【摘要】：鉻污染被認為是我國重金屬污染的重中之重。環(huán)保部、國土資源部在2014年聯(lián)合發(fā)布的《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》顯示,鉻污染點位超標率為1.1%。鉻是遷移性污染物,在進入土壤環(huán)境后,鉻在重力作用下向下滲透會使地下水遭到污染,對環(huán)境造成嚴重威脅。目前單一的土壤修復技術(shù)很難在全國普適,如何將各種修復技術(shù)進行合理的結(jié)合,在土壤污染修復方面取得突破性進展,已成為現(xiàn)階段的研究熱點之一。其中,電動-可滲透反應墻(EK-PRB)聯(lián)合修復技術(shù)顯示了巨大的應用前景。EK-PRB聯(lián)用技術(shù)的修復效果取決于鉻在修復過程中的遷移與轉(zhuǎn)化,因此本文主要研究了EK-PRB聯(lián)用修復系統(tǒng)中PRB位置、電壓梯度、含水率和運行時間四個因素對鉻的遷移轉(zhuǎn)化的影響,通過研究鉻在土壤自由水中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,探索了EK-PRB對土壤的協(xié)同修復作用,以非平衡溶質(zhì)分配系數(shù)(Kd*)作為判斷污染物遷移性的參考依據(jù),研究了Cr(VI)在土壤顆粒和自由水兩相間的分配及轉(zhuǎn)化,并對聯(lián)用修復后土樣中鉻的重金屬形態(tài)變化進行分析。本研究的主要結(jié)論如下:(1)當PRB設(shè)置在靠近陽極的位置、土壤含水率為30%、電壓梯度為1 V/cm、運行時間為120 h時,EK-PRB聯(lián)用對鉻污染土壤的修復取得了最佳的去除效果,Cr(VI)去除率達到81.47%,TCr去除率為72.26%,Cr(VI)的去除反應過程在TCr去除中占主導地位。(2)EK-PRB聯(lián)用技術(shù)能提高土壤顆粒上Cr(VI)的溶出,并高效促進自由水中鉻的遷移與去除。在EK-PRB聯(lián)用修復過程中,各取樣點處自由水中Cr(VI)與TCr的濃度隨著時間的延長顯著降低。在運行120 h后,W1-W3取樣點處土壤自由水中Cr(VI)與TCr的濃度低于5 mg/L,污染區(qū)域土壤自由水中剩余Cr(VI)含量為126.8 mg,土壤中僅剩余46.09 mg Cr(VI)。(3)非平衡溶質(zhì)分配系數(shù)(Kd*)有效反映了EK-PRB修復過程中各取樣區(qū)域的Cr(VI)的遷移性能。由陰極向陽極,Cr(VI)的遷移性能逐漸增強,而在每個取樣區(qū)域,Cr(VI)的遷移性隨著運行時間的延長而減弱。當固液兩相中污染物濃度都很低時,需要將Kd*值與污染物殘余濃度結(jié)合,作為判斷污染物遷移性的參考依據(jù)。(4)在EK-PRB修復過程中,部分Cr(VI)會被還原成Cr(III),并且在高電壓梯度、高含水率條件下,Cr(VI)更容易轉(zhuǎn)化成Cr(III);隨著運行時間延長,EK-PRB裝置土壤中的鉻以Cr(III)為主,Cr(III)被固定在土壤顆粒中,不參與自由水中鉻的遷移。本研究中使用30%含水率、1 V/cm電壓梯度,運行120 h后,可以將土壤中Cr(III)濃度控制在100 mg/kg以內(nèi)。(5)修復過程中原Ca Al-Cl-LDH的結(jié)構(gòu)逐漸消失,由生成的Ca AlCr O4-LDH替代。FTIR圖譜中Cr-O振動吸收峰的形成也證實了鉻在LDH中的固定。并經(jīng)過XPS分析,確定在使用后的Ca Al-LDH中,鉻元素僅以六價鉻酸根形式(M-Cr O4)存在,不存在Cr(III)的化合物。(6)EK-PRB聯(lián)用修復后,靠近陰陽兩極的土壤中,鉻的重金屬形態(tài)以殘渣態(tài)為主,比修復前鉻的殘渣態(tài)比例提高了11%~16%,其中S6區(qū)域殘渣態(tài)比例最高,為46.97%,可以認為EK-PRB聯(lián)用修復促進了土壤中鉻的穩(wěn)定。
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X53

【共引文獻】

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1 王星梅;張文星;蔣委紅;范玉蘭;李勛;薛s，

本文編號：2513386