电动力学技术在受污染地下水与土壤修复中新进展.pdf

第12卷第2期 水科学进展 V“．12．No2 2001年6月 ADVANCESINWATERSCIENCE Jun，200I 文章墒号：100l一679l(2001)02—0249一07 电动力学技术在受污染地下水 和土壤修复中新进展 张锡辉，王 慧，罗启仕 (清华大学环境科学与工程系．北京lo0084) 摘要：综述了电动力学技术的原理及其在受污染土壤和地下水修复方面的应用。电动力学技术 利用电渗析、电迁移和电泳使土壤孔隙中的水和荷电离子或粒子发生迁移运动。大量研究表明， 电动力学技术能够高教地去除土壤和地下水中的重金属离子。必威体育精装版研究表明电动力学技术也能 够直接去除有机污染物，其与生物修复优化组合有可能成为高效“绿色”修复技术。这种技术 具有安装方便、操作简单和成本低廉的特点，而且不影响生态环境，是非常有发展前景的一种 环境修复技术。 关键词：修复技术；电动力学；重金属；有机物 53 文献标识码：^ 中图分类号：x522；x 我国的地下水和土壤污染相当严重，主要污染物是重金属离子和有毒有害有机物。据调 查．超过50％的城市地下水受到不同程度的污染。城镇主要污染源来自工业生产和居民消费， 农村地区的土壤和地下水污染主要是由粗放式农业耕作和乡镇工业造成的。尽管目前我国环境 工作的重点仍然是废水、大气和固体废弃物的处理和处置，然而随着这些问题逐渐得到解决， 受污染土壤和地下水的修复将会得到重视。 发达国家已经投入大量资金对受污染环境进行修复。相关的修复技术在国外也得到了迅速 开发。修复技术基本上分为两类：物理化学类型和生物学类型。物理化学修复技术包括隔离、 泵抽取和地上处理、土壤清洗、萃取、固化和稳定化等；生物修复技术包括地上生物处理和地 下现场生物修复等。 物理化学类型的修复技术～般是将受污染的土壤或地下水移走，再进行适当的处理和处 置。这类技术能够彻底清除土壤和地下水中的污染，其缺点是严重影响土壤的结构和地下水所 处的生态环境．而且成本非常高。相比较而言，现场生物修复技术不会破坏生态环境，但是修 复过程非常缓慢、效率低，不能满足快速修复的需要；尤其是在比较密实的土壤中，修复所需 要的活性微生物、辅助药剂等很难输送至受污染的区域。 收稿日期：2000．0l—12；修订日期：2000_07—06 基金项目：日本地球环境产业技术研究机构资助项目 作者简介：张锡辉(】963．)，男，河北赵县人，清华大学环境科学与工程系副教授，博士，主要趴事环 境工程研究。 万方数据 250 水科学进展 第12卷 目前，既能修复受污染的土壤和地下水而又不会破坏生态环境成为修复技术发展的方向。 电动力学可能就是这样一种修复技术。实际上，电动力学很早已经在土木工程领域得到使用， 主要是水坝和土壤的脱水和夯实。近几年，电动力学技术主要用于受污染地下水和土壤的修 复。这种技术非常适合多向异性、密实的土壤，而且成本低。本文比较详细地综述了电动力学 技术的原理和在应用方面的一些新进展。 1 电动力学技术原理 电动力学修复技术的基本原理是将电极插入受污染的地下水及土壤区域。在施加直流电 后，形成直流电场。由于土壤颗粒表面具有双电层、孔隙水中离子或颗粒带有电荷。引起土壤 孔隙水及水中的离子和颗粒物质沿电场方向进行定向运动，统称为动电效应或者电动力学现 象。 土壤孔隙表面带负电荷，并与孔隙水中的离子形成双电层。扩散双电层引起孔隙水沿电场 从阴极向阳极方向流动，称为电渗析。孔隙水流动速度与双电层厚度(土壤孔隙表面的zeta电 位)或者说与水流所携带的动电电流成