【摘要】：鉻污染被認(rèn)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(bào)》顯示,鉻污染點(diǎn)位超標(biāo)率為1.1%。鉻是遷移性污染物,在進(jìn)入土壤環(huán)境后,鉻在重力作用下向下滲透會(huì)使地下水遭到污染,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。目前單一的土壤修復(fù)技術(shù)很難在全國普適,如何將各種修復(fù)技術(shù)進(jìn)行合理的結(jié)合,在土壤污染修復(fù)方面取得突破性進(jìn)展,已成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)之一。其中,電動(dòng)-可滲透反應(yīng)墻(EK-PRB)聯(lián)合修復(fù)技術(shù)顯示了巨大的應(yīng)用前景。EK-PRB聯(lián)用技術(shù)的修復(fù)效果取決于鉻在修復(fù)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(fù)系統(tǒng)中PRB位置、電壓梯度、含水率和運(yùn)行時(shí)間四個(gè)因素對(duì)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(duì)土壤的協(xié)同修復(fù)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(duì)聯(lián)用修復(fù)后土樣中鉻的重金屬形態(tài)變化進(jìn)行分析。本研究的主要結(jié)論如下:(1)當(dāng)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(yùn)行時(shí)間為120 h時(shí),EK-PRB聯(lián)用對(duì)鉻污染土壤的修復(fù)取得了最佳的去除效果,Cr(VI)去除率達(dá)到81.47%,TCr去除率為72.26%,Cr(VI)的去除反應(yīng)過程在TCr去除中占主導(dǎo)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(jìn)自由水中鉻的遷移與去除。在EK-PRB聯(lián)用修復(fù)過程中,各取樣點(diǎn)處自由水中Cr(VI)與TCr的濃度隨著時(shí)間的延長顯著降低。在運(yùn)行120 h后,W1-W3取樣點(diǎn)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(fù)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(qiáng),而在每個(gè)取樣區(qū)域,Cr(VI)的遷移性隨著運(yùn)行時(shí)間的延長而減弱。當(dāng)固液兩相中污染物濃度都很低時(shí),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(fù)過程中,部分Cr(VI)會(huì)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(yùn)行時(shí)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(yùn)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(fù)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(dòng)吸收峰的形成也證實(shí)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(jià)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(fù)后,靠近陰陽兩極的土壤中,鉻的重金屬形態(tài)以殘?jiān)鼞B(tài)為主,比修復(fù)前鉻的殘?jiān)鼞B(tài)比例提高了11%~16%,其中S6區(qū)域殘?jiān)鼞B(tài)比例最高,為46.97%,可以認(rèn)為EK-PRB聯(lián)用修復(fù)促進(jìn)了土壤中鉻的穩(wěn)定。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X53

【共引文獻(xiàn)】

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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(hào)：2513386