对于软黏土、污泥和淤泥质土等细颗粒、低水力渗透性、高含水率的软弱土, 使用传统的堆载预压法、真空预压法等排水固结法, 难以达到快速固结和排水的目的, 且前者还要考虑堆载稳定性问题^[1], 而后者对边界条件要求较高, 需要对待处理区域的周边进行密封处理.电渗系数与土体颗粒大小、孔隙率等因素关系不大, 使得其特别适合于处理低水力渗透性和高含水率的淤泥和黏土^[2].鉴于电渗法在软黏土地基、基坑等处理方面的较大应用潜力, 诸多学者对此展开了一系列研究工作^[3-10].

近年来, 电动土工合成材料(electro-kinetic geosynthetics, EKG)的研发及电渗技术与其他处理技术的联合使用, 使电渗在实际工程应用方面又前进了一步.然而, 想要让电渗法广泛应用于现场, 仍然存在着较大的困难, 其原因包括较高的成本、加固效果不均匀、缺乏普适性的现场加固经验等等，本质原因, 是对加固机理的研究不足, 正如Shang等^[11]指出, “虽然有成功的例子, 但是电渗这项技术并未广泛应用, 其主要原因是对电渗原理的一知半解, 以及由此导致的高能耗、效果差和不合理的电渗系统”.要想研究电渗的作用机理, 仅对电渗的宏观表现进行研究是不够的, 还需要深入微观, 从本质上对电渗的作用机理进行研究.由于天然土体矿物组分复杂, 受多方面因素影响, 微观分析会比较困难.此外, 膨胀土因其显著的吸水膨胀、失水收缩的变形特性, 常常给所在地区的工程建设带来严重的破坏.如果电渗能够抑制膨胀土的膨胀性, 那么电渗在治理膨胀土方面将会起到积极的作用.

综上2点, 本文拟采用单一矿物组分的蒙脱石进行研究.电渗过程中发生的离子运移、电解反应、层间交换等一系列物理化学反应, 必然会在土体元素质量分数、土的zeta电位、pH值、电渗排水离子质量浓度及矿物基面间距等宏观和微观层面上得以体现, 因此通过测定及分析蒙脱石电渗前后的这些物理量, 来进一步揭示电渗的作用机理.同时采用不同的电极材料作为电渗电极, 来对电渗的作用机理进行横向对比.

Shang等^[11]认为, 电极材料是影响电渗的关键因素之一.目前对电渗电极材料的试验研究多从宏观上对电渗结果进行比较, 从微观上对其作用机理进行研究的报道并不太多.Burton等^[12]指出不同的电极材料会引起不同的电极反应, 导致电势损失、离子生成与水分迁移过程的差异, 进而引起电渗结果的差异.陶燕丽等^[13]通过室内试验得出, 电极材料通过电极反应生成离子进入土壤随电场迁移对电渗的促进甚小, 其主要差异在于电极腐蚀、钝化、氧化及电极与土体部分脱离的不同.吴辉^[14]的室内试验表明，电渗主要对阳极附近土体的zeta电位有较大影响, 并且活性电极的影响大于惰性电极, 对阴极附近土体zeta电位的影响不明显.电渗改变了膨润土的微观结构, 改变了黏土颗粒的双电层特性和晶层特性.彭劼等^[15]对高岭土的室内试验研究表明，Na、K容易以离子形式发生迁移流入水中, Ca、Mg则反应生成氢氧化物沉淀而表现为“消失”.这些研究都取得了很不错的成果, 一定程度上揭示了电渗的作用机理, 但在探究各元素在土体中的分布情况上, 还存在着不足.同时, 在电渗对膨胀性的抑制方面, 还需要进一步的研究.

土的zeta电位是表征土颗粒扩散层厚度及颗粒表面结合水膜厚度的主要指标^[16]；pH值是土体酸碱度的标志；在蒙脱石X射线衍射谱线中, 强度最大的(001)底面反射是鉴定蒙脱石类矿物的特征反射, 在自然界中蒙脱石因所含的交换性阳离子的不同而使d₍₀₀₁₎值发生变化^[17-18]；土中元素分布及电渗排水中的离子质量浓度则直接反映电渗在离子迁移上的影响.

为进一步揭示电渗对土中元素分布、土的zeta电位、pH值及膨胀性等方面造成的影响, 本文以蒙脱石土体为研究对象, 采用铝、铜、铁、EKG四种电极, 在自制的模型箱中进行4组平行试验, 并采用X射线荧光光谱(X-ray fluorescence, XRF)技术测定土体电渗前后元素质量分数、等离子光谱检测(inductively coupled plasma, ICP)技术测定电渗排水中的离子质量浓度；采用电泳仪测定土体zeta电位、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)比较土体电渗前后的膨胀性, 探讨土体离子迁移、膨胀特性等物理化学方面的变化, 以期在微观上探究电渗的作用机理.

1 试验方案 1.1 试验装置

试验所用装置均为自主设计, 为体现电渗后土体性质随空间分布的差异性, 拟减小模型截面积, 增加模型的长度.装置模型分为2种：第一种是模型M, 截面尺寸为2.6 cm×2.7 cm, 长80 cm；第二种是模型P, 截面尺寸为3.5 cm×3.1 cm, 长80 cm.模型M使用铁、EKG作为电极, 模型P使用铝、铜作为电极.电极厚4 mm, 在电极上呈梅花状均匀打出4个横向排水孔.铝电极和铜电极的规格为3.4 cm×4.0 cm, 铁电极和EKG电极的规格为2.5 cm×4.0 cm.相对常规的Miller Soil Box而言, 这2种模型的截面积较小而长度较大, 试验中可能会出现排水较少、加固效果较差等情况, 但本文意在探讨微观上电渗的作用机理, 电渗的加固效果不是重点.

1.2 试验设计

本试验包含4组小试验, 所用的电极材料分别为铝、铜、铁、EKG电极.采用上海意泽电气有限公司生产的WYK-150V10A直流稳压稳流电源作为电渗稳压电源, 采用VC890D多用电表记录电渗过程中的电路回路电流.

试验用土为商用提纯蒙脱石, 调配前初始含水率为16.2%, 液限为113.34%, 塑限为60.80%.试验土样含水率按145%配制^{[13, 19-20]}.

在电极外包裹反滤土工布, 放入模型对应位置, 分层填入重塑土样, 静置1 d, 然后接通电源并稳压80 V, 进行单向持续通电, 通电情况见表 1.表中ω₀为初始含水率, U为电源电压, t为电渗持续时间, I₀为电渗初始电流.

将4组试验的电势梯度均设为1 V/cm^{[19, 21]}, 试验结束条件设为结束前12 h内的排水量小于总排水量的10%, 并使得4组试验的总通电时间尽量保持一致.

1.2.1 土体元素质量分数测定

试验结束后取距离阳极2.0、25.0、55.0、78.0 cm四个位置的土样, 依次编号为1、2、3、4, 制成标准样品送检进行XRF检测, 所用仪器为德国Bruker AXS公司生产的S4 Pioneer荧光光谱仪, 运用无标量定量分析方法, 得到各元素质量百分比.

1.2.2 排水离子质量浓度测定

将收集到的排水对8个特定的元素(Na、Mg、Al、Si、S、Ca、Fe、Cu)进行ICP检测, 得出目标元素离子质量浓度.检测仪器为美国热电元素公司生产的IRIS Intrepid Ⅱ XSP全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪.

1.2.3 土体pH值测定

通电结束后分别在距离阳极为2.0、12.5、25.0、40.0、55.0、67.5、78.0 cm处取土样进行pH值测定.每个土样5 g, 溶于80 mL去离子水中, 用pH计测量水样的pH值.

1.2.4 zeta电位测定

试验结束后分别取距离阳极2.0、25.0、55.0、78.0 cm处土样(分别命名为1、2、3、4), 在80℃条件下烘干8 h, 研磨成粉末后取1 mg溶于60 mL的2.82 g/L Na₂SO₄溶液中, 超声30 min使其颗粒分散, 使用上海中晨数字技术设备有限公司生产的POWEREACH JS94H型电泳仪进行zeta电位检测.为比较电渗前后土体zeta电位的变化, 取原试验用蒙脱石原状土1 mg按同样的方法进行zeta电位测试.

1.2.5 X射线衍射试验

分别取电渗前后阳极、阴极、中间部位的土样, 烘干后用玛瑙研钵磨碎, 取3 g左右土样放入容器中在105 ℃条件下烘干, 干燥后制成标准样品进行XRD测试, 所用仪器为日本RIGAKU公司生产的D/MAX-RB型转靶X射线衍射仪.

为研究蒙脱石的间层吸附和膨胀性能, 利用比水分子更容易进入矿物层间的乙二醇, 形成有机分子层而使晶面间距产生不同程度膨胀的特性, 分析电渗前后蒙脱石的膨胀特性.对干燥样品进行XRD测试, 并将样品与盛有适量乙二醇的烧杯一起放入干燥皿内, 密封静置12 h, 进行乙二醇蒸汽饱和, 然后取出进行第二次XRD测试.通过乙二醇处理后的膨胀量, 对比电渗处理前后土样的膨胀性能.

取试验后的XRD数据, 用相应Jade软件进行数据分析, 本次试验主要分析d₍₀₀₁₎的变化.

2 试验结果及分析

电渗前后, 土体与电极的表观特征变化显著, 阳极处土体干裂, 土体上部与电极脱离.铜电极下的阳极附近的土体呈蓝绿色, 铝电极和EKG电极下的土体无明显变色, 铁电极下土体呈黄褐色.电渗前后铝、铜、铁阳极均腐蚀严重；阴极电极中铝电极这一组也有腐蚀现象.这些现象为后面的数据分析提供了线索.

2.1 土体元素质量分数

试验结束后取不同测点的土体进行XRF测试, 共测定Na、Mg、K、Ca、Fe、Cu、Al共7种元素的质量分数, 测点位置如图 2所示.图 2为模型俯视图, 模型两端分别为阳极和阴极, 测点1、2、3、4与阳极的距离分别为2.0、25.0、55.0、78.0 cm, 测点编号的说明后文不再赘述.

2.1.1 Na、Mg、K、Ca质量分数

在4种电极下的土体元素中, 先考察质量分数较高且不受电极材料直接影响的元素Na、Mg、K、Ca, 试验结果如图 3所示, w为各元素的质量分数.

这4种元素中, Mg、K、Ca元素有着共同的规律：阳极处的质量分数均比阴极处低, 可以解释为这些金属阳离子可以在孔隙水中自由移动, 在电场力的作用下向阴极移动并聚集或部分随水排出.Na元素则稍有不同：铁电极下土体中Na的质量分数阳极最高, 而其他3个位置处Na的质量分数都较铝电极、铜电极低.由于电渗前4组试验所用的土体相同, 4组试验阳极处Na的质量分数相同, 电渗后铁电极下阳极处Na的质量分数是铝电极下阳极处Na的质量分数的2.39倍, 同时是EKG电极下阳极处Na的质量分数的2.12倍, 这说明阳极附近土体中Fe³⁺、Fe²⁺的渗入影响了Na⁺的迁移, 而在其他位置Na⁺还是在电场力作用下向阴极移动随水排出.

2.1.2 Fe、Cu、Al质量分数

考察直接受电极材料影响的Al、Cu、Fe元素, 如图 4所示.

在各自作为电极时, 电渗后铜、铁电极下阳极处电极元素的质量分数都有明显的提高, 铜电极下阳极处Cu元素的质量分数提高了1 002倍, 铁电极下阳极处Fe元素的质量分数提高了45.7%, 铝电极下阳极处Al元素的质量分数基本没有提高.联系排水中的Al元素质量浓度可知其迁移能力远强于Cu、Fe.比较发现, 通过电极反应进入土体的Cu、Fe元素绝大多数停留在阳极附近.在排出水中, Cu、Fe的质量浓度也没有明显增大, 所以这2个元素难以在电场力的作用下移动, 在迁移能力方面Al³⁺远强于Fe²⁺、Cu²⁺.

2.1.3 土体中部元素质量分数

考察4种电极下处于中间2个测点的元素质量分数, 除EKG电极外, 其他3组试验中间2个测点的Na元素的质量分数几乎一致.可以认为, 中间两处土体的化学成分相同, 最显著的元素质量分数差异往往体现在阴、阳两极处.如果以相邻测点的中部作为分界线, 那么相邻分界线之间将会夹着1个测点.假设相邻分界线之间的土体元素均匀分布, 其质量分数都等于分界线间的那个测点的质量分数, 则这个有元素差异的范围占整个试样长度的30.3%.图 3(d)中EKG电极下中间2个测点的Na元素分布与其他电极不同, 原因可能是取样时试样被污染, 也可能是测试环节出现问题, 亦有可能是试样元素分布本身就如图 3(d)所示.使用其他3组试验的Na元素分布的试验数据进行对比, 3组试验土体分别是5%、10%和15%含盐率的土体, 电极均为EKG电极, 试验结果见图 5, w(Na)为Na元素的质量分数.由图 5可知, 3组试验中间两测点(测点2、测点3)的土体Na元素质量分数基本一致, 因此可知, EKG电极试验元素的异常分布是由试样污染或测试误差所导致.

2.2 电渗排水中离子质量浓度

ICP等离子光谱测试结果见图 6, 图中ρ为电渗排水中各元素的离子的质量浓度.

电渗排水中, 4组试验的Na⁺质量浓度都很高, 说明蒙脱石对Na⁺的吸附效果较差, Na⁺可以在电场力的作用下向阴极移动随水排出.不同之处在于, EKG电极下Na⁺质量浓度比其他电极下的Na⁺质量浓度低一个数量级, 初步推测是金属电极经过电极反应生成的金属离子进入层间交换出Na⁺所导致；在铝电极下Al的质量浓度达到了48.93 mg/L, 远高于铜电极下的0.24 mg/L和铁电极下的0.38 mg/L, 其元素质量浓度是铜电极下的204倍、铁电极下的129倍.初步分析其原因可知，电渗过程中阳极处的铝电极失去电子生成Al³⁺, 而后Al³⁺随电场迁移至阴极处.由于铝是两性金属, 且阴极附近土体为碱性, Al³⁺会与过量OH^-反应生成AlO₂^-, 然后随水排出, 使得电渗排水中Al的质量浓度很高.

${\rm{Al}} - 3{{\rm{e}}^ - }＝{\rm{ A}}{{\rm{l}}^{3 + }}$

(1)

${\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }} + 4{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }＝{\rm{ AlO}}_2^ - + 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}.$

(2)

铝电极下Ca²⁺的质量浓度为0.26 mg/L, 远低于铜电极下的23.85 mg/L和铁电极下的70.88 mg/L.这说明阴极的Al³⁺加入阻碍了Ca²⁺的排出；EKG电极下的Mg⁺质量浓度远高于金属电极, 联系电渗后土体的pH值分布可知, 这种差异可能是由于金属电极下阴极土体pH远高于EKG电极下的阴极土体pH值, 致使Mg⁺沉淀而无法随水排出.

为分析不同金属离子的渗入对电渗排水产生的影响, 可对电渗排水量进行比较.由于受模型尺寸影响, 4组试验的排水量均比较小, 分别为17.0、26.0、24.5和10.0 mL, 与试样总体积的比值不到5%.此外, 铁电极和EKG电极所用模型M的截面面积仅为模型P的65%, 模型M在试验过程中也会出现排水不畅等问题.假设排水量和模型截面积成正比, 那么统一截面积后排水数据分别为17.0、26.0、37.7和15.4 mL.由于以上原因, 仅对排水量进行比较难免会有失偏颇, 通过分析本文所用模型的其他试验数据发现, 土体的含水率分布能够较好地反映出电渗的脱水情况.下面用其中1组试验数据进行说明, 含水率分布如图 7所示, 为了和第2.1节的元素质量分数w区分开, 本文的土体含水率用ω_c表示, 图中z为测点距阳极的距离.

将试验前、后的干土重量视为定值, 模型长度为80 cm, 因此可将含水率分布进行拟合, 根据下式计算出电渗前后土体的排水量：

$\Delta m = \frac{{{m_0}}}{{1 + {\omega _0}}}\left[ {{\omega _0} - \int_0^{80} {\frac{1}{{80}}f\left( x \right){\rm{d}}x} } \right].$

(3)

式中：Δm为计算出的排水量, m₀为土样质量, ω₀为初始含水率, f(x)为含水率拟合式.

在最理想的状态下(忽略水的电解、蒸发等因素, 土中水全部排入集水装置中), 通过式(3)算出的电渗排水质量, 电渗前、后模型质量差和实际收集到的排水质量三者应该是相等的, 但在实际情况下, 由于各种因素的影响, 这三者往往有一定的差距.通过式(3)算出电渗排水为34.6 g, 与电渗前后模型质量差36.0 g较为接近, 与实际收集到的排水4.5 g相差较大.也就是说, 在实际收集到的排水较小时, 可以通过比较土样的含水率的分布情况来评价电渗的排水性能.

通过此种方法比较铝、铜、铁和EKG电极的排水性能, 4组试验的含水率分布情况如图 8所示.由图 8可知, 铝、铜、铁、EKG电极下的土体含水率依次递减, 也就是说, 如果分别使用铝、铜、铁进行电渗, 相同条件下铁电极下的土体的排水效果最好, 铜电极其次, 铝电极最差, 这和4组试验统一截面积后的排水数据的规律相同.结合第2.1.2节中的分析可知, 电极反应生成的金属离子随电场迁移对电渗排水基本没有促进作用, 陶燕丽等^[13]的试验也得到了相似的结论.

2.3 土体pH值

通电结束后, 分别在距离阳极2.0、12.5、25.0、40.0、55.0、67.5、78.0 cm处共取土样7个, 每个土样重5 g, 溶于80 mL去离子水中, 用pH计测量水样的pH值, 得到各个位置的pH值如图 9所示.

对于图 9中所反映的现象, 进行以下描述和分析.

1) 以上4组试验中土体的pH值变化趋势基本一致, 阳极附近的土体酸性较强, 阴极附近的土体碱性较强, 中间部分土体pH值基本不变, 大部分的pH值改变都在土体的首末位置处, pH值的变化规律和现有文献[20, 22]的试验结果相符.

2) H⁺和OH^-在电场力作用下向对应的电极移动, 铝、铜、铁电极阳极处由于发生电解金属的反应, 加之电渗排水较少可忽略, 单位时间内产生的H⁺比阴极处OH^-少.若两者的迁移能力相同, 则单位时间内到达土体中部的OH^-多于H⁺, 这样中点处土样的pH高于原土样.但实验结果并非如此, 中点处pH值基本不变, 铁电极下的土体中点处土样pH甚至低于原土样.EKG电极下电解反应可忽略, 单位时间内产生的H⁺量等于阴极处OH^-量, 若两者迁移能力相同, 按照上述说法, EKG电极下土体中部pH应与原土样相同, 但试验结果表明EKG下土体中部pH低于原土样.综合以上2点可知, H⁺的迁移能力比OH^-强.

3) 铁电极和EKG电极下只有靠近阴极处的土体pH高于原土体pH, 其余部分均低于原土体.其平均pH值的降低意味着铁电极和EKG电极下电渗使得土体酸化.pH值的降低会导致蒙脱石zeta电位绝对值的降低^[23], 使得土体趋于密实, 但同时会使得土壤酸化, 影响土壤中生物的活性.

4) 铜电极下阳极土体pH值较铝、铁和EKG电极下大, 这可能说明电解水产生H⁺的程度较铝、铁和EKG电极小, 由此推测电解金属的程度比铝、铁电极大.对于该结论, 今后将针对电极的电解程度进行进一步试验对比分析.

5) 本研究4种电极下铝电极阴、阳极附近土体pH值相差最大, 而EKG电极下阴、阳极附近土体pH值相差最小.在土体电渗后pH均匀性方面, 使用EKG电极效果最优, 铜电极和铁电极其次, 铝电极效果最差.

2.4 土体zeta电位

试验后分别取距离阳极2.0、25.0、55.0、78.0 cm处土样(分别命名为1、2、3、4)进行zeta电位检测, 并对zeta电位测试结果进行温度修正.其中对于铁电极及EKG电极下的电渗试验, 由于当时未记录测试温度, 无法对其修正, 舍去.

以原土样的测试温度12.5 ℃作为参照, 将所有测定结果修正到同一温度, 得到12.5 ℃下的zeta电位分布如图 10所示, 图中ζ为zeta电位.

从整体来看, 电渗降低了蒙脱石的zeta电位绝对值.这意味着颗粒间的斥力减小, 土体就越趋向于聚沉密实, 这对土体承载力的提高也有促进作用.铝电极下土体zeta电位绝对值小于铜电极下相同位置土体的zeta电位绝对值, 这是土体pH值的差异及金属阳离子(Al³⁺和Cu²⁺)在层间交换作用的差异综合作用的结果.自阳极到阴极, zeta电位绝对值有着升高趋势, 其变化趋势与土样pH值呈正相关.pH值降低时, 更多的H⁺进入紧密层使得zeta电位绝对值减小.

2.5 土体乙二醇膨胀量

XRD测试结果经石英峰(d=3.343 Å)修正后, 得到的各组样品d₍₀₀₁₎值如表 2所示, 表 2中原土样这一组是指取电渗前的原土样, 烘干后进行XRD测试, 然后用乙二醇蒸汽饱和后进行第二次XRD测试所得到的数据.整理表 2中数据, 得出土体经乙二醇处理后的膨胀量, 如图 11所示.

电渗后土体各位置d₍₀₀₁₎值的差异主要是层间离子迁移和吸附水分子层的差别.电渗过程中由于电化学反应使得电极元素和H⁺进入土体, 进而置换层间其他阳离子.当层间阳离子主要为H⁺时, 蒙脱石的d₍₀₀₁₎值为14.4~15.2 Å^[24], 在铜电极下, 从pH图(见图 9)可知, 电解水的程度较弱使得产生的H⁺较少, 没有大量进入层间, 使得铜电极阳极土体的d₍₀₀₁₎值小于其他3组试验的d₍₀₀₁₎值.

从膨胀量整体上看, 4组试验的乙二醇膨胀量均有一定程度的降低, 按降低的效果排序如下：铝电极＞铁电极＞铜电极＞EKG电极, 铝电极的排水效果最差, 但膨胀量降低效果最好, EKG电极的排水效果最好, 但膨胀量降低效果最差.这种现象很有可能是由于电极元素的渗入所导致.EKG电极是惰性电极, 这使得膨胀量的降低效果较差.相较于原状土乙二醇膨胀量2.4 Å, 所有经过电渗处理后的乙二醇膨胀量均为0.1~1.8 Å, 这可能暗示着电渗有抑制蒙脱石膨胀的能力.如果电渗能抑制膨胀土的膨胀性, 那么电渗法将会在治理膨胀土方面起到积极的作用.此外, 如果电渗能对土体产生永久性的抑制作用的话, 那么电渗法将会是治理膨胀土的一个好方法, 这值得进一步的研究.

从膨胀量的分布情况上看, 4组试验的分布情况不太规律, 除铜电极外, 其他3组试验靠近阴极的土体膨胀量比阳极小, 这表明电渗对阴极土体膨胀的抑制作用更强.对于这个结论, 今后将针对不同位置的膨胀抑制程度进行进一步试验对比分析.

3 结论

(1) 当采用铝、铜、铁3种金属作电渗电极时, Al³⁺的迁移能力远高于Cu²⁺和Fe²⁺, 后两者难以在电场力的作用下移动, 电极反应生成的金属离子随电场迁移对电渗排水基本没有促进作用.

(2) 试验结果表明, 电渗削弱了膨胀土的乙二醇膨胀性, 且除铜电极外, 铝、铁、EKG电极下电渗对靠近阴极的土的膨胀性抑制作用更强.此外, 这种抑制作用的持续时间, 值得进一步的研究.

(3) 铝电极电解产生的Al³⁺, 对排水中Ca²⁺的质量分数产生了影响, 严重降低了Ca²⁺的排出量.铁电极电解产生的Fe³⁺和Fe²⁺渗入土体, 对Na⁺在土体中的迁移产生了影响, 束缚了阳极附近土体中Na⁺的迁移.

(4) 电渗作用降低了蒙脱石的zeta电位绝对值, 且铝电极下土体zeta电位绝对值小于铜电极下相同位置土体的zeta电位绝对值.

(5) Na⁺、Ca²⁺是土体孔隙水中主要阳离子并且容易在电场力的作用下向阴极移动, 这其中属Na⁺的迁移能力最强, 最易在电场作用下向阴极移动并随水排出.

(6) 电渗对两极土体pH值影响较大, 其影响范围占土体长度的27.6%, 而对远离电极土体的pH值影响不大.使用铁和EKG电极进行电渗会使土体平均pH值降低, 使用铜电极、铝电极则不会出现这种情况.