电动修复是一种适用于低渗透性土壤的原位修复技术,其过程中污染物的迁移与水分迁移密切相关。尽管已有研究探讨了电场作用下融土的水分迁移规律,但受重金属污染冻土的水分迁移规律尚不明确。本文研究了铅(Pb)污染冻土在电场作用下的水分迁移规律,讨论了温度、铅离子(Pb2+)浓度和电势梯度对水分迁移量和电流的影响。研究结果表明,在电场作用下,随温度、Pb2+浓度和电势梯度的降低,电流的变化规律逐渐从有峰值的形式过渡到无峰值的形式,且峰值的出现时间逐渐延长。同时,水分向阴极迁移,水分迁移量随Pb2+浓度的增加而下降,随电势梯度的增加而增加,温度对水分迁移量的影响则与Pb2+的迁移方式密切相关。尽管较高的电势梯度会促进水分迁移,但在温度和Pb2+浓度较低的条件下,高电势梯度可能导致阴极处过早形成难溶性沉淀,这些沉淀物会阻碍水分的进一步迁移,从而降低电动修复的整体效率。因此,在实际应用中,需要综合考虑电势梯度和温度的影响,以优化水分迁移并减少沉淀物的形成。
多年冻土地区中广泛分布着盐渍土,受季节性气候影响盐渍土地区的工程基础常常受到盐分侵蚀,这是此区域主要工程灾害之一。研究发现,冻结土在电场作用下,极性水分子与阳离子从阳极向阴极移动,当溶液浓度增高时,更有利于水分迁移。因此,可通过电渗的方法控制水分的聚集位置,解决冻土中因水分积聚而形成的冻害。结果表明:试验环境在-4℃下,不同含盐量试样通过粒子数量和未冻水含量影响着电流趋势——未冻水中离子浓度越大,土体导电性越强,电流峰值越大;未冻水含量增多,离子迁移通道也增多,且到达峰值时间缩短。对比通电结束后的水分迁移量,添加盐分能有效提高水分迁移量,但是0.20%、0.25%、0.30%三个浓度氯化钠盐渍土的水分迁移量区别不明显,即不同类型(低含盐度)冻土对水分迁移量的影响可以忽略。试验结果可为判别冻土地区应用电渗法适宜性提供一定的参考依据。