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冻融强化电动力修复石油污染土的试验研究

冻融强化电动力修复石油污染土的试验研究

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作者：胡阳兰州理工大学

学位级别：硕士

电动力修复是一种新兴的修复技术,在联合其他诸如微生物、化学修复手段后,对大多数环境下的石油污染土都有着良好的修复效果。但是在季节性冻土区这一特定环境下,关于电动力修复石油污染土的研究仍处于探索状态。在季节性冻土区中,土体... 详细信息

电动力修复是一种新兴的修复技术,在联合其他诸如微生物、化学修复手段后,对大多数环境下的石油污染土都有着良好的修复效果。但是在季节性冻土区这一特定环境下,关于电动力修复石油污染土的研究仍处于探索状态。在季节性冻土区中,土体会受到天然的冻融作用影响,这种冻融作用会引起土中水分向冷端迁移,土中部分污染物也随之迁移,冻融淋洗修复技术由此被提出,而电动力修复过程中也存在类似的水分定向迁移。本文从此点出发,提出了一种将冻融淋洗修复与电动力修复相结合的修复技术,即冻融强化电动力修复技术,并由此展开了试验研究。首先,本文对冻融作用下的土体渗透系数变化规律及石油迁移规律进行了试验研究,为冻融强化电动力修复石油污染土时土体初始条件的优化提供了试验依据。然后通过对冻融淋洗修复和电动力修复的试验研究,确定了该联合修复技术的最佳组合方式。在文章最后,本文综合分析了上述试验所得出的结论并运用到实际修复中,开展了冻融强化电动力修复石油污染土的试验研究。获得的主要结论如下:（1）在冻胀位移限制为零的边界条件下,多向冻融能够提升土体渗透系数,提升程度随着含水率的升高而升高,随着密度的增加而降低;在冻胀位移限制为零的边界条件下,单向冻融降低了土体渗透系数,下降幅度随着干密度的增加而减小,随着初始含水率的上升而上升。（2）在单向冻融过程中,当冷端温度过高时,土中水分缺乏驱动力,石油迁移量较小。冷端温度过低时,孔隙水还未来得及迁移就已冻结成冰,水分迁移距离较短,石油最终迁移量也较小。初始含水率和冻融次数的提升都有利于石油在土中的迁移。通过对（1）、（2）两点结论的分析,冻融强化电动力修复时试样的初始干密度、含水率、冷端温度、冻融次数及部分边界条件等基本初始条件得到优化。（3）冻融淋洗修复在吸水过程中能够吸入大量水分,但是固结排水效率较低,石油的清除率较低。经过三次吸水和排水后,石油清除率仅为21.75%;电动力修复在吸水过程中能够吸入大量水分,固结排水效率相对冻融淋洗修复较高。经过三次吸水、排水后,石油的清除率达到了36.04%;在冻融强化电动力修复过程中,本文在电动力修复前对污染土进行了冻融处理,冻融作用在不影响PH分布的前提下改变了电动力修复时的初始水分分布和总含水率,为后续修复的进行创造了有利条件;在排水过程中,电动力修复时出现的土体开裂情况得到明显改善。总体而言,冻融强化电动力修复相比于冻融淋洗修复和电动力修复在吸水量和排水量、电流大小、石油清除率等方面都有较大改善。经过三次吸水和排水后,石油的清除率达到了53.82%。

关键词：冻融淋洗修复电动力修复冻融强化电动力修复石油迁移

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