摘要
土壤重金属污染问题亟待解决。电动修复技术是一种效率高、适用性强的新型土壤修复技术。本研究以人工配制的铅污染高岭土为研究对象，引入新型电动土工合成材料(EKG)电极，采用两种不同的电动修复手段，通过分析土体pH和含水率变化、土中元素迁移、修复能耗并结合重金属存在形式软件模拟，研究不同添加剂对污染土重金属去除效率的影响以及两种修复手段的差异性，并针对修复中出现的反向电渗流现象进行机理分析。本文主要研究成果如下： (1)不同添加剂下阴阳极换水试验研究：通过分析不同添加剂对修复后土体pH和含水率变化、能耗以及铅去除率的影响并结合VisualMINTEQ模拟分析原因。结果表明：修复过程中电流存在三阶段，修复后土体含水率都呈现中部高、两极低的规律，缓冲溶液控制土体pH的能力比酸强；针对铅污染土的电动去除，醋酸类的添加剂比柠檬酸类的添加剂效果更好，由于柠檬酸与铅离子易生成难电离的物质，不利于铅在电场作用下迁移；增大电压梯度和通电时间，铅去除率有一定提高，但去除单位铅能耗明显提高。 (2)不同添加剂下阴阳极循环试验研究：加入乙二胺四乙酸二钠添加剂让土中重金属离子迁移与电渗流保持一致，通过分析换水试验和循环试验的电流、土体pH、土体含水量、重金属离子形式、修复后土壤铅残留量、土中固有元素的迁移以及能耗，对比两种试验的差异性。结果表明：阴阳极循环解决了OH-和H+对土体的干扰，而且循环试验后土体pH和含水率都从阳极向阴极逐渐递减明显区别于换水试验；换水试验铅平均去除率为76.87%，且移除的铅84.6%都在阳极中发现，试验结束后土体中Mg、Ca、K、Fe元素含量明显减少；循环试验铅平均去除率66.97%，吸附树脂的吸附效果有待提高，土体中Mg、Ca、K元素减少量明显下降，Fe元素仍有明显下降。 (3)反向电渗流机理分析：进行不同添加剂的电渗排水试验并结合不同溶液介质中高岭土ζ电位的分析。结果表明：醋酸、柠檬酸、醋酸钠加入高岭土中均会引起土体产生反向电渗流现象；引起反向电渗流的原因不是土颗粒ζ电位变成正值或产生新的胶粒，而是添加剂含有羧基，含有羧基的阴离子会结合一定量的水分子向阳极移动，导致产生反向电渗流。
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