论文部分内容阅读
污染土壤往往含有重金属和有机物等多种污染物质。实验将电动技术与渗透反应格栅(PRB)技术相联合,协同处理土壤中的复合污染物。PRB技术最关键的是介质的选取。为此,论文首先采用静电纺丝技术制备了壳聚糖纳米纤维膜并对纺丝条件进行优化,在此基础上,进行了EK-PRB联合修复土壤中典型重金属及多环芳烃。论文主要研究了溶液性质对静电纺丝过程的影响并采用壳聚糖与聚乙烯醇共混来制备纺丝液。实验探究了壳聚糖与聚乙烯醇的质量比、混合溶液的质量分数及乙酸的浓度对纺丝的影响。最终在m(CS):m(PVA)为80:20,混合溶液质量分数为8%,乙酸浓度为20%下得到了平均直径为294.69nm的光滑且连续的纤维。在水溶液中的吸附实验表明,纳米纤维膜对重金属的吸附平衡时间为4h,多环芳烃为3h;纳米纤维膜对两种金属的吸附容量分别为151.8、127.2 mg.g-1,对菲和芘的吸附容量分别为75.15、69.39 mg.g-1;重金属离子和多环芳烃在壳聚糖纳米纤维膜上的吸附动力学均较好的符合伪一级和伪二级模型;纳米纤维膜的吸附等温线更适合Freundlich模型且吸附为吸热反应。为了探究电动修复对复合污染物修复的最佳条件,实验首先进行了EK对重金属和多环芳烃的单独修复。实验结果表明采用0.1M的柠檬酸-柠檬酸钠为缓冲液,控制阴极pH为6~7左右,可以大大提高重金属的修复效率;采用0.1M的NaOH溶液控制阳极的pH值在4~5左右并加入非离子型表面活性剂Tween80,多环芳烃去除率升高明显。在优化的实验条件下,进行了EK-PRB的联合修复实验,通过阴极与阳极的p H控制,可以使土壤中的p H保持在4~7之间,修复结束后重金属(Cu、Cr)的去除效率分别为88.3%和85.3%,多环芳烃(菲、芘)的去除效率分别为75.3%和65.7%。比单一电动修复条件下,重金属的去除率分别提高了53.4%和73.6;多环芳烃的去除率分别提高了28.1%和48%。论文还通过GMS模拟软件模拟了处理前后土壤中的污染物在地下水流的作用下,在土壤中1年和5年后的运移情况。模拟区域选择为某煤矸石堆场,结果表明污染面积随时间推移不断向水平的x、y两轴方向扩大。EK修复前土壤中的污染物浓度较高,超过了《土壤环境质量标准》值,通过模拟可知,5年后煤矸石堆场60m以内土壤重金属的浓度超标,20m以内多环芳烃的浓度超标;而经EK-PRB修复结束后,污染物的浓度极大降低且在标准范围内,并不会对地下水及土壤造成污染。