電動修復技術是通過在土壤中施加低密度直流電，利用電動效應去除污染物的修復方法。電動現(xiàn)象主要包括電遷移（電荷的流動）和電滲析（土壤孔隙液體流動）。電遷移是土壤孔隙液中的離子在電場力作用下向帶相反電荷電極傳輸?shù)倪^程。電滲析是由膠體顆粒的雙電層（EDL）中過量的陽離子因轉(zhuǎn)運攜帶的孔隙水定向流動而產(chǎn)生的液體流。電遷移和電滲析在長期電動處理中是難以持續(xù)的。盡管很多研究在土壤電動修復中，采用了極性反轉(zhuǎn)、增大電壓梯度和補水等調(diào)控方法以維持上述兩個過程，但在長期處理中依然觀察到電流的下降和電滲析流的停止。
中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所環(huán)境工程組程鳳蓮等針對電動過程中存在的電動效率下降的問題，以土壤中的離子和膠體為研究對象開展研究，發(fā)現(xiàn)了電動過程的三個階段，闡述了不同階段電遷移、電滲析過程的關系；揭示土壤離子在電場條件下呈空間異質(zhì)性分布的原因；電遷移和電滲析引起土壤 pH 值和可溶性離子的非均勻分布，導致土壤不同區(qū)域膠體雙電層厚度（圖1）和粒徑（圖2）發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)土壤可遷移離子的減少、膠體顆粒的聚集是影響電動效率的主要原因，為電動技術的分區(qū)域調(diào)控提供了理論依據(jù)。
該研究成果以The loss of mobile ions and the aggregation of soil colloid: Results of the electrokinetic effect and the cause of process termination為題發(fā)表在Electrochimica Acta上。環(huán)境工程組程鳳蓮博士為第一作者，郭書海研究員為通訊作者。該研究得到國家重大科技專項（2016ZX05040-005）、國家自然科學基金(21677150、21507144)等的支持。
圖1.土壤雙電層厚度變化示意圖
圖2.土壤膠體顆粒粒徑分布
