[科普中国]-电动力学修复

电动力学修复原理

电动力学修复技术既能避免传统技术严重影响土层结构和地下水所处生态环境，又可以克服现场生物修复过程非常缓慢、效率低的缺点，而且投资少、成本低。电动力学修复技术的基本原理类似电池，利用插入介质 (土壤或沉积物)中的两个电极在污染介质两端加上低压直流电场，在低强度直流电的作用下，水溶的或者吸附在土壤颗粒表层的污染物根据各自所带电荷的不同而向不同的电极方向运动：阳极附近的酸开始向介质的毛细孔移动，打破污染物与介质的结合键，此时，大量的水以电渗透方式在介质中流动，土壤等介质毛细孔中的液体被带到阳极附近，这样就将溶解到介质溶液中的污染物吸收至土壤表层得以去除。通过电化学和电动力学的复合作用，土壤中的带电颗粒在电场内定向移动，土壤污染物在电极附近富集或者被收集回收。污染物去除主要涉及电迁移、电渗析、电泳和酸性迁移4种电动力学过程。

电迁移电迁移是指带电离子在电场中的迁移运动，和带电离子的淌度 (在单位电场梯度中的迁移速度)有关。电迁移量与离子浓度和电位梯度成正比关系。在无限稀释的溶液中，离子淌度在1×10-8～10×10-8m2/(V▪cm)之间；在土壤中，由于孔隙的作用，离子迁移的路径长而曲折，实际淌度大约在3×10-9～10×10-8m2/(V▪cm)之间。

电渗析土壤孔隙表面带有负电荷，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正比，而与水流中电解质的浓度关系不大。土壤颗粒表面的双电层厚度一般约为10nm左右。不同类型的土壤带有的电荷及形成的双电层厚度是不同的：沙土