环境科学研究  2017, Vol. 30 Issue (7): 1138-1145  DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2017.02.25

引用本文  

张英杰, 徐龙云, 董鹏. 抗坏血酸与柠檬酸对尾矿Pb污染土壤电动修复的强化效果[J]. 环境科学研究, 2017, 30(7): 1138-1145.
ZHANG Yingjie, XU Longyun, DONG Peng. Electrokinetic Remediation of Pb-Contaminated Tailing Soil with Enhancing Reagents Ascorbic Acid and Citric Acid[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(7): 1138-1145.

基金项目

云南省环境保护专项资金项目

责任作者

董鹏(1980-), 男, 黑龙江鹤岗人, 讲师, 博士, 主要从事电化学研究, dongpeng2001@126.com

作者简介

张英杰(1963-), 女, 黑龙江双鸭山人, 教授, 博士, 博导, 主要从事环境电化学研究, zyjkmust@126.com

文章历史

收稿日期:2016-11-11
修订日期:2017-02-08
抗坏血酸与柠檬酸对尾矿Pb污染土壤电动修复的强化效果
张英杰1,2 , 徐龙云1,2 , 董鹏2,3     
1. 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650032;
2. 锂离子电池及材料制备技术国家地方联合工程实验室, 云南 昆明 650032;
3. 昆明理工大学冶金与能源工程学院, 云南 昆明 650032
摘要:为研究抗坏血酸与柠檬酸作为增强试剂对高酸性缓冲能力的尾矿Pb污染土壤[w(Pb)为(5491.9±24)mg/kg]电动修复的强化效果,利用0.1 mol/L柠檬酸作为阴极电解液并控制阴极pH在2~3之间,系统分析土壤饱和液中c(抗坏血酸)(0~0.4 mol/L)、修复电压梯度(1~3 V/cm)对电动修复Pb污染土壤的影响,并对土壤中Pb的存在形态进行分析.结果表明:当电动修复过程中施加电压梯度为1 V/cm、c(抗坏血酸)(0~0.4 mol/L)作为饱和液时,随着c(抗坏血酸)的增加,土壤中Pb的迁移能力随之增加,Pb的去除率得到提高.当c(抗坏血酸)达到0.4 mol/L时,土壤中Pb的去除率为36.86%;保持c(抗坏血酸)为0.4 mol/L,当施加电压梯度由1 V/cm增至2 V/cm时,土壤中Pb的去除率得到增加(最高可达87.09%),通过Pb的形态变化可知,w(弱酸提取态Pb)由初始的2.99%(1 V/cm)最大可降至0.34%(2 V/cm),w(可还原态Pb)由初始的83.86%(1 V/cm)最大降至2.94%(2 V/cm).研究显示,当c(抗坏血酸)为0.4 mol/L、柠檬酸(作为阴极电解液)控制阴极电解室pH在2~3之间、施加电压梯度为2 V/cm时,土壤中Pb的迁移能力显著提高并达到较好的修复效果.
关键词电动修复    尾矿    Pb    土壤    抗坏血酸    柠檬酸    
Electrokinetic Remediation of Pb-Contaminated Tailing Soil with Enhancing Reagents Ascorbic Acid and Citric Acid
ZHANG Yingjie1,2 , XU Longyun1,2 , DONG Peng2,3     
1. Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650032, China;
2. National and Local Joint Engineering Laboratory for Lithium-ion Batteries and Materials Preparation Technology, Kunming 650032, China;
3. Faculty of Metallurgy and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650032, China
Abstract: We systematically studied the effects of different concentrations (0-0.4 mol/L) of ascorbic acid and voltage (1-3 V/cm) on the electrokinetic remediation of Pb-contaminated tailing soil ([Pb]=(5491.9±24) mg/kg) based on the enhancing reagents ascorbic acid and citric acid. The tailing soil had the property of high acid buffer capacity, and the pH of the catholyte was controlled at 2-3 in the presence of citric acid (0.1 mol/L). The results indicated that with the increase of ascorbic acid concentration (0-0.4 mol/L), the migration ability of Pb in soil increased, and the removal rate of Pb increased in the process of electric voltage gradient of 1 V/cm. The removal rate of Pb was 36.86% when the concentration of ascorbic acid in the soil increased to 0.4 mol/L. When the applied voltage gradient increased from 1 V/cm to 2 V/cm, the removal rate of Pb in soil increased to 87.09%. The morphological changes of Pb showed w(acid extractable Pb) decreased from the initial 2.99% to 0.34%, and w(reducible Pb) increased from the initial value of 83.86% to 2.94%. When ascorbic acid (as saturated liquid) concentration was 0.4 mol/L, citric acid (as cathode electrolyte) controlled the cathode chamber pH at 2-3 and the applied voltage gradient was 2 V/cm, the migration ability of Pb in soil significantly improved. Eventually, the removal efficiency of Pb in soil was more significant.
Keywords: electrokinetic remediation    tailing soil    Pb    soil    ascorbic acid    citric acid    

Pb是一种广泛存在于生活环境中的重金属,其在自然条件下无法被生物降解并且是人体唯一不需要的微量元素,在人体中会产生累积,对人类健康产生危害[1-2].全世界平均每年Pb排放量在5×106 t,Pb工矿企业生产经营活动中产生的尾矿、危险废物等含有重金属Pb的固体污染物与周围的土壤接触会导致土壤Pb污染.土壤重金属污染对自然生态环境所造成的生物毒性与重金属的总量有一定关系,但最重要的是重金属在土壤中的形态分布[3].

早在1800年Reuss在土壤两端施加直流电场时就发现了电动现象[4],经过近180年电动修复技术开始应用在污染土壤的电动修复研究中[5].到目前为止,电动修复技术所修复的污染土壤包括重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Cr等)污染土壤和有机物(石油烃、酚类化合物、苯类有机物等)污染土壤[6-8].当在污染土壤的两端施加一个直流电场,土壤中污染物将会在直流电场的作用下,通过电迁移、电渗流、电泳等方式迁移出土壤从而达到净化土壤的目的[9].在电动修复过程中电极室中水会发生电解反应[10].

$ $${\rm{阴极:2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O + 2}}{{\rm{e}}^{\rm{ - }}} \to {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{ + 2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \uparrow $$ $ (1)
$ $${\rm{阳极:2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {{\rm{O}}_{\rm{2}}} \uparrow + 4{{\rm{H}}^ + } + 4{{\rm{e}}^{\rm{ - }}}$$ $ (2)

由于水的电解反应,阴、阳极电极室会产生大量的OH-、H+离子,这些离子的产生使得阴极电解室的pH升至12左右,同样阳极电解室由于大量的H+产生pH降至2左右[11].在电迁移以及离子扩散作用下,阳极产生的H+以及阴极产生的OH-分别向极性相反的方向迁移并进入到土壤孔隙液中直到在土壤某一区域相遇并中和.土壤pH在该区域产生突变并将土壤分为酸性区域与碱性区域.在酸性区域中,大量的H+使得土壤颗粒表面重金属产生解析进入孔隙液中,从而有利于重金属的去除.在碱性区域中,大量的OH-易于重金属产生沉淀修复效率随之降低[12].

电动修复增强技术修复Pb污染土壤已经成为电动修复技术发展的趋势[13].可以通过加入酸的方式控制阴极电解液pH,当用磷酸控制阴极电解室pH为9~10时,高岭土中重金属可以得到有效去除[14].另外,在土壤室与阴极电解室之间设置阳离子交换膜可以阻止阴极电解液水电离OH-往土壤中迁移,从而达到控制土壤pH升高的目的,同时也不会阻碍重金属阳离子的往阴极电解室迁移[15].电动修复技术还可以与其他技术相结合降低土壤中pH,如在电场作用下,硫氧菌会被活化并可以氧化土壤中的硫最终达到降低土壤pH的目的[16].当土壤具有较高的阳离子交换能力或者含有较高的碳酸盐就会导致土壤很难达到可供重金属解析进入孔隙液的酸性范围[17].有研究表明,对于具有较高酸碱缓冲能力和重金属含量的石灰性土壤,当使用EDTA作为络合增强剂时大部分的Pb从阴极迁移到了阳极附近[18],但是EDTA具有生物难降解存在严重的环境威胁[19].由于具有较低的分子量,作为环境友好型的络合试剂柠檬酸在重金属污染土壤电动修复方面得到了较为广泛的应用[20].使用柠檬酸作为阴极电解液并结合具有强还原性的抗坏血酸作为饱和液来修复云南省鹤庆金矿尾矿污染土壤,抗坏血酸在试验中的使用主要是修复尾矿中可还原态Pb.该试验研究了在柠檬酸作为阴极电解液控制阴极电解室pH的条件下,c(抗坏血酸)和施加电压梯度对电动修复的影响,以期对今后重金属污染尾矿的电动修复提供技术参考.

1 材料与方法 1.1 试验土壤

北衙金矿北衙金矿位于云南省大理白族自治区鹤庆县境内,在金矿的炼金过程中产生的很多含有重金属Pb的尾矿,其尾矿的年排放量在150×104 t左右,并且在这些尾矿中Pb的弱酸提取态、可还原态、可氧化态的含量很高,其中可还原态的Pb含量占总含量的83.86%.试验土壤取自北衙金矿尾矿,土壤基本理化性质见表 1.在尾矿堆积区域表面0~40 cm的范围内采集尾矿样品.尾矿经采集后,经风干捣碎,去除杂草石粒后进行理化性质的检测,测试方法见文献[21].

表 1 土壤基本理化性质 Table 1 Basic physical and chemical properties of soil
1.2 试验装置与方法 1.2.1 试验装置

电动修复所用的试验装置示意图见图 1,该装置利用有机玻璃加工而成,外形呈矩形,主要分为三大部分,中间的土壤室以及两边的阴阳电极室.土壤室、阴阳电极室的内部尺寸(L×W×H)分别为21 cm×5 cm×5 cm,6 cm×5 cm×5 cm.此外,试验装置还包括直流稳压电源、石墨电极以及pH自动控制系统.

注:1—直流稳压电源;2—pH监控器;3—蠕动泵;4—阴极电解液;5—阳极电解室;6—阴极电解室;7—土壤;8—阳极;9—阴极;10—pH检测电极;11—溢流孔;12—电流表;13—电压表. 图 1 电动修复装置 Figure 1 Electrokinetic remediation device
1.2.2 试验方法

表 2所示,电动修复设置5组对照试验(EK1~ EK5).将混合均匀的土壤平均分为5份装入土壤室中并压实,试验中阳极电解液、阴极电解液分别为去离子水及0.1 mol/L柠檬酸,采用对应的饱和液、电压梯度、修复时间等条件进行电动修复试验.试验过程中采用115C万用表测定电流变化.试验结束后将土壤从阴极到阳极平分为七部分,每部分长3 cm,并分别编号为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7.将各部分土壤取出并放入铝盒,经自然风干后过100目(0.150 mm)筛并充分混匀,对土壤重金属进行形态提取并测定其重金属含量,另外测定土壤中重金属Pb总量、pH、电导率.

表 2 电动修复试验设计 Table 2 Experimental design of electrokinetic remediation
1.3 试验分析方法

土壤重金属Pb形态分析参照欧洲参考交流局(European Community Bureau of Reference)提出的BCR提取法[22].

将土壤采用HF-HClO4-HNO3方法进行消解,并测定消解液中的w(Pb)、w(Cu)、w(Zn)、w(Cd).

土壤pH、电导率(水土比2.5 :1) 分别采用PHS-29A型数字酸度计、MH-WSY土壤三参仪测定;采用乙酸铵提取法测定阳离子交换容量;采用Mastersizer 2000激光粒度仪测定土壤粒径分布;将土壤置于600 ℃马弗炉中,根据重量分析方法来测定其有机质含量;采用环刀法测得土壤含水率.

所有分析的土壤平行测定3次并取平均值,每部分土壤w(Pb)、Pb的去除率、各形态Pb含量均在平均值基础上计算得到.

2 结果与讨论 2.1 电动修复过程中电流变化

电动修复过程中不同试验组电流随时间变化情况如图 2所示. EK1~EK5在修复过程中电流的变化趋势基本一致,即先在短时间内增至最大值后开始降低,这一变化过程比较明显,如EK1,在3 h内电流由最初的53 mA增至56 mA,之后电流开始降低,在87 h时电流降至11 mA左右.发生这一现象的原因是在修复初期土壤孔隙液中的可移动离子浓度较高,并且阳极电极室水电离产生的H+会产生一个往阴极方向移动的酸性迁移带,该酸性迁移带在土壤孔隙液中迁移过程中会在土壤颗粒表面溶解、解吸出更多可移动离子,这些可移动离子在电场的作用下发生定向迁移产生更高的电流[23].当大部分可移动离子迁移出土壤后,电流也会相应的降低[24-25].

图 2 电动修复过程中电流变化 Figure 2 Current changes in the process of electrokinetic remediation

对比EK1~EK3三组试验中电流的变化情况,随着土壤饱和液c (抗坏血酸)的增加,EK1、EK2、EK3中电流的初始值、峰值以及修复后期的数值也在随之增大,这是由于:随着c(抗坏血酸)的增加,其溶液本身的酸性也在增大,土壤表面的一些物质就会以带电离子的形式溶解进入土壤孔隙液中;由于抗坏血酸化学结构中含有一个具有还原性基团的双键,其左右两边都连着一个具有还原性的羟基官能团,同时其组成的烯醇基官能团也具有很强的还原能力,这就使得抗坏血酸具有较强的还原性,并还原土壤颗粒中一些氧化物从而增加土壤孔隙液中可移动离子的浓度.

对比EK3~EK5三组试验中电流的变化情况,随着施加的电压梯度的增加,根据欧姆定律:V=IR,当升高电压时,在系统电阻变化不大的情况下,电动修复系统的电流值也会相应的增加,所以EK3、EK4、EK5中电流值为EK5>EK4>EK3.

2.2 电动修复后土壤pH分布

修复试验后土壤各截面pH变化情况如图 3所示.原始土壤pH为8.9±0.02,该土壤含有较高的碳酸盐矿物,使得其本身具有较强的酸性缓冲能力.对于土壤各截面P1~P7,EK1、EK2、EK3、EK4土壤中pH呈现出中间部分高,靠近阴、阳极电解室低的趋势,这说明H+通过扩散、电迁移的作用进入土壤并降低土壤pH,这一作用对靠近电极室部分的土壤影响最大,而对中部土壤影响较小.由于较高的酸性缓冲能力,即使在控制阴极电解室pH的情况下土壤pH仍然没有降低到酸性范围.在一定的酸性范围类内土壤pH越低越有利于重金属在土壤中解析与溶解.对于这类土壤,仅仅依靠控制阴极电解室pH重金属的去除率依旧较低.

图 3 电动修复后土壤pH分布 Figure 3 Distribution of soil pH after electrokinetic remediation
2.3 土壤中w(Pb)及Pb的去除率变化

土壤中w(Pb)及Pb去除率的变化如图 4所示.可以发现土壤中间部分(P2~P6) 中w(Pb)比较高,相比而言,位于电极室附近(P1、P7) 的土壤中w(Pb)最低,这一变化趋势与图 3土壤pH的变化趋势相符合,说明了低pH可以促进Pb沉淀溶解为Pb2+并进入土壤孔隙液中,相反,土壤中高pH就会阻碍土壤中重金属的溶解和迁移[26-27].

图 4 土壤截面各采样区域的w(Pb)及Pb的去除率 Figure 4 The concentration and removal rate of Pb in each section of soil

对于EK1,从土壤截面P1~P7,w(Pb)分别为5 084.23、5 334.39、5 642.97、5 778.91、5 848.39、5 421.07、5 187.15 mg/kg,其对应的Pb去除率分别为7.42%、2.87%、-2.75%、-5.22%、-6.49%、1.29%、5.55%;相比于EK1,EK2土壤截面P1~P7中w(Pb)分别为3 935.91、5 362.32、5 323.84、5 514.51、5 723.69、5 395.49、3 956.86 mg/kg,对应的Pb去除率分别为28.33%、2.36%、3.06%、-0.41%、-4.22%、1.75%、27.95%,EK2土壤中各截面Pb去除率普遍高于EK1,Pb的迁移能力得到增强,这主要是因为当土壤饱和液由去离子水更换为具有较强还原性的抗坏血酸时,抗坏血酸会与土壤中铁锰氧化物反应解离出Pb2+及其他离子并在直流电场中电迁移,从图 2电流变化中也可以发现EK2试验过程中电流值普遍高于EK1.当Pb2+从向阴极迁移的同时,会与阴极电解室中的柠檬酸结合形成带负电的络合物,此时孔隙液中Pb就有两种形态—Pb2+、Pb2+与柠檬酸生成的带负电的络合物,Yoo等[28]指出,这一络合物在pH为6~9时主要以Pb(citrate)24-及Pb(citrate)-为主.由于Pb2+与带负电的络合物所带电荷性质不同,二者在电场中迁移方向相反,从图 4可以看到EK2在P5处有Pb聚集现象.当c(抗坏血酸)由0.2 mol/L(EK2) 增至0.5 mol/L(EK3) 时,更多的Pb2+与柠檬酸结合形成带负电的络合物,EK3在P2处有聚集现象,与EK2相比聚集处往阳极方向移动.整体上Pb在土壤中的迁移能力增强. Suzuki等[29]研究EDDS增强电动修复土壤中重金属时表示,当重金属在靠近土壤某端聚集越多时,说明在另一端土壤中重金属在较大程度上得到了修复,重金属在土壤中的迁移能力增加,所以可以看出P7部分土壤中w(Pb)在EK3(3 467.19 mg/kg)低于EK2(3 956.86 mg/kg).说明了当饱和液c(抗坏血酸)为0~0.4 mol/L时,随着其浓度的增加,电动修复过程中Pb在土壤中的迁移能力也相应提高.

当电压梯度由1 V/cm(EK3) 增至2 V/cm(EK4) 时,EK4土壤截面P1~P7中,w(Pb)分别为2 435.84、2 640.25、1 945.57、1 724.33、1 991.42、1 873.43、708.74 mg/kg,其对应的Pb去除率分别为55.65%、51.92%、64.57%、68.60%、63.74%、65.89%、87.09%,EK4中土壤各截面Pb去除率明显高于EK3,说明随着施加电压梯度的增加,土壤中Pb的迁移能力更强,修复效果增加,究其原因:① 由于随着施加电压梯度的增加,阳极电解室电解水的能力更强,从而产生更多的H+,当这些H+同样以酸性迁移带形式在土壤中迁移时会在土壤颗粒表面解吸、溶解出更多的Pb2+进入孔隙液,同样阴极电解液中加入更多的柠檬酸来控制阴极电解室pH,这将会有更多的柠檬酸与Pb2+络合并往阳极迁移. ② EK4孔隙液中离子浓度比前三组更高,Yeung等[30]研究表明,孔隙液中高的离子浓度会导致土壤颗粒扩散双电子层厚度减小,进而降低土壤颗粒之间的排斥力,范德华力增加,同时产生絮凝现象,絮凝结构会增加土壤颗粒孔隙,这样就增加了离子在孔隙液中的移动速度,解吸出来的重金属离子就会得到有效迁移,同时土壤中的电导率系数增加,电流随之提高,这也是EK4中电流较前三组高的原因. ③ 施加电压梯度的增加也增加了孔隙液中重金属离子在电场中的迁移速度,从而减少重金属离子在土壤中的停留时间,降低其再次吸附到土壤颗粒表面的几率.当电压梯度由2 V/cm(EK4) 增至3 V/cm(EK5) 时,EK5土壤截面P1~P7中,w(Pb)分别为2 096.56、2 237.86、2 234.95、1 935.38、1 911.79、1 773.71、803.16 mg/kg,其对应的Pb去除率分别为61.83%、59.25%、59.31%、64.76%、65.19%、67.70%、85.37%,土壤中Pb的聚集区与EK4一致(均在P2处聚集),在近阴极P7处的Pb去除率差别不大,所以Pb在EK4、EK5中的迁移能力没有太大差异.

2.4 土壤中Cd形态变化

在土壤重金属电动修复过程中,重金属元素的化学形态对修复效果存在重要的影响[31].由图 5可见,初始土壤中弱酸提取态、可还原态、可氧化态、残渣态Pb的含量分别为2.99%、83.86%、5.85%、7.29%.由于w(可还原态Pb)在土壤中较高,所以可还原态Pb是该试验主要修复对象. Kirkelund等[32]发现,电动修复对土壤中可还原态重金属的去除较为容易.在EK1中,靠近阴、阳极电解室(P1、P2、P6、P7) 土壤中w(可还原态Pb)较初始值都有所降低,分别由初始的83.86%降至75.09%、80.22%、83.60%、82.41%,但在土壤中间部位(P3、P4、P5) 该形态Pb含量都有所增加.尽管阴极电解室pH得到了控制,但由于该试验所用土壤具有强酸性缓冲能力,致使电动修复过程中土壤pH不能减少到合适的酸性范围类内(pH < 6),土壤pH值影响着电动修复过程中对可还原态Pb的去除效果,说明传统的电动修复技术对试验土壤中该形态的修复效果并不好.

图 5 土壤截面各采样区域不同形态Pb含量 Figure 5 The speciation abundance Pb in each section of soil

采用抗坏血酸作为EK2、EK3、EK4、EK5试验中的饱和液时,由于抗坏血酸具有较强的还原性,易与土壤中的铁锰氧化物发生反应,可以达到降低土壤中w(可还原态Pb)的目的.所以EK2、EK3、EK4、EK5土壤各截面中w(可还原态Pb)都低于初始值,但是可以明显发现,EK2、EK3中w(弱酸提取态Pb)明显增加,说明这部分增加的弱酸提取态Pb主要来源于抗坏血酸对可还原态Pb的转化.但是由于土壤具有较高的酸性缓冲能力导致产生的弱酸提取态Pb不能得到有效的迁移[33],即使弱酸提取态Pb与柠檬酸产生络合生成带负电的络合物,但柠檬酸迁移进入土壤的含量较低,同样也不能提高弱酸提取态Pb的迁移能力,这也是图 4中这3组土壤各截面Pb的去除率较低的主要原因.当施加的电压梯度增至2 V/cm(EK4) 时,土壤截面P1~P7中w(弱酸提取态Pb)分别降至0.37%、0.39%、0.37%、0.38%、0.41%、0.40%、0.34%,这是由于更多的柠檬酸进入到土壤中并与弱酸提取态Pb络合从而增加了弱酸提取态Pb的去除.另外由于EK4中土壤pH较EK1、EK2、EK3试验组低,较低的pH环境可以减少饱和液抗坏血酸的损耗,增加抗坏血酸对可还原态Pb向弱酸提取态Pb的转化,P1~P7中w(可还原态Pb)分别由初始的83.86%降至32.42%、37.08%、24.01%、20.58%、26.12%、21.83%、2.94%.

2.5 能耗

根据能耗计算公式[34]计算得到各试验组能量消耗,随着饱和液抗坏血酸的加入,电流增大,从EK1~EK3的能耗分别为593.71、38.97、59.65 kJ/kg,由于Pb的低去除率使得EK1的能耗较高.相对于EK2,EK3中Pb的迁移能力最强,EK3中Pb的最大去除率为36.86%,能耗随着饱和液c(抗坏血酸)的增加而增加.与EK3相比,当施加的电压梯度分别增至2 V/cm (EK4)、3 V/cm(EK5) 时,能耗分别为15.62、29.06 kJ/kg,土壤中Pb的最大去除率为87.09%(EK4)、85.37%(EK5),说明在电压梯度2 V/cm范围内,土壤中Pb的最大去除率会随着施加电压梯度的增加而增大,但当继续增加电压梯度至3 V/cm时,能耗开始增加,但Pb的去除效果变化不大.

3 结论

a) 电动修复后测定土壤中w(Pb)、w(弱酸提取态Pb)、w (可还原态Pb),适当的电压梯度下使用抗坏血酸可提高电动修复的效果.当使用c(抗坏血酸)为0.4 mol/L作为土壤饱和液,0.1 mol/L柠檬酸作为阴极电解液并控制阴极电解室pH为2~3、施加电压梯度2 V/cm时,经电动修复后土壤中Pb的去除率最高可达87.09%,w(弱酸提取态Pb)由初始的2.99%最大可降至0.34%,w(可还原态Pb)由初始的83.86%最大降至2.94%.

b) 抗坏血酸是一种较强的还原性试剂,可以有效促进土壤中Pb由可还原态向弱酸提取态的转化,对于具有高酸性缓冲能力的土壤转化效果更明显.尽管对于强酸性缓冲能力的土壤降低其pH较为困难,但柠檬酸作为阴极电解液在有效控制阴极电解室pH在2~3的前提下可以在一定程度上控制土壤pH的上升,另外柠檬酸依靠其络合作用与土壤中弱酸提取态Pb进行络合,增加了Pb在土壤中的迁移能力.

c) 当施加电压梯度(2 V/cm)适宜时,土壤中Pb的去除效果较好,继续增加所施加的电压梯度不仅修复效果没有得到太大的提高,能耗也会相应增加,所以对不同的修复土壤,选择适宜的电压梯度尤为重要.

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