摘要
铬渣由于不合理堆放和处置方式不当,对堆放场地周围的环境造成了巨大的风险。电动修复技术是一种有效去除土壤中的重金属铬的技术。在电动修复铬污染土壤时,由于迁移性较差的Cr(Ⅲ)容易发生聚焦效应而限制了土壤中铬的去除,从而降低电动修复效率。交换电极法可以有效解决铬的聚焦效应问题,但也会导致铬的往复迁移,容易在土壤室中间区域发生一定的铬积累问题,降低去除效率。因此,本研究旨在电动修复时将土壤室中部的区域设置为附加液相室来收集往复迁移的铬,提高总铬去除率。在此基础上,为了进一步提高铬渣污染场地土壤中Cr(Ⅲ)的迁移性,提高总铬去除率,分别选用高锰酸钾、柠檬酸和柠檬酸钾、硝酸溶液等作为增强剂促进铬的迁移和去除。结果表明: (1)交换电极法和附加液相室法联用技术不仅可以有效解决聚焦效应,同时还能缓解往复迁移引起的土壤中部的铬积累问题,具有最高的总铬去除率(62.97%)。交换电极法和附加液相室法联用在总铬去除方面表现出了一定的协同作用。 (2)在交换电极法和附加液相室法联用的基础上,高锰酸钾对总铬去除率的提升最为有效,其去除率可以达到70.06%。本研究中增强剂的使用提高了土壤含水率和电导率,但对土壤pH的影响并不明显,土壤pH主要取决于交换电极和土壤的缓冲性能。 (3)附加液相室可以在铬的迁移路径上起到有效收集作用。当附加液相室与交换电极法联用时,铬收集作用更加明显。化学增强剂对电极室和附加液相室的铬收集量产生了明显影响,高锰酸钾作为增强剂可以大幅提升阳极室和附加液相室的铬收集量。 (4)高锰酸钾对强结合态铬向弱结合态铬的转化作用最明显,大幅提高了可交换态铬的含量。在修复结束后土壤中仍有较多可交换态的铬,可能需要延长修复时间。 (5)交换电极法会提升电流,增加能耗。附加液相室会提升电解效率,降低能耗。交换电极-附加液相室联用技术在保持相对较低的能耗的同时,实现了最高的电动修复效率,其能效为2.05kWh/g。当使用增强剂时,硝酸作为电解液时的能耗最低,高锰酸钾作为电解液时的能量效率最高。