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可溶性腐殖酸对持久性有机污染物在地下含水层中迁移影响的研究

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第一章 绪论

第一节 背景介绍

1.1.1 地下水污染概述

1.1.2 有机污染物在地下水中迁移的影响研究

第二节 文献综述

1.2.1 吸附机理

1.2.2 有机污染物在无机矿物上的吸附

1.2.3 可溶性腐殖酸存在条件下污染物的吸附行为

第三节 研究内容和目的

1.3.1 污染物的选取

1.3.2 课题研究目的

1.3.3 课题的研究意义

1.3.4 研究内容

第二章 可溶性腐殖酸影响有机污染物在地下含水层中分配的静态实验

第一节 引言

第二节 实验材料和方法

2.2.1 实验仪器及材料

2.2.2 地下水材料制备及分析

2.2.3 腐殖酸制备与分析

2.2.4 芘溶液配制与测定

2.2.5 吸附实验

第三节 结果与讨论

2.3.1 腐殖酸性质分析

2.3.2 吸附等温线

2.3.3 腐殖酸对有机物吸附性能的影响

2.3.4 吸附平衡方程简介及预测

第四节 小结

第三章 可溶性腐殖酸影响有机污染物在地下含水层中迁移的柱实验

第一节 一维柱水文运移研究

3.1.1 污染物在饱和含水层中的转运

3.1.2 溶质转运的控制方程及CFITIM软件简介

第二节 实验材料及方法

3.2.1 实验仪器及材料

3.2.2 一维柱的装填

3.2.3 实验装置及运行参数

3.2.4 一维柱实验过程

第三节 结果与讨论

3.3.1 示踪实验

3.3.2 芘的穿透曲线(BTCs)

3.3.3 可溶性腐殖酸对芘穿透曲线的影响

3.3.4 静态实验与动态实验对比分析

第四节 小结

第四章 模拟地下含水层装置的设计及参数测定

第一节 砂槽建造及参数测定

4.1.1 砂槽设计建造

4.1.2 砂槽装填及参数测定

第二节 砂槽示踪实验

4.2.1 实验仪器以及实验药品

4.2.2 示踪实验

第三节 结果与讨论

4.3.1 渗流系数的计算

4.3.2 示踪实验

第三节 小结

第五章 结论和展望

第一节 研究结论

第二节 研究特色与展望

5.2.1 研究特色

5.2.2 研究展望

参考文献

致谢

个人简历

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摘要

地下水有机污染已引起了包括中国在内的许多国家的重视,关于地下水有机污染的迁移、归趋以及地下水污染防治已成为国际上的热点问题。我国对于地下介质中有机污染物运移的研究起步较晚,与国外差距较大,迫切需要针对地下水中持久性有机物污染物迁移以及归趋等环境行为进行研究,明确有机污染物随地下水运移的控制因素及潜在风险,为污染预测、污染防治提供科学依据和途径。
   本研究以多环芳烃芘为持久性有机物污染物的代表物,分析持久性有机物污染物在地下饱和含水层中迁移、归趋特性。通过静态batch实验研究典型有机污染物芘在地下水材料上的吸附特性以及可溶性腐殖酸对于非极性有机污染物吸附的影响。采用动态一维柱实验模拟地下水运移特征,研究有机污染物在地下水中的运移机制,并用CFITIM软件进行模拟,将静态实验与动态实验相结合。设计中试渗流槽装置模拟地下水运移特征,以达到定性定量描述地下水中污染物的环境行为。论文取得以下成果以及结论:
   有机污染物在可溶性腐殖酸上的吸附符合线性吸附模型。芘在腐殖酸上的吸附平衡常数(K*)高于其在砂上的吸附平衡常数(Kd)。在可溶性腐殖酸存在条件下,有机污染物在砂上的吸附符合线性吸附模型,吸附强度与可溶性腐殖酸的浓度有关。随着腐殖酸浓度的增加,芘在砂上的吸附呈现先增加后减小的趋势。可溶性腐殖酸对有机污染物在砂上吸附的影响,与模型预测基本一致。
   芘的穿透曲线表现出拖尾现象。在腐殖酸存在条件下,低浓度的腐殖酸可以抑制芘的迁移,而高浓度的腐殖酸能够促进芘在地下水中的迁移。根据有机物吸附平衡常数计算出的迟滞系数R与实验值基本一致。在研究污染物在地下水迁移规律过程中,batch实验与column实验相互补充。column实验得到的穿透曲线与batch实验所得到的吸附等温线相结合可以更精确的描述有机污染物在地下水中的迁移。
   自行设计并建造可控条件的三维渗流实验装置,通过实验测定砂槽参数,作为中试模拟分析的基本工具。

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