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1、水体中氰的迁移转化规律及污染防治1．氰化物的基本迁移规律1.1氰化物的基本迁移规律由于氰化物均具挥发性,地表水在向下游迁移时,其中的氰化物极易挥发被氧化,因此其随地表水迁移的量较少。氰化物在地表水中的含量一般随距离呈指数减少,即:Cd=Co×e-kd。式中:Cd—氰在距离d处水中的浓度;Co—氰在水中的初始浓度;d—流经距离;k—自净系数。例如北京西部莲花河中氰化物的迁移,经415km和715km距离后,酚分别由2152mg/L降至01309和0.025mg/L,氰化物由113mg/L分别降至01502
2、和01245mg/L。氰化物一旦进入包气带,则会发生吸附、解吸、氧化和微生物降解及挥发等一系列作用。岩土对氰化物有一定的吸附和过滤作用。尹喜霖等的野外调查证实,氰在包气带中的含量与岩性密切相关,其在亚粘土含量远高于中细砂;阎先良的模拟实验说明不同介质对氰化物的吸附量也不同,亚粘土比中砂大;祝万鹏等的模拟实验也说明,亚砂土对氰的吸附性能较差。总之,地层岩性越细,吸附氰化物的量就越大,净化能力也越强。包气带中的氰化物也溶解于水向下垂直迁移。无论包气带岩性如何,其溶滤渗出的水都含有大量的氰,被淋出的氰的浓度随
3、淋漓次数的增加而减少,说明原来吸附沉淀在包气带中的氰经水浸泡后得以解吸和溶解,并随水沿介质孔隙向下迁移。这样包气带中的氰将不断随降水或污水下移进入地下,污染地下水。自然环境中无论冬夏都存在分解氰化物的微生物,试验证明在15～25℃水温时最利于氰化物的生化分解,在氧化环境中氰化物常被氧化。其反应式为C6H5OH+14O2=7O2+6CO2+3H2O当pH<7时,CN-+H2CO3=HCN↑+HCO3-当pH>7时,2CN-+O2=2CNO-和CNO-+2H2O=CO32-+NH4+在好氧条件下,氰具较好的
4、降解性能,在厌氧条件下降解速度极慢。水中其它易降解有机物的存在会发生竞争降解,氰高浓度时对微生物有毒害作用,严重影响其降解。挥发是氰化物的主要净化作用,氰在pH较低时与溶于水中的CO2作用产生氰酸而逸出。进入包气带中的氰由于能够挥发并通过孔隙排出,因此包气带中浅部的氰化物的含量很低,在一定深度后其含量才达到最大值,挥发层的厚度取决于地层的岩性和孔隙的开放程度,影响深度与包气带介质的颗粒大小呈正比。1.2影响迁移转化的因素1.2.1降水影响由于降水充足,地下水获得大量补给,同时,包气带也受到强烈地淋滤,使
5、氰化物解吸进入地下水中,造成地下水污染.1.2.2地下水的氧化作用 岩溶地下水的补给来源主要是南部和西南部的裸露基岩区,其补给迅速,一般降水后8～10d水位开始回升,降水中含有大量的溶解氧,一般在8～10mg/L,氰化物进入地下水后,很快被地下水中的溶解氧氧化。废水中氰化物只有在溶解氧小于610mg/L时才存在,且氰化物含量越高溶解氧含量越低。在地下水中,无论丰水季节还是枯水季节,随氰化物含量升高溶解氧含量明显降低,说明在降解氰化物时消耗了地下水中的氧,当地下水中溶解氧补给充分时,氰化物将不复存在。氰
6、化物为零时的溶解氧在丰水季节约为8mg/L,在枯水季节约为7mg/L,原因在于丰水季节溶解氧刚好得到补给。虽然地下水中还存在其它耗氧有机物,但由于其和氰化物降解机理相同,因此其规律一致。1.2.3微生物降解作用 岩溶地下水的水温稳定,一般在18℃左右,因此有利于微生物的生长。表2是1986年炼油厂各水源地的细菌含量状况。可以看出,地下水中几乎长年含有微生物,6～8月微生物含量最高,与地下水的补给季节一致,酚、氰化物在地下水中由于微生物降解而有所降低。表2 炼油厂各水源地细菌含量表 单位:个/mL
7、水源地1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月平均Mean一1222163662311—38二7110151778211—010三410-224810—02四13——03—92——3—819五—1910096386———10242．氰化物的污染和防治不但简单氰化物会污染环境,使人、畜中毒甚至死亡,铁氰酸盐和亚铁氰酸盐等低毒性氰化物复盐,如果大量排入地面水中,经阳光照射和在其它条件下也可以分解并释放出相当数量的游离氰化物,导致水生物的中毒死亡。通常所说氰化物对环境的污染,主要是指含氰废水外排
8、所造成的河流(地面水)、饮用水(地下水)的污染。由于氰化物在空气中存在的时间仅十几分钟,故一般不会造成大气的污染。含氰废渣由于必须处理后,才能堆积存放,因而产生的污染仍是对水的污染。水中微生物可破坏低浓度的氰化物,使其成为无毒的简单物质,但要消耗掉水中部分溶解氧,这就是含氰废水能用活性污泥处理的基本原理。若氰离子浓度较高,则会对细菌产生毒害作用,从而影响废水的生化处理过程。据研究,氰化物浓度大于1mg/L时,将影响活性污泥的处理能力。通过生
