电动力修复Pb污染土壤的实验研究

作     者：仲洋洋 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李向东

授予年度：2015年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：铅污染土壤 电动力修复 修复效果 土壤肥力 

摘      要：上个世纪我国工业快速发展,因规划设计和经济结构不合理等原因,至使一些处于城区内的生产场地出现了环境问题。某公司大量回收废旧电池堆放于厂区内,经机械磨损和腐蚀,大量重金属及酸等电解质溶液渗出,致使堆放场地的重金属污染,经测定其中Pb含量高达900-1800mg/Kg,严重超出土壤背景值。本文采用电动力学法通过实验室模拟和实际污染相结合的方法,考察电动力学修复该污染土壤的可行性,研究了电动力修复时间、电压梯度、交换电极方向、间歇通电和阴极p H值控制对重金属去除效果的影响,并在最佳实验条件下,研究电动力修复对土壤土壤肥力的影响。通过一系列的实验研究得到以下结果:(1)重金属Pb去除率随修复时间及电压的增大不断升高,电能消耗随之增高。当修复时间和电压为96h、1.0 V/cm时,土壤中Pb从1500mg/kg降为941mg/kg,去除率为37.25%,电能消耗80.5 k W·h/g。(2)间歇通电和交换电极方向修复方式可以有效降低电能消耗,提高重金属去除率。实验得到最佳间歇通电方式为通24h停12h通24h停12h通24h,此种修复方式下重金属去除率45.3%,电能消耗33.53k W·h/g。实验设定交换电极方向频率为48h,此条件下Pb去除率升高到64.5%,电能消耗为44.43 k W·h/g。(3)阴极p H控制方式可有效防止阴极p H值过高导致的重金属沉淀,土壤中Pb去除率大幅度提高,由1500mg/kg降为390mg/kg,去除率为74%,电能消耗32.6k W·h/g。在此修复方式下,Pb去除率最高且能耗最低,因此确定最佳实验条件为电压1.0 V/cm、时间96h、0.1mol/L HNO3为循环阴极液。此条件下土壤中速效氮、速效磷、速效钾含量均有不同程度的升高,修复后速效氮、磷、钾平均含量分别高于初始含量17.66mg/kg,37.25mg/kg,59.04mg/kg。研究表明,电动力修复不但可以有效去除土壤中重金属,还可有效提高土壤肥力,是一种环境友好的修复技术,因此电动力修复还可广泛应用于农用土壤及其他类型污染土壤的修复。