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斯坦福大学崔屹等Nat. Commun.：电动修复重金属污染土壤

时间：2023-10-05 来源：浏览：

斯坦福大学崔屹等Nat. Commun.：电动修复重金属污染土壤

环境人Environmentor

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土壤重金属污染 是一个严峻的环境问题，而现有修复技术的实地应用遇到了许多障碍，如操作时间长、使用成本高、能耗大、可能造成二次污染和土壤退化等。为此，斯坦福大学材料科学与工程系的研究者们设计了一种非对称交流电电化学修复的方案，该方法可实现对不同污染浓度（100~10000ppm）的多种重金属（铜、铅、镉）高效去除，且处理时间相对合理（30分钟~6小时），处理后的土壤均可达到居住环境监测标准，不会造成过多养分流失也不会产生二次有毒产物。目前，该成果已在国际学术期刊《自然·通讯》发表。

（修复系统示意图）

这项研究的两大技术亮点分别是：一提出了“非对称交变电流电化学修复方法”（AACE）的概念；二合成了脒肟功能化电极。

运行装置包括一个循环螯合剂清洗系统和一个 AACE 过滤装置。从污染场地挖掘出来的土壤被运到一个处理筒中，处理筒的两侧各装有两个乙二胺四乙酸（EDTA）溶液储罐，水泵循环使用乙二胺四乙酸溶液冲洗土壤柱，土壤中的重金属阳离子形成 重金属-EDTA复合物而移动 ，并被输送到与交流电源相连的 AACE 过滤器中，过滤器由两个平行的脒氧功能化多孔碳 (Ami-PC) 电极和一个分离器组成。过滤后，重金属阳离子从其螯合复合物中释放出来，沉积到工作电极上，而EDTA 溶液则可以被循环使用。

（修复效果优秀，重金属含量快速降低）

修复完成后，表征结果显示电极表面覆盖了一层重金属颗粒，其主要元素就是 铜、铅、镉 等重金属。

植物实验结果显示，AACE修复基本上可以让土壤恢复到未污染前的生产力，修复后的土壤所生长的豌豆苗其生物量与空白对照没有任何差异，且根部没有镉积累现象。

与传统的EDTA土壤淋洗方法相比，AACE 不会产生二次污染，处理后也未观察到明显的土壤退化现象。此外，该系统在长期运行后具有显著的稳定性和再生特性，若能将该平台用于回收化工行业废液中的重金属，同时对操作系统和应用电压的进一步优化，将进一步提高技术的可行性。

来源： 土壤与环境健康SEH 。投稿、合作、转载、进群，请添加小编微信Environmentor2020！环境人Environmentor是环境领域 最大的学术公号 ，拥有 15W+活跃读者 。由于微信修改了推送规则，请大家将环境人Environmentor加为星标，或每次看完后点击页面下端的 “赏” ，这样可以第一时间收到我们每日的推文！环境人Environmentor现有综合群、期刊投稿群、基金申请群、留学申请群、各研究领域群等共20余个，欢迎大家加小编微信Environmentor2020，我们会尽快拉您进入对应的群。