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电动修复是一项治理土壤污染的电化学技术，能够短时间内高效修复土壤。其既可原位修复又可异位修复，原位修复不会扰动土层，对原有土壤结构影响较小。电动修复主要运用于有机、无机及复合污染土壤的修复，但该技术电能消耗大，重金属修复中普通的化学电解液可能造成土壤二次污染，一定程度上限制了该技术大范围的推广。通过对电动修复条件的优化和选取高效绿色阴极电解液及强化剂强化，能够提高其修复效果，为该技术的进一步推广提供科学支撑。本文以模拟镉、铜、镍污染的农田土壤为研究对象，研究电动修复过程中电压梯度、修复时间的优化条件，通过阴极电解液、强化剂的优化选择，提高其修复效果。本文得出的主要结论如下：
（1）电压梯度和修复时间对电动修复有明显影响，本研究中1.0V/cm电压梯度、7d修复时间为最优的电动修复优化条件。研究将自来水作为实验所需的阴阳极电解液，三组实验装置分别接通0.5、1.0和1.5V/cm电压梯度的直流电进行修复2d、5d、7d、10d。实验结果显示：随修复时间延长，1.5V/cm电压梯度实验组对三种重金属的去除率不及1.0V/cm电压梯度实验组；同一修复时间下，电压梯度1.0V/cm去除率优于0.5V/cm，并且1.0V/cm条件下，去除率随时间延长而增加，在7d之后去除率增加不明显。综合考虑，将1.0V/cm电压梯度、7d修复时间作为装置运行的优化条件。
（2）松针提取液作为一种绿色阴极电解液，能够有效提升电动修复重金属的效果。以自来水为阳极电解液，料液比（松针质量与去离子水体积的比）1∶15、1∶5、1∶1的松针提取液、0.1mol/L的草酸、醋酸、柠檬酸分别作为阴极电解液进行强化实验，1.0V/cm电压梯度下运行7d。实验结果显示：松针提取液因呈天然酸性并含有羟基、羧基等多种含氧活性基团，对重金属具有一定的去除效率。实验组1∶15、1∶5和1∶1相较于对照组，镉、铜、镍的平均去除率分别提升31.89%-38.95%、21.32%-25.83%和16.00%-36.27%。料液比越高，金属残留量越低，易迁移形态重金属含量越低。化学有机电解液强化效果从高到低：柠檬酸＞醋酸＞草酸，最优松针提取液实验组（料液比1∶1）的去除效果明显优于草酸（料液比1∶1实验组镉、铜、镍的去除率较草酸实验组提升10.01%-21.14%），低于柠檬酸（料液比1∶1实验组镉、铜、镍的去除率较柠檬酸实验组降低0.84%-5.25%）。
（3）不同的阴阳极强化剂对不同重金属的修复影响不同，壳聚糖、DTPA（Diethylenetriaminepentaacetic acid，二乙基三胺五乙酸）、料液比1∶1松针提取液、EDTA（Ethylenediaminetetraacetic acid，乙二胺四乙酸）强化修复土壤，对三种重金属均有较高去除率，且能明显减小易迁移性形态重金属含量，从而降低金属迁移转入环境的风险。本研究以0.1mol/L EDTA、0.1mol/L NTA（Nitrilotriacetic acid，氨三乙酸）、0.1mol/L DTPA、1g/L壳聚糖、料液比1∶1松针提取液、1g/L FA（Fulvic Acid，富里酸）分别作为强化剂加入阴阳极电极室，1.0V/cm电压梯度下运行7d。实验结果显示：DTPA＞EDTA＞NTA（氨基羧酸类螯合剂）；壳聚糖＞1∶1松针提取液＞FA（从动植物提取转化的有机强化剂）。对镉、镍去除效果明显的强化剂为壳聚糖(77.67%、71.81%)、1∶1松针提取液(62.11%、55.37%)、DTPA(53.36%、47.35%)；对铜去除效果明显的为DTPA(59.14%)、EDTA(47.70%)、壳聚糖(46.15%)。
（1）电压梯度和修复时间对电动修复有明显影响，本研究中1.0V/cm电压梯度、7d修复时间为最优的电动修复优化条件。研究将自来水作为实验所需的阴阳极电解液，三组实验装置分别接通0.5、1.0和1.5V/cm电压梯度的直流电进行修复2d、5d、7d、10d。实验结果显示：随修复时间延长，1.5V/cm电压梯度实验组对三种重金属的去除率不及1.0V/cm电压梯度实验组；同一修复时间下，电压梯度1.0V/cm去除率优于0.5V/cm，并且1.0V/cm条件下，去除率随时间延长而增加，在7d之后去除率增加不明显。综合考虑，将1.0V/cm电压梯度、7d修复时间作为装置运行的优化条件。
（2）松针提取液作为一种绿色阴极电解液，能够有效提升电动修复重金属的效果。以自来水为阳极电解液，料液比（松针质量与去离子水体积的比）1∶15、1∶5、1∶1的松针提取液、0.1mol/L的草酸、醋酸、柠檬酸分别作为阴极电解液进行强化实验，1.0V/cm电压梯度下运行7d。实验结果显示：松针提取液因呈天然酸性并含有羟基、羧基等多种含氧活性基团，对重金属具有一定的去除效率。实验组1∶15、1∶5和1∶1相较于对照组，镉、铜、镍的平均去除率分别提升31.89%-38.95%、21.32%-25.83%和16.00%-36.27%。料液比越高，金属残留量越低，易迁移形态重金属含量越低。化学有机电解液强化效果从高到低：柠檬酸＞醋酸＞草酸，最优松针提取液实验组（料液比1∶1）的去除效果明显优于草酸（料液比1∶1实验组镉、铜、镍的去除率较草酸实验组提升10.01%-21.14%），低于柠檬酸（料液比1∶1实验组镉、铜、镍的去除率较柠檬酸实验组降低0.84%-5.25%）。
（3）不同的阴阳极强化剂对不同重金属的修复影响不同，壳聚糖、DTPA（Diethylenetriaminepentaacetic acid，二乙基三胺五乙酸）、料液比1∶1松针提取液、EDTA（Ethylenediaminetetraacetic acid，乙二胺四乙酸）强化修复土壤，对三种重金属均有较高去除率，且能明显减小易迁移性形态重金属含量，从而降低金属迁移转入环境的风险。本研究以0.1mol/L EDTA、0.1mol/L NTA（Nitrilotriacetic acid，氨三乙酸）、0.1mol/L DTPA、1g/L壳聚糖、料液比1∶1松针提取液、1g/L FA（Fulvic Acid，富里酸）分别作为强化剂加入阴阳极电极室，1.0V/cm电压梯度下运行7d。实验结果显示：DTPA＞EDTA＞NTA（氨基羧酸类螯合剂）；壳聚糖＞1∶1松针提取液＞FA（从动植物提取转化的有机强化剂）。对镉、镍去除效果明显的强化剂为壳聚糖(77.67%、71.81%)、1∶1松针提取液(62.11%、55.37%)、DTPA(53.36%、47.35%)；对铜去除效果明显的为DTPA(59.14%)、EDTA(47.70%)、壳聚糖(46.15%)。