原位淋洗技术在实验教学中的应用

发布时间：2019-07-28 20:10

【摘要】：为进一步完善污染场地控制与修复课程实验教学效果,自行设计了原位淋洗实验操作平台,以有机玻璃柱为模拟装置,以蠕动泵为流速控制单元,研究了不同实验条件下Cu~(2+)的淋洗去除效果,结果表明:淋洗剂种类是影响淋洗效果的重要因素,柠檬酸和EDTA2Na的淋洗效果都比较好,EDTA2Na的淋洗效果最好;淋洗流速在一定范围内上升,可以提高淋洗修复效果,但存在一个最适淋洗流速,超过该流速时,淋洗效果反而受制约;粗砂中Cu~(2+)的淋洗效果要优于细砂,说明介质粒径较大时利于Cu~(2+)的淋洗去除。
【图文】：

原位淋洗技术在实验教学中的应用

ｍＬ／ｍｉｎ；场地条件为不同粒径的细砂和粗砂。通过上述实验过程，使学生更加充分了解原位淋洗技术的机理和影响因素。１实验材料与方法１．１实验材料０．１～０．２５ｍｍ细砂、１～２ｍｍ粗砂、硝酸铜、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸、滤布、乳胶管、止水夹、０．２２μｍ水系滤头、１０ｍＬ注射器、１００ｍＬ烧杯、蠕动泵、１０ｍＬ离心管、原子吸收分光光度计、高速离心机等１．２实验方法实验装置示意图见图１。实验在一维有机玻璃模拟柱（土柱）内进行，模拟柱内径５ｃｍ、高３０ｃｍ，在模拟柱下端设有取样口。在模拟柱内底部的布水板以上铺设单层滤布，防止介质阻塞布水板上的布水孔，然后按照少量多次的原则，逐次加入预先被硝酸铜污染的砂土，填装过程中不断夯实，避免出现大的孔隙和裂缝，填装高度２５ｃｍ。以蠕动泵控制淋洗液的淋洗流速，在模拟柱的上部泵入不同种类的淋洗液。以取样口有液流出为计时零点，每１５ｍｉｎ取一次水样，利用注射器将水样过０．２２μｍ水系滤膜，置于比色管内，利用原子吸收测定吸光度。具体实验方案见表１。图１原位淋洗修复重金属污染土壤实验装置示意图表１原位淋洗实验方案影响因素组号淋洗剂种类淋洗流速ｍＬ·ｍｉｎ－１实验介质淋洗剂种类１蒸馏水２乙二胺四乙酸二钠５粗砂３柠檬酸淋洗流速４１５乙二胺四乙酸二钠５粗砂６１０介质粒径７乙二胺四乙酸二钠５细砂在填装模拟柱前，教师要提醒学生要充分考虑实验条件，如模拟柱检漏、铺设滤布等；在填装过程中，强调少量多次原则，避免单次填装砂土过多、过快，夯实不严；土柱填装同时，提醒同组其他学生

原位淋洗技术在实验教学中的应用

免单次填装砂土过多、过快，夯实不严；土柱填装同时，提醒同组其他学生调整蠕动泵转速为固定值；待土柱填装完毕，以蠕动泵泵入淋洗液，淋洗液的注入点一定要位于砂土表面中心位置；样品不能及时测定时要放在冷藏柜中冷藏保存，避免微生物滋生，影响过滤效果。在实验具体实施过程中，以上内容均由实验教师现场指导学生完成。２结果与讨论２．１淋洗剂种类对重金属去除效果的影响以粗砂为实验介质，选定淋洗流速为５ｍＬ／ｍｉｎ。不同淋洗液的淋出液中的Ｃｕ２＋质量浓度Ｃ随时间ｔ变化曲线见图２。由图２可知：３种淋洗剂的淋出液中Ｃｕ２＋质量浓度基本上呈现先上升后下降的趋势，１５０ｍｉｎ后，淋出液中Ｃｕ２＋质量浓度基本趋于平稳；淋洗剂为ＥＤＴＡ２Ｎａ，淋出液中Ｃｕ２＋最高质量浓度为１７．５９ｍｇ／Ｌ，，质量浓度最高点出现时间为７５ｍｉｎ；柠檬酸淋洗过程中Ｃｕ２＋的最高质量浓度１１．５６ｍｇ／Ｌ，小于ＥＤ－ＴＡ２Ｎａ的淋洗最高质量浓度，并且最高质量浓度出现时间较ＥＤＴＡ２Ｎａ延后约１０ｍｉｎ；蒸馏水淋洗过程中，淋出液中Ｃｕ２＋的质量浓度始终低于其他２种淋洗剂，并且最高质量浓度出现时间均稍有延迟。图２不同淋洗剂的淋出液中Ｃｕ２＋质量浓度随时间变化曲线不同时间下３种淋洗剂中Ｃｕ２＋的累积去除率!见图３。由图３可知：随着淋洗时间延长，Ｃｕ２＋的累积去除率逐渐上升，１５０ｍｉｎ后累积去除率的上升幅度明显变缓；其中ＥＤＴＡ２Ｎａ的累积去除率最高，１９５ｍｉｎ时达到了９７％，其次为柠檬酸８１％，蒸馏水的累积去?
【作者单位】：吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目“污染含水层原位空气扰动修复增强机理研究”(3A412S251425)
【分类号】：G642.4

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