论文部分内容阅读
多溴联苯醚(PBDEs)是最为广泛使用的溴系阻燃剂(BFRs)之一，造成大量城市土壤受其污染，影响城市土地的二次开发。因此，研究一种高效快速的的PBDEs污染土壤修复技术具有重要意义。论文以二溴联苯醚（BDE-15）作为代表污染物，以高岭土作为模拟土壤，研究了磁助电动修复技术对多溴联苯醚污染土壤的修复效果，并系统地进行了磁助电动修复多溴联苯醚污染土壤的影响因素分析及改进技术的研究。主要研究成果如下: 1.磁助电动修复技术修复BDE-15污染土壤是可行的，在相吸和相斥磁场作用下磁助电动修复都具有良好的修复效果，但单侧磁场磁助电动修复和单独的磁修复则不能对土壤中BDE-15的迁移起到良好的促进作用。当电压为15V、磁场强度为200mT、反应时间为48h时，在相吸磁场作用下，土壤各区域的BDE-15浓度分布呈倒扣“碗型”，BDE-15大量富集于距阳极5cm处，ρ/ρ0最大值为2.66;在相斥磁场作用下，土壤各区域的BDE-15浓度分布与电动修复试验相似，从阳极向阴极呈上升趋势，ρ/ρ0最大值为1.31。说明磁场会对磁助电动修复过程中BDE-15的迁移和去除产生影响，磁场之间的引力和斥力会改变BDE-15的迁移性能和迁移方向。单独的磁修复试验结果显示BDE-15浓度基本无变化，验证了磁场对于流动的液态物质具有较好的磁处理效果但对于静态不动的液态物质磁处理效果较差的理论，单一的磁场作用对于静态污染物BDE-15的处理不能产生促进作用。 2.电压、反应时间、pH、电极间距、磁场强度、非均匀电场等因素会影响到磁助电动修复的效果。电压为15V时的修复效果最好，电压过低或者过高都不利于土壤中BDE-15的迁移富集;在反应初期，相吸磁场和相斥磁场作用下BDE-15浓度分布趋势相似，随着时间的推移，两者开始显示不同的BDE-15分布趋势规律，说明磁场对修复过程的影响在较长时间内才能显示效果，BDE-15会随时间出现反方向迁移趋势;在相吸磁场作用下，阴极酸化试验的BDE-15浓度分布趋势与电极液未作处理的浓度分布曲线呈相反趋势，阳极碱化试验的BDE-15浓度整体分布趋势与电极液未作处理的浓度分布曲线相似;当电极间距为12cm时，BDE-15富集作用最强，磁助电动修复效果最好，过大的电极间距不利于磁助电动修复;磁助电动修复效果并不随着磁场强度的增加而增加，在200mT强度磁场作用下的修复效果较好，在低强度相吸磁场作用下，大部分的BDE-15迁移富集在阴极附近，随着磁场强度的增加，BDE-15向土壤中间位置迁移，在不同强度的相斥磁场的作用下，BDE-15主要富集在阴极处;在非均匀电场作用下，相吸磁场磁助电动修复试验S2线区的BDE-15迁移程度比较高，主要富集于距阳极5cm处，ρ/ρ0最大值为1.51，相吸磁场磁助电动修复优于相斥磁场。 3.磁助电动修复会对土壤的性质产生一定的影响。不同电压对磁助电动修复后各土壤区域pH值、含水率的变化规律影响不大，反应过程中的电流和温度的变化规律相似，随着电压的增大而增大，达到峰值然后缓慢下降;与均匀电场相比，非均匀电场作用下土壤整体的pH值较低，各土壤区域含水率变化趋势平缓，不同电场作用下电流的变化趋势差异明显，非均匀电场土壤中的电流在反应初期迅速增大，从开始的1mA上升到100mA后土壤电流基本保持稳定。在电压为5、15、25V时，磁助电动修复体系的单位能耗随着电压的增加而增加;与均匀电场相比，非均匀电场体系对土壤性质影响更小，运行稳定性更高，对系统的能量消耗略高于均匀电场体系的单位能耗。