电动修复技术是一种新型土壤修复技术,主要通过对污染土壤施加直流电场使土壤中产生电渗流和离子电迁移等电动力学效应,从而将土壤中的重金属等污染物质输送出土壤,达到修复的目的。为增强修复效果,向土壤中施加螯合剂是电动修复技术中一种常用的优化手段。其原理是因为螯合剂可与土壤中的重金属发生络合反应形成在较宽p H范围内易溶的金属螯合物。这些金属螯合物通常带负电可以通过电迁移的作用沿阳极方向输送出土壤。然而有不少文献指出,在螯合剂优化电动修复实验后易出现金属在土壤中某些特定区域发生富集现象。但对于何种机理导致这种富集现象学界尚虽未有明确统一的认识。我们针对这一问题开展了以下一些研究,并选用典型金属螯合物Pb-EDTA和Cd-EDTA作为研究对象。首先通过Visual MINTEQ软件模拟了不同p H条件下金属螯合物的形态。我们发现过低的p H条件(p H<2)所导致的质子化现象会使少量的金属从螯合物态脱络合而形成金属离子。另一方面,我们通过循环伏安法研究EDTA电化学降解过程发现,EDTA在阳极的电化学降解电位要低于阳极水电解电位。开展的电动修复Pb-EDTA和Cd-EDTA污染土壤的实验结果也显示金属的形态会在电动修复过程后发生变化。且Pb可以在土柱p H较低的区域产生聚集现象而Cd在土柱p H较高的地方产生聚集,这与不同金属离子由于水解能力不同而被土壤吸附沉淀的规律相吻合。以上实验说明,在电动修复过程中,金属螯合物会发生电化学氧化降解现象,并释放出金属离子,这些离子在电迁移的作用下会重新迁移回到土壤并再一次污染土壤并造成金属聚集。另外,我们针对金属螯合物在电动修复过程中被降解的现象测试了几种优化手段,分别是电解液p H控制以及在阳极施加阴或阳离子交换膜。实验解过表明,控制电解液p H为2可使更多阳极所释放的金属离子从土柱中穿出并迁移到阴极,且Cd的效果好于Pb的效果。控制电解液p H为10可使脱络合的金属阳离子在阳极发生沉淀削弱其再迁移到土壤所引起的聚集效应。使用阳离子交换膜虽然隔绝的了电极与金属-EDTA的接触但可能是由于离子交换膜的极化作用,仍有部分金属-EDTA发生降解造成了较明显的聚集现象。然而使用阴离子交换膜可使阴离子形态的金属螯合物穿过离子交换膜在电极发生氧化,但阴离子交换膜可限制阳极氧化所释放出来的金属离子再迁移回土壤,达到了较好的修复效果。