汪存石吳紹凱沈文韜徐劍波白王軍祝建中

(1.河海大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，南京 210089；2.河海大學(xué) 淺水湖泊綜合治理與資源開(kāi)發(fā)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210089；3.中交四航局第二工程有限公司，廣州 510230； 4.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力工程咨詢有限公司，南京 210036；5.中國(guó)一冶集團(tuán)有限公司，武漢 430081； 6.河海大學(xué) 設(shè)計(jì)研究院有限公司，南京 210098)

1 研究背景

底泥是水體的重要組成部分，污染水體中的污染物大多富集其中，受上覆水的流動(dòng)以及濃度差擴(kuò)散作用[1-2]，底泥中的污染物會(huì)反復(fù)在泥-水兩相不斷遷移，導(dǎo)致水體的持續(xù)污染，進(jìn)而影響水體功能，危害動(dòng)植物的生長(zhǎng)[3]。當(dāng)前重金屬污染是底泥污染的主要問(wèn)題[4-5]，研究結(jié)果表明河湖底泥中重金屬Cd的污染十分嚴(yán)重，平均值超過(guò)全國(guó)土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級(jí)，除此之外,Hg、Ni、Cu、Zn、Pb的污染也較嚴(yán)重[6]。

近年來(lái)，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)由于具有經(jīng)濟(jì)、高效、綠色生態(tài)等特點(diǎn)，引發(fā)人們廣泛關(guān)注。Falciglia等[7]研究發(fā)現(xiàn)甲基甘氨酸二乙酸為陽(yáng)極溶液，Tween(R) 80為處理液時(shí)電動(dòng)修復(fù)技術(shù)處理海洋沉積物可以去除其中71%的汞。Pedersen等[8]利用電滲析去除格陵蘭島和挪威6個(gè)港口沉積物中銅、鉛和鋅，并通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法研究了沉積物性質(zhì)對(duì)試驗(yàn)條件的影響。梁明欣[9]對(duì)重金屬污染底泥進(jìn)行電動(dòng)力修復(fù)，通過(guò)分析濾液性質(zhì)發(fā)現(xiàn)在電極板間距為4 cm，電壓為20～50 V的條件下，重金屬Pb、Cu、Zn最佳去除率分別為28%、51%、35%。Marzia等[10]使用電動(dòng)技術(shù)修復(fù)鉻污染的海洋沉積物，并將微生物燃料電池與電動(dòng)過(guò)程的結(jié)合，結(jié)果表明陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)的Cr6+去除率分別達(dá)到72.64%和53.69%。目前電動(dòng)修復(fù)較多應(yīng)用于土壤重金屬修復(fù)領(lǐng)域，在淤泥領(lǐng)域的研究大多圍繞淤泥電滲透脫水，利用電場(chǎng)去除和穩(wěn)定淤泥中重金屬的研究相對(duì)較少。電場(chǎng)對(duì)底泥中重金屬的去除能力雖已被證明，但模擬實(shí)際擾動(dòng)的工況下電場(chǎng)作用效果及其中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律還鮮少有報(bào)道。電動(dòng)修復(fù)的工程應(yīng)用是將含電極板的裝置插入污染區(qū)域，施加直流電壓形成電場(chǎng)，而實(shí)際運(yùn)用時(shí)由于河道流動(dòng)性，淤泥會(huì)受到上覆水體不斷擾動(dòng)[11]。因此，本研究具有一定的實(shí)際意義。

由于工業(yè)化發(fā)展早，長(zhǎng)江南京段底泥存在重金屬污染的問(wèn)題，其中重金屬Cd濃度的平均值達(dá)到0.62 mg/kg，是土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的2倍多[6]。同時(shí)隨著大量航道建設(shè)和修復(fù)工程的進(jìn)行，長(zhǎng)江南京段每年產(chǎn)生的疏浚淤泥高達(dá)千萬(wàn)立方米[12]。受長(zhǎng)江徑流量、輸沙量及亞熱帶季風(fēng)型氣候的影響，南京段灘涂時(shí)而被水淹沒(méi)時(shí)而露出水面，沖刷作用和堆積作用相當(dāng)，灘涂范圍較穩(wěn)定。本文將長(zhǎng)江南京段灘涂淤泥作為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了低壓直流淤泥擾動(dòng)裝置探究污染淤泥在電場(chǎng)及擾動(dòng)的條件下，重金屬Cd2+的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和機(jī)理，研究結(jié)果可為淤泥重金屬污染物電動(dòng)修復(fù)技術(shù)的工程應(yīng)用提供一定的理論支持。

2 試 驗(yàn)

2.1 淤泥樣品

本試驗(yàn)所用淤泥采自長(zhǎng)江南京段江邊灘涂，泥樣取回后先去除其中的雜物，然后按照《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50123—1999)進(jìn)行常規(guī)物理指標(biāo)測(cè)定，按照《土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法》(GB 9834—1988)測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量，樣品中重金屬含量加硝酸、氫氟酸以及高氯酸消解后使用ICP-MS測(cè)定(表1)。理化性質(zhì)測(cè)定都進(jìn)行了3組重復(fù)試驗(yàn)，平行誤差<10%。

表1 試驗(yàn)淤泥基本物理化學(xué)性質(zhì)Table 1 Basic properties of test sediment

2.2 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)采用設(shè)計(jì)的低壓直流淤泥擾動(dòng)裝置，如圖1所示。其中裝泥容器為250 mL燒杯，陰陽(yáng)電極固定在燒杯兩側(cè)，提供擾動(dòng)條件的裝置為國(guó)華JJ-1型大功率電動(dòng)攪拌器。其中直流電源可以為淤泥提供一個(gè)恒壓電場(chǎng)，電壓調(diào)節(jié)范圍為0～60 V，陰陽(yáng)極電極材料為314不銹鋼網(wǎng)。

圖1 低壓直流淤泥擾動(dòng)裝置Fig.1 Low voltage DC sediment disturbance device

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 淤泥土對(duì)Cd2+吸附試驗(yàn)

(1)等溫吸附試驗(yàn)。將淤泥土按照0、0.01、0.02、0.05、0.07、0.10、0.15、0.20、0.25、0.50 g的投加量，依次加入50 mL的1 mg/L的Cd2+重金屬溶液于100 mL離心管中，調(diào)節(jié)pH值為5.0。將加入淤泥土的Cd2+重金屬溶液于25 ℃和振速為160 r/min的條件下恒溫振蕩26 h，靜置后用0.45 μm濾膜過(guò)濾，然后用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測(cè)定重金屬濃度(以下試驗(yàn)中過(guò)濾均使用0.45 μm濾膜，重金屬濃度測(cè)定均使用ICP-MS)。本研究中所有試驗(yàn)均設(shè)置3組平行試驗(yàn)，取平均值。

(2)吸附平衡時(shí)間試驗(yàn)。淤泥土取0.1 g加入50 mL的1 mg/L的Cd2+重金屬溶液，在25 ℃恒溫振蕩箱內(nèi)震蕩30、60、120、240、1 080、1 200、1 440 min。靜置后過(guò)濾上清液，測(cè)濾液中Cd2+的濃度。

(3)淤泥土表征。取0.1 g淤泥土與50 mL的去離子水混合，調(diào)節(jié)pH值至5.0，使淤泥顆粒分散后通過(guò)SurPASS電位分析儀進(jìn)行Zeta電位測(cè)定。淤泥土固體顆粒采用轉(zhuǎn)靶X-射線衍射(XRD)儀進(jìn)行分析。

吸附量計(jì)算公式為

(1)

式中：q為吸附量(mg/g)；C0為吸附前溶液中重金屬離子濃度(mg/L)；Ct為吸附時(shí)間t時(shí)溶液中重金屬離子濃度(mg/L)；V為溶液的體積(L)；m為淤泥土的質(zhì)量(g)。

2.3.2 電場(chǎng)作用后淤泥土的吸附試驗(yàn)

取30 g淤泥土加入70 mL去離子水配置成含水率為70%的高含水率淤泥置于低壓直流淤泥擾動(dòng)裝置中，恒壓直流電源設(shè)置電壓為30 V，電動(dòng)攪拌器設(shè)置轉(zhuǎn)速為250 r/min，裝置運(yùn)行30 min后，離心過(guò)濾70%含水率淤泥使其泥水分離，將低含水率淤泥土置于陰涼處自然風(fēng)干并研磨過(guò)100目篩(篩孔尺寸是0.150 mm)制成電場(chǎng)作用后淤泥土。

電場(chǎng)作用下淤泥土的等溫吸附、吸附平衡、表征試驗(yàn)與上述淤泥土對(duì)Cd2+吸附試驗(yàn)中方法一致。

2.3.3 電場(chǎng)和擾動(dòng)條件對(duì)Cd2+在高含水率淤泥體系中的遷移影響試驗(yàn)

(1)電場(chǎng)作用條件。試驗(yàn)取10 g淤泥土與90 mL的15 mg/L的模擬Cd2+溶液混合，配置成含水率為90%的淤泥充分?jǐn)嚢杌旌?0 min后置于低壓直流淤泥擾動(dòng)裝置中，試驗(yàn)電壓分別設(shè)置為0 V和30 V，攪拌速率保持不變，控制為250 r/min，裝置運(yùn)行時(shí)間為30 min。裝置運(yùn)行結(jié)束將90%含水率淤泥離心，取上清液過(guò)濾測(cè)其重金屬濃度。

(2)擾動(dòng)條件。試驗(yàn)方法同電場(chǎng)作用下淤泥中Cd2+的固液遷移試驗(yàn)一致，不同之處在于控制電壓恒為30 V，攪拌速率分別設(shè)置為0、250 r/min。

(3)電極網(wǎng)表征。取電場(chǎng)和擾動(dòng)條件對(duì)Cd2+在高含水率淤泥體系中的遷移影響試驗(yàn)前后的電極網(wǎng)進(jìn)行掃描電鏡SEM(S-3400N II)和能譜儀EDS(pHI5000VersaProbe)表征分析。

上清液、淤泥、電極網(wǎng)上重金屬含量及各自占比計(jì)算公式分別為：

Q液=c液V液；

(2)

Q固=c固m；

(3)

Q網(wǎng)=Q-Q液-Q固;

(4)

(5)

式中：Q液為上清液中重金屬總質(zhì)量(mg)；c液為上清液中重金屬離子濃度(mg/L)；V液為上清液體積(L)；Q固為淤泥中重金屬總質(zhì)量(mg)；c固為淤泥中重金屬離子濃度(mg/kg)；m為淤泥的質(zhì)量(kg)；Q為配置污染物總量(mg)；W液/固/網(wǎng)表示上清液或淤泥或電極網(wǎng)上重金屬在污染物總量中的占比。

3 結(jié)果與討論

3.1 電場(chǎng)作用前后淤泥土的吸附特性

3.1.1 淤泥土的等溫吸附和吸附平衡時(shí)間

從表2可知，Cd2+濃度與淤泥土添加量呈反比，隨著淤泥土投加量增加，濾液中Cd2+濃度都呈下降趨勢(shì)，原淤泥土濾液中Cd2+濃度由開(kāi)始的1.378 mg/L下降至0.109 mg/L，電場(chǎng)作用后淤泥土濾液中Cd2+濃度從1.437 mg/L下降至0.090 mg/L。

表2 淤泥土的添加量與Cd2+濃度的關(guān)系Table 2 Relationship between the dosage of sedimentand the concentration of Cd2+

圖2為Cd2+吸附量與淤泥土添加量和時(shí)間的變化關(guān)系。由圖2(a)可知，電場(chǎng)作用前后的淤泥土都存在飽和吸附現(xiàn)象，淤泥土在Cd2+重金屬溶液中的吸附能力都隨著添加量的增加先提高，達(dá)到飽和吸附后，呈下降趨勢(shì)。原淤泥土的添加量為0.07 g時(shí)，達(dá)到飽和吸附，飽和吸附量為0.438 mg/g，而電場(chǎng)作用后淤泥土添加量為0.05 g時(shí)，就能達(dá)到飽和吸附，飽和吸附量為0.498 mg/g。對(duì)比發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)作用后淤泥土的飽和吸附量增大了13.7%，作用后淤泥土的吸附能力優(yōu)于原淤泥土。

通過(guò)圖2(b)可以看出，電場(chǎng)作用前后的淤泥土對(duì)Cd2+的吸附平衡時(shí)間都在6 h左右，6 h后淤泥土的吸附量增加緩慢，基本保持穩(wěn)定。這是由于達(dá)到吸附平衡時(shí)，淤泥表面的吸附位點(diǎn)處于飽和狀態(tài)，隨后溶液中的Cd2+開(kāi)始被淤泥土內(nèi)部的吸附位點(diǎn)吸附，吸附量緩慢增加[13]。相同時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)作用后淤泥土的吸附量一直大于原淤泥土的吸附量。

圖2 Cd2+吸附量與淤泥土添加量和時(shí)間的關(guān)系Fig.2 Relations of adsorption of Cd2+ againstdosage of sediment and time

圖3 Cd2+在淤泥土上吸附的準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬Fig.3 Quasi-first-order kinetics and quasi-secondarykinetics simulation of Cd2+ adsorption on sediment

3.1.2 淤泥土吸附動(dòng)力學(xué)

電場(chǎng)作用前后淤泥土的準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模擬如圖3所示。理論上當(dāng)R>0.980時(shí)就可以認(rèn)為此模型適合該吸附反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，擬合結(jié)果說(shuō)明原淤泥土和電場(chǎng)作用后淤泥土對(duì)Cd2+的吸附都符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)的吸附模型，吸附過(guò)程為化學(xué)吸附，符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)[14]。這表明淤泥土對(duì)Cd2+的吸附不只是在范德華力、靜電吸附等物理作用下發(fā)生，同時(shí)還存在離子交換等化學(xué)反應(yīng)的作用[15]。

3.1.3 淤泥土的Zeta電位和XRD分析

Zeta電位是膠體顆粒雙電層中滑動(dòng)面的電勢(shì)，其值受膠粒表面電荷影響，可以間接反映膠粒表面電勢(shì)的變化，此外，Zeta電位可以部分反映擴(kuò)散層中所需反離子的電荷量。根據(jù)其值可以判斷膠粒的靜電吸引能力[16-17]。為分析作用后淤泥土的吸附性能優(yōu)于原淤泥土的原因，通過(guò)測(cè)定作用后淤泥土和原淤泥土的Zeta電位，比較各自膠體雙電層中電動(dòng)電位的差異。

由表3可知，電場(chǎng)作用后淤泥土顆粒的Zeta電位都為負(fù)值，均值為-13.00 mV，且數(shù)值低于原淤泥土的Zeta電位值。由于Cd2+為金屬陽(yáng)離子，受電荷之間的相互作用，Cd2+更容易被Zeta電位較低的電場(chǎng)作用后淤泥土吸附。

表3 電場(chǎng)作用前后淤泥土Zeta電位對(duì)比Table 3 Comparison of Zeta potential of sediment inthe presence and in the absence of electric field

圖4 淤泥土的XRD圖譜Fig.4 XRD spectra of sediment in the presence andin the absence of electric field

每種晶體結(jié)構(gòu)與其X射線衍射(XRD)圖之間有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，當(dāng)前通常利用XRD分析沉積物礦物成分。為探究導(dǎo)致電場(chǎng)作用后淤泥土與原淤泥土Zeta電位差異的原因，對(duì)作用后淤泥土及原淤泥土進(jìn)行了XRD分析。由圖4可以發(fā)現(xiàn)，電場(chǎng)作用前后淤泥土的主要成分是石英、鈉長(zhǎng)石、白云石、白云母、鈣長(zhǎng)石等，電場(chǎng)作用前后淤泥土樣品中已識(shí)別的衍射峰存在差異，其中原淤泥土中白云石、白云母以及鈉長(zhǎng)石的部分衍射峰峰強(qiáng)較弱，推測(cè)電場(chǎng)作用后淤泥土的晶體發(fā)生了變化。其中導(dǎo)致晶體變化的原因可能是由于電解水生成的OH-會(huì)影響淤泥土中的硅酸鹽[18]。變化的晶體會(huì)對(duì)膠體顆粒的永久電荷產(chǎn)生影響，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)電位發(fā)生改變。

此外，OH-也可能會(huì)被羥基化的礦物顆粒吸附而發(fā)生以下反應(yīng)：

(6)

式中Sur代表膠粒表面，這種離子吸附作用產(chǎn)生的電荷與外界pH值等有關(guān)。當(dāng)分散介質(zhì)的pH值變化時(shí)，會(huì)影響H+、OH-在淤泥土顆粒表面上的吸附，在此情況下電場(chǎng)通過(guò)改變可變電荷進(jìn)而影響膠粒的電動(dòng)電位。

3.2 Cd2+在高含水率淤泥體系中的遷移規(guī)律

3.2.1 電場(chǎng)條件作用下Cd2+在高含水率淤泥體系中的遷移規(guī)律

圖5為顯示在0 V和30 V條件下，重金屬Cd2+淤泥、上清液以及電極網(wǎng)之間的占比。從圖5可知在0 V電壓條件下，淤泥中的Cd含量占比最高為87.13%，而上清液中的Cd2+含量占比僅為11.88%。這驗(yàn)證了淤泥土具有較強(qiáng)的吸附能力，同時(shí)也解釋了污染水體中底部沉積物是重要的污染內(nèi)源的原因。在通電30 V的條件下，可發(fā)現(xiàn)淤泥土中的Cd2+含量占比上升至89.79%，其原因有：一是根據(jù)淤泥土吸附性能的試驗(yàn)研究結(jié)果可知，在電場(chǎng)的作用下，淤泥土的電動(dòng)電位會(huì)發(fā)生變化從而會(huì)提高其吸附性能；二是淤泥中膠體顆粒會(huì)以雙電層的形式吸附Cd2+離子[19]；三是在通電的條件下，陰極會(huì)發(fā)生以下反應(yīng)，即：

(7)

(8)

反應(yīng)生成的Cd(OH)2為沉淀，從而增加了淤泥中的Cd2+的含量。

圖5 不同條件下淤泥體系中Cd2+占比Fig.5 Proportion of Cd2+ in sediment system underdifferent conditions

在30 V通電條件下，淤泥上清液中的Cd2+含量下降至3.5%，其原因主要有兩點(diǎn)：一是原來(lái)水中的Cd2+通過(guò)吸附及化學(xué)沉淀作用進(jìn)入到淤泥固相中；二是水中的Cd2+在電極附近發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)被吸附至電極網(wǎng)表面，通電后的電極網(wǎng)中Cd2+含量占比從開(kāi)始的0.99%上升至6.71%可以說(shuō)明水中Cd2+確實(shí)被吸附到電極網(wǎng)表面。其中0 V條件下電極網(wǎng)中Cd2+含量占比為0.99%說(shuō)明了電極網(wǎng)本身基本不存在對(duì)Cd2+的吸附。

電極網(wǎng)表面發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)主要是：

(9)

(10)

3.2.2 擾動(dòng)條件作用下Cd2+在高含水率淤泥體系中的遷移規(guī)律

圖5表明了在靜止和擾動(dòng)的條件下，重金屬Cd2+在淤泥、上清液以及電極網(wǎng)之間的占比。從圖5可知，靜止和擾動(dòng)的條件對(duì)淤泥土中重金屬Cd2+的占比影響不大，分別是90%和89.79%，其原因可能是雖然在擾動(dòng)的條件下會(huì)增加淤泥土的吸附能力，但是在淤泥添加量遠(yuǎn)超飽和吸附量時(shí)，淤泥整體吸附性能的抗沖擊負(fù)荷能力會(huì)逐漸提高，從而削弱了擾動(dòng)對(duì)淤泥吸附效果的影響。相比于電極網(wǎng)和淤泥土中的Cd2+含量，擾動(dòng)條件對(duì)上清液中Cd2+含量占比影響較大，不擾動(dòng)條件下上清液中Cd2+含量占比為5%，而擾動(dòng)條件下上清液中Cd2+含量占比為3.5%，減少的Cd2+主要通過(guò)電場(chǎng)作用遷移到電極網(wǎng)表面。由此可知，擾動(dòng)條件下會(huì)提高電極網(wǎng)對(duì)上清液中Cd2+的捕獲能力，其原因可能是擾動(dòng)增大了液相和固相接觸界面的面積[20]，從而提高了電極網(wǎng)與上清液中Cd2+的接觸；同時(shí)，擾動(dòng)促進(jìn)了Cd2+在體系中的遷移作用，強(qiáng)化了化學(xué)反應(yīng)中各離子的交換作用速率，從而提高了電化學(xué)反應(yīng)效率。

3.2.3 電極網(wǎng)的SEM、EDS分析

電極網(wǎng)作為本試驗(yàn)中重要的導(dǎo)電及反應(yīng)場(chǎng)所，分析電極網(wǎng)在反應(yīng)中的微觀結(jié)構(gòu)及成分變化情況對(duì)于理論推測(cè)的驗(yàn)證及后續(xù)試驗(yàn)的結(jié)果分析有著重要的支撐作用。圖6為陽(yáng)極314不銹鋼電極網(wǎng)、陰極314不銹鋼電極網(wǎng)和原電極網(wǎng)的掃描電鏡(SEM)圖像，從圖6可明顯發(fā)現(xiàn)相較于原314不銹鋼網(wǎng)，陰極電極網(wǎng)的表面附著大量的顆粒物質(zhì)判斷是重金屬Cd2+的電絮凝產(chǎn)物，這一現(xiàn)象與通電后的電極網(wǎng)中Cd2+含量增加相統(tǒng)一。陽(yáng)極電極網(wǎng)表面相較于原314不銹鋼網(wǎng)外觀變化差異不大。

圖6 電極網(wǎng)的掃描電鏡圖像Fig.6 Scanning electron microscope image of electrode network

圖7 電極網(wǎng)的EDS元素表面分布Fig.7 Surface distribution of EDS element in electrode net

圖7為陽(yáng)極314不銹鋼電極網(wǎng)、陰極314不銹鋼電極網(wǎng)和原電極網(wǎng)的能譜儀(EDS)圖。從圖中成分百分表可以看出陰極電極網(wǎng)中Cd2+質(zhì)量含量百分?jǐn)?shù)為0.89%，原子含量百分?jǐn)?shù)為0.19%。而原314不銹鋼電極網(wǎng)中Cd2+質(zhì)量含量百分?jǐn)?shù)為0.13%，原子含量百分?jǐn)?shù)為0.05%。陰極電極網(wǎng)上的Cd2+含量占比的增加說(shuō)明在電場(chǎng)的作用下，陰極電極網(wǎng)表面發(fā)生了對(duì)Cd2+的吸附，證明了上清液中的Cd2+遷移到電極網(wǎng)表面的推測(cè)。此外根據(jù)EDS圖可知，陰極電極上的氧元素質(zhì)量含量百分?jǐn)?shù)和原子含量百分?jǐn)?shù)相較于原不銹鋼網(wǎng)均有大幅提升，分別從1.78%升至32.44%和4.93%升至48.27%。由于電極網(wǎng)表面光滑，本身不具備物理吸附的結(jié)構(gòu)特征，氧元素含量的增加側(cè)面論證了液相中的Cd2+在陰極電極網(wǎng)表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的猜想。

4 結(jié) 論

(1)淤泥土自身具有吸附能力，對(duì)Cd2+的飽和吸附量為0.438 mg/g，吸附平衡時(shí)間為6 h左右。淤泥土對(duì)重金屬Cd2+的吸附屬于表面吸附，吸附原因不僅是由于淤泥土膠粒對(duì)重金屬Cd2+產(chǎn)生的靜電吸引等物理作用，同時(shí)還存在離子交換等化學(xué)反應(yīng)的作用。

(2)電場(chǎng)作用后淤泥土吸附能力強(qiáng)于原淤泥土，對(duì)Cd2+的飽和吸附量為0.498 mg/g，吸附平衡時(shí)間為6 h左右。根據(jù)XRD和Zeta電位可知是由于電場(chǎng)下原淤泥土的礦物晶體發(fā)生了變化，進(jìn)而降低了淤泥土的Zeta電位從而提升了其吸附能力。

(3)試驗(yàn)條件下電場(chǎng)對(duì)重金屬Cd2+在固液兩相及電極網(wǎng)上的遷移影響較大。30 V電壓條件相較于不施加電場(chǎng)可以提升液相中的Cd2+向固相及電極網(wǎng)的遷移量，導(dǎo)致固相和電極網(wǎng)上的Cd含量占比均提高，其中陰極電極網(wǎng)中Cd原子含量百分?jǐn)?shù)為0.19%,高于原314不銹鋼電極網(wǎng)中Cd原子含量百分?jǐn)?shù)0.05%。提高的原因主要是液相中重金屬Cd2+在電場(chǎng)下發(fā)生了電絮凝。

(4)擾動(dòng)相較于電場(chǎng)對(duì)重金屬Cd2+在固液兩相及電極網(wǎng)上的遷移影響較弱。擾動(dòng)條件下可以進(jìn)一步提升液相中的Cd2+向固相及電極網(wǎng)的遷移量，其原因是由于擾動(dòng)可以提升淤泥土及電極網(wǎng)與上清液中Cd2+的接觸，加速吸附及電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。