本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)鉻渣污染土壤試驗(yàn)研究

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【摘要】：鉻鹽自生產(chǎn)以來對(duì)我國環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染,截至2012底,我國已經(jīng)處置了大部分鉻渣,但長(zhǎng)期存在的鉻渣污染了土壤,有些污染土壤的總鉻濃度已經(jīng)達(dá)到30000 mg/kg,其中對(duì)人體危害最大的Cr(Ⅵ)濃度也達(dá)到了5000mg/kg。對(duì)于鉻污染土壤的修復(fù),電動(dòng)技術(shù)是一種高效的修復(fù)技術(shù)。其適應(yīng)范圍廣、修復(fù)效率高,近年來成為備受關(guān)注的新型原位修復(fù)技術(shù)。但鉻污染土壤中鉻主要以Cr(Ⅲ)主,采用傳統(tǒng)的電動(dòng)修復(fù)方法總鉻去除效率較低。因此,在已有研究基礎(chǔ)上,為提高電動(dòng)修復(fù)鉻污染土壤的效率,本文提出了兩種強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)技術(shù):電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)和電動(dòng)-PRB(Permeable Reactive Barrier,PRB)強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)。前者主要是通過氧化劑氧化鉻污染土壤中Cr(Ⅲ),提高溶解性Cr(Ⅵ)含量,從而提高電動(dòng)修復(fù)效率;后者是結(jié)合電動(dòng)技術(shù)及PRB技術(shù)二者優(yōu)點(diǎn),以尋找合適PRB介質(zhì)為突破口來提高修復(fù)效率。經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果如下:(1)對(duì)于實(shí)驗(yàn)室配置的Cr(Ⅲ)濃度為500mg/kg的高嶺土,以高錳酸鉀作為氧化劑,采用電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)技術(shù),施加1V/cm直流電壓,運(yùn)行電動(dòng)4天后,發(fā)現(xiàn)總鉻的去除率明顯高于未投加高錳酸鉀的電動(dòng)組,濃度高的高錳酸鉀電動(dòng)組總鉻的去除率高于濃度低的。當(dāng)加入20g/L的高錳酸鉀時(shí),總鉻的去除率高達(dá)82.05%,明顯高于未加高錳酸鉀電動(dòng)組的18.45%。(2)對(duì)于總鉻濃度高達(dá)幾萬mg/kg的實(shí)際鉻渣污染土壤,以高錳酸鉀為氧化劑,施加1V/cm直流電壓,電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)4天后,修復(fù)效果是單獨(dú)電動(dòng)組的3倍多。電動(dòng)4kg鉻污染土壤,四天后去除總鉻量將近50000mg。(3)施加1V/cm直流電壓,電動(dòng)-PRB強(qiáng)化修復(fù)上述實(shí)際鉻污染土壤9天后,發(fā)現(xiàn)不同PRB介質(zhì)作用大小順序?yàn)?Fe_3O_4Fe_3O_4+羥基氧化鋁Fe_3O_4+活性炭。說明在PRB介質(zhì)的還原作用大于吸附作用,化學(xué)吸附作用大于物理吸附作用。通過本文系列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),相比于傳統(tǒng)電動(dòng)技術(shù),電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)和電動(dòng)-PRB強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)這兩種強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)技術(shù)能有效提高土壤中總鉻的去除率,并為強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)鉻污染土壤提供技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：電動(dòng)修復(fù) 氧化 吸附 PRB 鉻
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X53
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 我國土壤鉻污染概述11-13
• 1.1.1 我國土壤鉻污染現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 鉻在土壤中的存在形態(tài)12
• 1.1.3 鉻污染的危害12-13
• 1.2 鉻污染土壤修復(fù)方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 物理化學(xué)修復(fù)13-14
• 1.2.2 生物修復(fù)14-15
• 1.3 電動(dòng)修復(fù)概述15-18
• 1.3.1 電動(dòng)修復(fù)原理15
• 1.3.2 電動(dòng)修復(fù)影響因素15-16
• 1.3.3 電動(dòng)修復(fù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.4 強(qiáng)化電動(dòng)修復(fù)鉻渣污染土壤的研究進(jìn)展17-18
• 1.4 研究目的與內(nèi)容18-19
• 1.4.1 研究目的18
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.5 技術(shù)路線19-20
• 第2章實(shí)驗(yàn)材料和方法20-30
• 2.1 供試土壤的來源及性質(zhì)20-21
• 2.1.1 Cr（Ⅲ）污染高嶺土的配制20
• 2.1.2 鉻渣污染土壤20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和藥品21-24
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置21
• 2.2.2 試驗(yàn)所需儀器21-23
• 2.2.3 試驗(yàn)所需藥品23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法24-25
• 2.3.1 氧化實(shí)驗(yàn)方法24
• 2.3.2 電動(dòng)實(shí)驗(yàn)方法24-25
• 2.4 分析測(cè)定方25-30
• 2.4.1 水中Cr（Ⅵ）的測(cè)定25-26
• 2.4.2 土壤中Cr（Ⅵ）的測(cè)定26
• 2.4.3 土壤中總鉻的測(cè)定26
• 2.4.4 土壤中Cr（Ⅲ）的測(cè)定26
• 2.4.5 鉻渣污染土壤形態(tài)分析26
• 2.4.6 土壤pH的測(cè)定26
• 2.4.7 電動(dòng)消耗的電能計(jì)算26-27
• 2.4.8 土壤電導(dǎo)率的測(cè)定27
• 2.4.9 土壤含水率的測(cè)定27
• 2.4.10 去除率的計(jì)算27
• 2.4.11 離子強(qiáng)度的計(jì)算27-28
• 2.4.12 吸附等溫模擬類型28-30
• 第3章 電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)鉻渣污染土壤30-56
• 3.1 高錳酸鉀氧化Cr（Ⅲ）研究30-36
• 3.1.1 pH對(duì)高錳酸鉀氧化Cr（Ⅲ）的影響30-31
• 3.1.2 不同初始Cr（Ⅲ）濃度對(duì)氧化的影響31-34
• 3.1.3 不同高錳酸鉀投加量對(duì)Cr（Ⅲ）氧化的影響34-35
• 3.1.4 溫度對(duì)高錳酸鉀氧化Cr（Ⅲ）的影響35-36
• 3.2 Fenton試劑氧化Cr（Ⅲ）研究36-39
• 3.2.1 Fenton氧化Cr（Ⅲ）的pH范圍研究36-37
• 3.2.2 H_2O_2濃度對(duì)Fenton氧化Cr（Ⅲ）的影響37-39
• 3.2.3 Fe~(2+)濃度對(duì)Fenton氧化Cr（Ⅲ）的影響39
• 3.3 氧化-電動(dòng)強(qiáng)化修復(fù)Cr（Ⅲ）污染高嶺土39-48
• 3.3.1 電動(dòng)過程中的電流變化40-42
• 3.3.2 電動(dòng)后的pH變化42-43
• 3.3.3 電動(dòng)后含水率的變化43
• 3.3.4 電動(dòng)后電導(dǎo)率的變化43-45
• 3.3.5 電動(dòng)后土壤Cr（Ⅵ）的變化45-46
• 3.3.6 電動(dòng)后土壤Cr（Ⅲ）的變化46-47
• 3.3.7 電動(dòng)后土壤總鉻的變化47-48
• 3.4 電動(dòng)-氧化強(qiáng)化修復(fù)鉻渣污染土壤48-54
• 3.4.1 電動(dòng)過程中電流的變化49-50
• 3.4.2 電動(dòng)后土壤pH分布50
• 3.4.3 電動(dòng)后土壤含水率變化50-51
• 3.4.4 電動(dòng)后土壤Cr（Ⅵ）的分布51-52
• 3.4.5 電動(dòng)后土壤中總鉻的分布52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 電動(dòng)-PRB強(qiáng)化修復(fù)鉻渣污染土壤56-73
• 4.1 羥基氧化鋁吸附Cr（Ⅵ）56-65
• 4.1.1 pH對(duì)吸附試驗(yàn)的影響56-57
• 4.1.2 吸附平衡時(shí)間的研究57-58
• 4.1.3 溫度對(duì)羥基氧化鋁吸附Cr（Ⅵ）的影響58
• 4.1.4 羥基氧化鋁濃度對(duì)吸附的影響58-59
• 4.1.5 離子強(qiáng)度對(duì)吸附的影響59-60
• 4.1.6 吸附等溫模擬60-62
• 4.1.7 吸附動(dòng)力學(xué)62-65
• 4.2 電動(dòng)-PRB強(qiáng)化修復(fù)鉻渣污染土壤65-72
• 4.2.1 電動(dòng)-PRB修復(fù)鉻渣污染土壤后pH分布65-66
• 4.2.2 電動(dòng)-PRB試驗(yàn)電流的變化66-67
• 4.2.3 電動(dòng)-PRB電動(dòng)后電導(dǎo)率分布67-68
• 4.2.4 電動(dòng)-PRB電動(dòng)后含水率分布68-69
• 4.2.5 電動(dòng)-PRB后Cr（Ⅵ）及總鉻的分布69-72
• 4.3 本章小結(jié)72-73
• 第5章 結(jié)論與建議73-75
• 5.1 結(jié)論73-74
• 5.2 問題與建議74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄80

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