電導率等產生變化，引起土壤的電阻增大等使土壤溫度在陰極附近升高達到37.8℃。

　　(3)目前電動力學修復技術尚存在不足而難以推廣應用，如對于污染物的選擇性不高，電極區昀pH值酸化調節對土壤環境有不利影響及當目標污染物濃度低而其他物質濃度高時能耗較大等。需要進一步實驗研究以尋求能提高修復效果和降低能耗等的方法，如可采用絡合劑和有機酸強化重金屬遷移效果及應用電極逼近等復合電動修復技術加以完善，從而克服當前土壤電動力學修復的相關技術問題。