Электрокинетическая ремедиация

Электрокинетическая ремедиация связана с пропусканием постоянного элек-шического тока низкого напряжения (20-40 мА см ²) с разницей потенциала в ! «сколько вольт через почву в течение 5-10 - 120-150 мин, либо на месте загряз-* шгния. когда электроды вставляются в почву, либо в специально оборудованном реакторе. При этом эффективно удаляются из почвы многие тяжелые металлы, •окне, как свинец, цинк, медь, хром, мышьяк, ртуть, никель.

Дополнительно необходимо вносить в почву проводящую жидкость, в каче-[схвекоторой может быть вода. Когда напряжение подается в систему почва-вода, аиектролитические реакции приводят к созданию кислого фронта на аноде и ос-I вювного на катоде. Кислый фронт движется к катоду в связи с устанавливающим­ся электрическим, химическим и гидравлическим градиентом потенциалов. Од-•овременно основной фронт движется к аноду вследствие электрического и хи-1ического градиента. Соответственно в почве изменяется распределение величин рН. Кислый фронт перемещается в почве и нейтрализует основной фронт, созда­ваемый на катоде. Диффузия и миграция ионов, а также любая электроосмоти­ческая адвекция способствует транспорту кислого форонта, создаваемого на ано­де. После пропускании тока в течение нескольких часов на аноде рН падает до 2 в возрастает на катоде до 12, а в почвенном слое величины рН также меняются в связи с продуцированием ионов Н⁺ и ОН~ на каждом электроде. Изменение вели­чин почвенного рН влияет на эффктивность удаления тяжелых металлов, что свя­зано с изменением состава поровых растворов и плотности заряда на поверхно­сти почвенных частиц.

Распространение кислого фронта способствует десорбции тяжелых металлов в поверхности почвенных частиц и растворению гидроксильных комплексов этих металлов. Результатом является увеличение содержания растворимой фракции тяжелых металлов в почвенном растворе и увеличение их мобильности. Напро­тив, щелочной фронт в зоне катода может иммобилизовывать тяжелые металлы путем формирования их гидроксидов, и эти комплексы осаждаются в почвенной зоне, близкой к катоду, препятствуя их удалению.

Движение кислого фронта к катоду, происходящее вследствие миграции (элек­трический потенциал), диффузии (химический потенциал) и адвекции (гидрав­лический потенциал), способствует десорбции тяжелых металлов из почвенных частиц и их накоплению в поровом растворе. Электроосмотические потоки и ас-

социированные явления обуславливают механизм удаления тяжелых металлов из почвы.

Рассмотрим химические реакции, протекающие на катоде и аноде, напримег в случае загрязнения почвы свинцом.

Первичные реакции:

2Н₂0 - 4е- -> О, + 4Н⁺ (анод)

4Н₂О + 4е- -» 2Н₂ + 4ОН~ (катод)

Вторичные реакции:

2Н⁺ + е- -» Н₂ (катод)

РЬ²⁺ + 2е- -> РЬ (катод)

Следовательно, свинец в катионогенной форме переходит в почвенный ра­створ, мигрирует к катоду, где в электронейтральной форме осаждается в его зоне и затем может удаляться из почвы любым механическим способом.