水窖底泥污染物遷移轉(zhuǎn)化特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在我國(guó)的西北部，不少地區(qū)由于降雨量少、光照強(qiáng)、蒸發(fā)量大，缺少人畜飲水，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)孛癖姷纳?。通過(guò)修建水窖利用屋面、場(chǎng)院、溝坡等設(shè)施蓄水，已經(jīng)成為解決西北部地區(qū)缺水問(wèn)題有效而實(shí)用的方法。水窖不但可以緩解黃土高原干旱與水土流失的矛盾，同時(shí)也是解決部分水資源短缺地區(qū)飲水困難的重要途徑。然而隨著不同形式的水窖在解決農(nóng)村飲水安全中的大規(guī)模應(yīng)用，窖水水質(zhì)問(wèn)題也日益受到關(guān)注。大氣降水是窖水的主要組成部分，剩余很小部分靠地下水或河流補(bǔ)給。由于水窖構(gòu)

2、造不利于清洗，雨污水流入、大氣沉降的同時(shí)污染物會(huì)進(jìn)入窖水水體，再由水體的自然沉降富集在水窖底泥中。其整個(gè)過(guò)程實(shí)際上是污染物在窖水底泥與窖水之間的遷移轉(zhuǎn)化，而底泥在污染物的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中起著非常重要的載體作用。因此，為了保障西北地區(qū)村鎮(zhèn)飲用水的安全以及深入探索干旱半干旱地區(qū)集水體系，研究水窖底泥污染物的遷移轉(zhuǎn)化特性具有深刻的現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)驗(yàn)選用水窖中具有代表性的幾種污染物進(jìn)行分析，通過(guò)動(dòng)力學(xué)等實(shí)驗(yàn)方式，在不同影響因素下，研究水窖底泥污染物

3、的遷移轉(zhuǎn)化特性。
　　本文的研究?jī)?nèi)容和成果主要包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)查閱有關(guān)底泥文獻(xiàn)資料，通過(guò)對(duì)河、湖、庫(kù)區(qū)底泥的了解探究可能存在于水窖底泥中的污染物以及影響其遷移轉(zhuǎn)化的因素，最終確定目標(biāo)污染物為氨氮、CODMn、UV254以及電導(dǎo)率，實(shí)驗(yàn)影響因素為水相污染物初始負(fù)荷、底泥含量、紊亂程度以及溫度；進(jìn)行實(shí)地考察，記錄窖體內(nèi)外環(huán)境情況，了解水窖使用情況；對(duì)實(shí)驗(yàn)所需底泥進(jìn)行預(yù)處理并儲(chǔ)存，分析其理化性質(zhì)。
　　(2)根

4、據(jù)河、湖、庫(kù)區(qū)底泥吸附釋放污染物的相關(guān)作用機(jī)理，分析了污染物在水窖底泥和窖水之間的吸附釋放規(guī)律，展現(xiàn)了研究水窖底泥污染物的遷移轉(zhuǎn)化特性的重要意義；介紹了準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程等常見(jiàn)水質(zhì)模型的內(nèi)容、特點(diǎn)和各自的擬合方法。
　　(3)以水相氨氮初始濃度、底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對(duì)水窖底泥吸附氨氮進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立水窖底泥吸附氨氮的準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，來(lái)考察底泥含量、水相氨氮初始濃度、紊亂程度和溫度分別對(duì)吸附過(guò)程的影

5、響機(jī)理。結(jié)果表明：不同底泥含量時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì)氨氮的吸附量與底泥含量負(fù)相關(guān)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)方程能夠較好的表示不同底泥含量對(duì)氨氮吸附過(guò)程的影響；不同水相氨氮初始濃度時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì)氨氮的吸附量與氨氮初始濃度正相關(guān)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)方程能夠較好的表示不同氨氮初始濃度對(duì)氨氮吸附過(guò)程的影響；不同紊亂程度時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì)氨氮的吸附量與紊亂程度正相關(guān)，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)二級(jí)方程能夠較好的表示不同紊亂程度對(duì)

6、氨氮吸附過(guò)程的影響；不同溫度時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì)氨氮的吸附量與溫度負(fù)相關(guān)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)方程能夠較好的表示不同溫度對(duì)氨氮吸附過(guò)程的影響。
　　(4)以底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對(duì)水窖底泥釋放CODMn進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，建立水窖底泥釋放 CODMn的準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，來(lái)考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對(duì)釋放過(guò)程的影響機(jī)理。結(jié)果表明：不同底泥含量時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì) CODMn的釋放量與底泥含量正相關(guān)，

7、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)方程能夠較好的表示不同底泥含量對(duì) CODMn釋放量過(guò)程的影響；不同紊亂程度時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì) CODMn的釋放量與紊亂程度正相關(guān)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程比準(zhǔn)一級(jí)方程能夠較好的表示不同紊亂程度對(duì)氨氮吸附過(guò)程的影響；不同溫度時(shí)，平衡時(shí)單位質(zhì)量底泥對(duì)CODMn的釋放量與溫度正相關(guān)，準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠較好的表示不同溫度對(duì) CODMn釋放過(guò)程的影響。
　　(5)以底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對(duì)水窖底泥吸附 UV

8、254進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，來(lái)考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對(duì)吸附過(guò)程的影響機(jī)理。結(jié)果表明：不同底泥含量時(shí)，當(dāng)?shù)啄嗪繛?g/L以內(nèi)時(shí)，最大UV254吸附容量隨底泥含量的上升迅速增大；不同紊亂程度時(shí)，當(dāng)紊亂程度在230r/min以內(nèi)時(shí)，最大UV254吸附容量隨紊亂程度的增大而增大，但增速是逐漸放緩的；不同溫度時(shí)，最大UV254吸附容量隨著溫度的升高在逐漸減小，當(dāng)溫度在25?30℃中間時(shí)，最大UV254吸附容量下降的速率最大。
　　(

9、6)以底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對(duì)水窖底泥釋放電導(dǎo)率進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)水窖底泥釋放電導(dǎo)率進(jìn)行線性擬合，來(lái)考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對(duì)釋放過(guò)程的影響機(jī)理。結(jié)果表明：不同底泥含量時(shí)，隨著底泥含量的上升，平衡時(shí)電導(dǎo)率的釋放量也在增大，水相電導(dǎo)率值隨著底泥含量的增加總體呈線性增加趨勢(shì)；不同紊亂程度時(shí)，隨著紊亂程度的上升，平衡時(shí)電導(dǎo)率的釋放量也在增大，水相電導(dǎo)率值隨著紊亂程度的增加總體呈線性增加趨勢(shì)；不同溫度時(shí)，隨著溫度的上升，平衡