粘土对重金属污染物容纳阻滞能力研究

为评价粘性土的重金属容滞能力，对3个分别主要由伊利石，蒙脱石和高岭土组成的粘土样进行了吸附试验。此外，还对2个性质不同的粘性土进行了周期为15周的土柱扩散试验，以了解重金属在化学扩散作用下在粘性土中的迁移。重金属在土柱中的吸着形式则用化学萃取法确定。实验结果表明，粘土阳离子交换容量中仅有一小部分对应于稳定吸附态，而粘土对防止地下水受垃圾渗滤液污染的长期保护功能主要取决于重金属在粘土中的吸着形式。     

多孔介质粒径变异系数对污染物运移的影响

多孔介质污染物运移对于明晰地下水污染很重要,但在多孔介质中粒径变异系数(coefficientofvariation,COV)对内部微观孔隙结构中污染物运移过程影响的研究还存在不足.为此,基于随机算法,提出了一种不同COV且孔隙度一致的多孔介质几何模型构建方法,通过对Navier-Stokes(N-S)方程和对流-扩散方程(advection-diffusion equation,简称ADE)进行耦合求解得到多孔介质地下水流场及污染物浓度场,引入克里斯琴森均匀系数,定量评价流场流速分布的均匀性,基于MIM(mobile and immobile)模型和ADE模型分析耦合求解得到的穿透曲线特征.结果表明：随着粒径COV的增大,流场流速分布的不均性增强,MIM模型中的溶质流动区域占比β、无量纲传质率α^*均增大;MIM模型拟合优度高于ADE模型,且随COV增大,ADE模型的拟合全局误差Ei逐步增大.总体上,粒径COV控制了溶质流动区域和非流动区域的大小及其之间的溶质交换强度,造成了多孔介质内部溶质运移的“非费克”行为,使得ADE模型的误差逐步增大,对于较大COV的多孔介...     

石油类污染物在土壤中的吸附/解吸机理研究及展望

石油类污染物在土壤中的吸附与解吸研究是目前土壤学及环境科学研究的重要领域,石油类污染物在土壤中的吸附/解吸影响因素、机理及研究方法已有大量研究,但由于吸附/解吸传统研究方法受各种参数的限制,对影响因素、吸附模式、机理的研究难以进一步深入,多种影响因素之间的相互作用也是一个重要的研究方向;石油类污染物的吸附模式随着吸附方式的不同而适用于不同土壤的吸附,而用SPE技术可以从分子水平来认识吸附/解吸的本质。同时本文提出了石油类污染物在土壤中吸附/解吸机理研究中存在的问题,并展望未来的发展趋势。     

非平衡-非线性吸附情况下填埋场污染物运移分析

采用Langmuir等温吸附线方程描述非线性吸附性能, 基于改进的混合元方法，通过数值计算与分析，探讨了非平衡吸附条件下污染物运移过程及其机理。计算结果表明: 当考虑非平衡、非线性吸附性能时, 污染物穿透曲线即浓度的时程变化曲线尖锐而狭窄、峰值点前移, “拖长尾”现象不明显, 由此说明，土颗粒对污染物的非平衡、非线性吸附使得污染物的穿透能力增强, 滞留能力下降。进一步的变动参数比较分析表明：Langmuir等温线方程中的参数B、压实粘土衬里的渗透性及地下水渗流速度对污染物运移过程具有显著的影响。     

地质屏障对有害物质在环境中运移的阻滞效应

参考德国的研究成果及其地质屏障的地质类型,提出地质屏障质量评价方法及如何进行地质屏障的地质类型划分;在此基础上充分论证了地质屏障对有害物质运移的阻滞效应。应充分利用地质屏障对有害物质在环境中运移的阻滞效应、对固体废物地上或地下填埋场进行优化选址,使其达到环境保护的永久性和安全性。     

黏土微观孔隙结构对可溶性污染物运移的影响

多孔介质的微观结构对可溶性污染物的运移具有重要影响。文章利用随机生长四参数生成法(Quartet Structure Generation Set, QSGS),构造具有各向异性孔隙结构的黏土多孔介质,且其固相颗粒具有随机性的粗糙表面。通过Stokes方程与对流扩散方程（ADE）耦合计算得到微观孔隙结构的非均匀水流场与浓度场。对黏土微观结构的非均匀水流场和浓度场进行分析,研究不同截面位置上水流分布情况,在脉冲注入的条件下讨论黏土微观结构对于可溶性污染物运移的影响。结果表明:具有随机性的黏土微观孔隙结构是导致水流场水流速度分布不均匀的主要因素;黏土中微小空隙或死端孔隙往往容易残留高浓度污染物,造成污染穿透曲线的“托尾”现象,也是污染后期的主要污染残留位置。     

矿物微孔对有机污染物吸附的机理和影响因素

有机污染物对地表和地下水环境的污染是当前环境保护领域的重要问题之一。矿物的微孔结构(2.0nm)对有机污染物在地下水环境中的长期迁移与归宿以及吸附处理污染水体方面具有重要的意义和应用价值。本文在介绍矿物微孔吸附机理的基础上,探讨了矿物孔道的表面化学性质,有机污染物本身的物理化学性质,以及水环境中的共存溶解性有机质和金属离子对有机污染物在矿物微孔中吸附的影响。     

分形法估算分散性污染物的运移时间

污染物运移的分形模型导出一个新的适于任意浓度的污染物运移时间公式.对于一个高度非均质含水层中逐渐形成的污染羽,新公式预算出低浓度更早到达的测点.污染峰或羽的运移时间一般经常从达西定律中采用估算平均孔隙流速法得到,而此估算仅仅提供平均浓度(或污染脉冲的峰值浓度)的运移时间信息.近来,计算出任意浓度的运移时间是一个很直接的过程,并且对一个无反应污染物而言,其突破曲线部分的方程被发展.在文中,我们推导出这些方程去概括污染物运移的分形模型.     

修复石油类污染地下水的PRB反应介质研究

以石油类污染地下水为研究对象,选用颗粒活性炭、草炭土、粒径为1 mm和3 mm的页岩陶粒、泥岩陶粒、高岭土、聚乙烯醇、细砂和白砂等9种材料进行PRB反应介质筛选及其性能研究。筛选实验结果表明,草炭土去除地下水中总石油烃的效果最好;动态吸附实验结果表明,在吸附1 h时,草炭土去除总石油烃已经达到动态平衡;通过热处理改性,草炭土去除石油烃效果得到提高,在130℃、热处理2 h去除石油烃效果最好;颗分后吸附实验结果表明,在粒径2 mm范围内,草炭土吸附效果均十分显著。在此基础上进行吸附石油烃前后草炭土的微观结构观察及理化性质分析。以上研究表明,草炭土作为PRB反应介质处理石油类污染地下水具有良好的应用前景。     

地下水水质模拟中阻滞系数的实验研究

根据具体地下水污染问题研究的需要，从野外现场采集水样和土样，以Ｃｒ＾６＋为示踪剂，在室内进行渗流模拟试验、水质分析，并用解析法求得Ｃｒ＾６＋的阻滞系数（Ｒｄ）。本文将重点介绍实验原理、实验仪器、实验步骤和实验数据的处理方法。     

土壤水环境中污染物运移双点吸附解吸动力学模型

在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下,建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动力学模型,并给出了有限差分解。在此模型的基础上,详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律,并对一阶吸附解吸速率常数 和平衡吸附点位所占总点位的比例 进行了灵敏度分析。分析研究表明：参数 对于土壤中有机污染物浓度分布有着重要的影响,其影响程度又与非平衡吸附点位所占总点位的比例（1- ）有关;污染后期土壤吸附相的存在,也会起到增加土壤水溶质浓度的作用,且 越大,这种作用越明显。     

用连续源法预测泄漏事故时污染物在地下水中运移规律——以汉钢地区水文地质条件为例

用连续源法预测汉中钢铁有限责任公司发生泄漏事故的情况下,污染物在地下水中的运移情况。当弥散系数取上限时,污染物向下游扩散速度较快,污染地下水的范围较大,但浓度较低;当弥散系数取下限时,污染物向下游扩散速度较慢,污染地下水的范围较小,但浓度较高,且在同一点处,污染物浓度由零逐渐增加,并趋于稳定。     

磁赤铁矿对有机染料吸附行为的特征研究

利用标准地质样品磁赤铁矿,运用XRD,BET对其进行晶型及比表面积的表征。采用动态吸附实验,研究了磁赤铁矿对浓度为1.0×10-5 mol/L的酸性桃红(Sulforhodamine,SRB),结晶紫(Crystal violet,CV)的吸附特性。考察了溶液离子浓度、pH、吸附时间以及吸附剂投加量对其吸附特性的影响。结果表明,在相同实验条件下,SRB在100min达到吸附平衡,CV在20min达到吸附平衡。溶液pH和离子强度对其吸附都有很大的影响,磁赤铁矿对CV及SRB的最大吸附量分别为3.27×10-3及0.587×10-3。利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对吸附过程进行描述,结果表明,磁赤铁矿对SRB的吸附符合Freundlich模型,对CV的吸附属于Langmuir模型。用准一级和准二级吸附动力学方程对实验数据进行了线性回归分析,结果表明SRB属于准一级动力学方程,CV属于准二级动力学方程。热力学研究表明,磁赤铁矿吸附CV及SRB的过程都是自发进行的吸热反应。     

吸附对土壤水环境中有机污染物生物降解过程的影响研究

在土壤水环境系统中,吸附作用是影响有机污染物生物降解过程的主要制约因素。污染物的吸附性越强,则其存在于土壤水溶液的重量百分比就越小,生物降解可能性也就越低。本文建立了定量描述吸附作用对有机污染物在土壤颗粒内部传输过程影响的数学模型。通过模型计算发现,有机污染物的土壤-水吸附分配系数Kd越大,则其从土壤颗粒内部传输到外部水溶液的速率就越小,总的降解速率也就越低。     

砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究

地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在12 h以内达到平衡,铀初始浓度越高,砂岩的铀吸附容量越大;砂岩对铀的吸附为吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。溶液pH值和共存 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度会对铀的吸附作用产生强烈的影响:pH值在7左右时,铀的吸附量最高; {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,铀的吸附量越低。这些影响是通过改变溶液中铀的络合形态和砂岩矿物表面的电荷性质实现的。柱实验表明,pH值、铀浓度、流速和 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度是影响铀在饱和砂岩含水介质中迁移的重要因素。pH值≤7时,pH值越高,砂岩柱越不易被铀穿透;而铀浓度、流速、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,砂岩柱越易被铀穿透。两点非平衡模型可以很好地拟合不同条件下铀在砂岩柱中的迁移过程。批实验获得的分配系数是柱实验的1.16.6倍。通过对比实验条件、含水层特性和地下水化学特征,确定分配系数为48.1 mL/g时,较适合描述研究区内砂岩含水层中的铀迁移。上述认识为地浸铀矿山地下水铀的反应运移过程和天然自净化机理提供了理论依据。     

好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附机制

为探讨好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附机制,采用动态吸附方式研究好氧颗粒污泥对有机污染物的初期吸附作用,采用静态吸附方式考察好氧颗粒污泥失活前后对有机污染物吸附效率的差异,分析了好氧颗粒污泥吸附有机污染物前后的热力学参数及红外光谱变化。结果表明,好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附过程表现出了明显的初期吸附去除现象,30min内对有机污染物吸附去除率达60.19%。好氧颗粒污泥吸附有机污染物是一个自发、吸热、熵增的过程,且吸附过程是一个以物理吸附为主、生物吸附和化学吸附为辅的复杂过程。     

赤泥对废水中污染物的吸附性能研究进展

赤泥是炼铝企业在提取Al2 O3时所产生的固废,具有强碱性、成分复杂、颗粒细小、比表面积大等特点,极易对土壤、水体以及大气环境造成污染.由于赤泥自身具有的负胶体性质使其对高价阳离子具有良好的吸附性能,因此近年来关于赤泥的综合利用研究就成为世界各国相关领域学者的研究热点.将目前国内外学者就赤泥对废水中重金属离子和非重金属...     

岩土介质中锰的吸附、解吸行为研究

通过吸附、物理解吸及化学解吸试验,模拟地下水污染特征,进而研究地下水重金属污染作用机理.结果表明,供试土壤对锰具有较强吸附能力,其吸附以化学吸附为主,占总吸附量的 90.94%.供试土壤对其吸持能力较强,不易于其迁移,但很容易造成土壤富集,通过植被进入生态系统,危害人体健康.