土壤電荷對(duì)離子有效淌度的影響研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展,土壤重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，其主要修復(fù)技術(shù)有：化學(xué)穩(wěn)定/固化、化學(xué)還原、生物修復(fù)、淋洗、電動(dòng)修復(fù)等。其中電動(dòng)修復(fù)技術(shù)作為一個(gè)新興的土壤原位修復(fù)技術(shù)受到國(guó)內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注。但在修復(fù)的過(guò)程中，會(huì)受到各種因素的影響，如土壤和污染物的特性、電壓梯度、吸附/解吸機(jī)制、聚焦現(xiàn)象、工作液性質(zhì)、溫度、含水率等。這些因素都有可能決定著電動(dòng)修復(fù)的效率和修復(fù)時(shí)間，而數(shù)值模擬可以綜合考慮多方面的影響因素，從而優(yōu)化電動(dòng)修復(fù)過(guò)程，為實(shí)際工程提

2、供了有利的預(yù)測(cè)。
　　國(guó)內(nèi)外研究者們已經(jīng)建立了很多數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)電動(dòng)修復(fù)過(guò)程中污染物的遷移，這些模型結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合很好，但僅限于對(duì)單一的污染物進(jìn)行數(shù)值模擬。有些模型雖然同時(shí)對(duì)兩、三種離子進(jìn)行模擬，但與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的擬合難以令人滿意?，F(xiàn)有電動(dòng)修復(fù)數(shù)值模擬中，離子在土壤中的淌度通常用無(wú)限稀釋溶液下的離子淌度乘以土壤有效淌度系數(shù)k進(jìn)行估算，而k值通常又由土壤孔隙度n和扭曲度τ估算而得，與離子特征及其與土壤顆粒之間的相互作用無(wú)關(guān)。本課題將

3、通過(guò)直接測(cè)量分別在三個(gè)濃度下有色離子MnO4-離子和CrO42-離子在高嶺土中的淌度，研究影響離子有效淌度系數(shù)的因素，為電動(dòng)修復(fù)模型中計(jì)算有效離子淌度的表達(dá)式進(jìn)行修正。
　　本實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明影響離子有效淌度系數(shù)的因素有土壤幾何特性（f(n，τ)）、離子溶液濃度（kc）和土壤顆粒表面電荷與離子之間相互作用（kz）。其中土壤幾何特性用孔隙度n和扭曲度τ的函數(shù)來(lái)表示，只與土壤的結(jié)構(gòu)有關(guān)。離子溶液濃度引起的有效淌度系數(shù)可通過(guò)在溶液中測(cè)量離子

4、淌度計(jì)算而得，結(jié)果表明離子溶液濃度對(duì)有效淌度系數(shù)有影響。土壤顆粒表面電荷與離子之間相互作用引起的有效淌度系數(shù)通過(guò)在高嶺土（或加入陽(yáng)離子樹脂）中測(cè)量離子淌度計(jì)算而得，結(jié)果表明土壤顆粒表面電荷與離子之間的相互作用對(duì)有效淌度系數(shù)有影響，且在高嶺土中對(duì)不同離子的影響幅度不同。
　　故現(xiàn)有的電動(dòng)修復(fù)模型中對(duì)于有效淌度的計(jì)算表達(dá)式應(yīng)修正為：
　　此處為公式
　　根據(jù)本研究結(jié)果，可在同一土壤介質(zhì)中同時(shí)對(duì)多個(gè)離子進(jìn)行數(shù)值模擬，其中f(