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《Cu_Pb_Zn_Cd在石英砂中的迁移实验及模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第47卷第6期土壤学报Vol47,No62010年11月ACTAPEDOLOGICASINICANov,2010*Cu/Pb/Zn/Cd在石英砂中的迁移实验及模拟孙军娜徐绍辉(青岛大学环境科学系,青岛266071)摘要通过稳定流混合置换实验,研究了孔隙水流速和pH变化对Cu/Pb/Zn/Cd在石英砂中迁移行-为的影响,获得了示踪剂Br和Cu/Pb/Zn/Cd的穿透曲线(BTCs);并通过室内批量平衡实验获得吸附系数,-进而计算出阻滞因子Rd。基于这些实验结果,借助CXTFIT21软件,用平衡CDE模型拟合了Br的BTCs,得到了弥散系数D;在此基础上应用C
2、DE非平衡模型拟合Cu/Pb/Zn/Cd在不同流速和pH条件下的BTCs,并预测了平行实验和不同埋深处Cu/Pb/Zn/Cd浓度的动态变化。结果表明,Cu/Pb/Zn/Cd的迁移能力随流速的增大而增强,而随pH的增大而降低;化学非平衡的两点模型能较好地模拟本文实验条件下Cu/Pb/Zn/Cd的迁移过程。关键词重金属;石英砂;孔隙水流速;pH;迁移;模拟中图分类号S131文献标识码A近年来,由于工业污染的加剧,农业化肥的大量施用以及固体废弃物的地下填埋,导致重金属在1模型理论土壤中的沉淀和吸附量增加。一般情况下,土壤中的重金属离子以吸附为主,难以迁移。然而当环境1
3、1局部平衡对流弥散方程(LocalEquilibrium条件发生变化时,土壤中富集的重金属离子可能迅Assumption,LEA)速、大量释放至土壤溶液中,并在水流的作用下可稳定流条件下,只考虑吸附作用,溶质在一维均以迁移至土壤剖面较深处,进而污染地下水。因匀介质中的迁移过程可用平衡对流弥散方程(Con[10]此,近年来国外学者深入开展了重金属在土壤中的vectionDispersionEquation,CDE)来描述,此时迁动态迁移行为及模拟分析,获得了重金属在土壤中移过程中发生的反应是瞬时可逆的,方程式如下:[15]2迁移机理的一些定量认识。国内学者多关注重cc
4、c[69]Rd=D2-v(1)金属的静态吸附特性及其吸附动力学过程,而txx较少采用系统模型研究重金属的动态变化规律。KdRd=1+(2)由于土壤中重金属迁移过程非常复杂、影响因-1素较多,为了分析单一因素变化条件下重金属的动式中,c为液相中溶质的浓度(mgL),D为水动力弥2-1-1态变化规律,本研究拟以低反应性石英砂为介质,散系数(cmh),v为平均孔隙水流速(cmh),-3在室内批量平衡实验和饱和土柱混合实验基础上,为容重(gcm),x为距溶质加入端的距离探讨不同孔隙水流速和pH下Cu/Pb/Zn/Cd在石(cm),t为时间(h),Rd为阻滞因子,Kd为溶液和吸-1英
5、砂中的迁移机理,并应用美国盐土实验室(US附相之间的线性分配系数(Lkg),为体积含水3-3SalinityLaboratory)研制的软件CXTFIT21进行模量(cmcm)。拟,以便为进一步研究Cu/Pb/Zn/Cd在土壤中的12非平衡模型(NonequilibriumModel)迁移转化规律及进行污染修复等提供理论依据。室内土柱实验中得到的穿透曲线(Breakthrough*国家自然科学基金项目(40771095)资助通讯作者,Emai:lshhxu@qdueducn作者简介:孙军娜(1984),女,山东人,硕士研究生,主要从事土壤溶质运移方面的学习和研究。Em
6、ai:lsunjunna@126com收稿日期:2009-05-19;收到修改稿日期:2009-11-201102土壤学报47卷Curve,BTC)会呈现明显的左偏和拖尾等不对称情和HNO3调节溶液的pH为4、55和7。于22下恒温形,这说明了重金属迁移过程中非平衡状态的存振荡器(THZ92A,上海博迅实业有限医疗设备厂)上在。物理非平衡作用主要是由介质的非均质性、优振荡20h,离心10min(离心机TDL40B,上海安亭科势流、动态扩散等因素引起,吸附性溶质和非吸附学仪器厂)、过滤分离出上清液,用原子吸收分光光度性溶质都受物理非平衡的影响。通常用非平衡两计(AA
7、320N,上海精密科技有限公司)测定各重金属离区模型(TwoRegionMode,lTRM)来描述物理非平子的浓度。实验处理均重复3次。衡,即假设液相是由可动水区和不动水区组成的,222饱和土柱混合置换实验实验在内径为5两区之间溶质的交换由浓度差决定。化学非平衡cm、高20cm的有机玻璃柱中进行,土柱装填容重约-3作用主要是由离子的动态交换吸附过程和滞后吸为155gcm的石英砂,孔隙度约为042。以大烧附作用所引起的
