水窖底泥污染物遷移轉(zhuǎn)化特性的實驗研究.pdf

1、在我國的西北部，不少地區(qū)由于降雨量少、光照強、蒸發(fā)量大，缺少人畜飲水，嚴重影響了當(dāng)?shù)孛癖姷纳?。通過修建水窖利用屋面、場院、溝坡等設(shè)施蓄水，已經(jīng)成為解決西北部地區(qū)缺水問題有效而實用的方法。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、大氣沉降的同時污染物會進入窖水水體，再由水體的自然沉降富集在水窖底泥中。其整個過程實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)實意義。本實驗選用水窖中具有代表性的幾種污染物進行分析，通過動力學(xué)等實驗方式，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。
　　本文的研究內(nèi)容和成果主要包括以下幾個方面：
　　(1)查閱有關(guān)底泥文獻資料，通過對河、湖、庫區(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，實驗影響因素為水相污染物初始負荷、底泥含量、紊亂程度以及溫度；進行實地考察，記錄窖體內(nèi)外環(huán)境情況，了解水窖使用情況；對實驗所需底泥進行預(yù)處理并儲存，分析其理化性質(zhì)。
　　(2)根

4、據(jù)河、湖、庫區(qū)底泥吸附釋放污染物的相關(guān)作用機理，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；介紹了準一級、準二級動力學(xué)方程等常見水質(zhì)模型的內(nèi)容、特點和各自的擬合方法。
　　(3)以水相氨氮初始濃度、底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對水窖底泥吸附氨氮進行了動力學(xué)實驗，建立水窖底泥吸附氨氮的準一級、準二級動力學(xué)模型，來考察底泥含量、水相氨氮初始濃度、紊亂程度和溫度分別對吸附過程的影

5、響機理。結(jié)果表明：不同底泥含量時，平衡時單位質(zhì)量底泥對氨氮的吸附量與底泥含量負相關(guān)，準二級動力學(xué)方程比準一級方程能夠較好的表示不同底泥含量對氨氮吸附過程的影響；不同水相氨氮初始濃度時，平衡時單位質(zhì)量底泥對氨氮的吸附量與氨氮初始濃度正相關(guān)，準二級動力學(xué)方程比準一級方程能夠較好的表示不同氨氮初始濃度對氨氮吸附過程的影響；不同紊亂程度時，平衡時單位質(zhì)量底泥對氨氮的吸附量與紊亂程度正相關(guān)，準一級動力學(xué)方程比準二級方程能夠較好的表示不同紊亂程度對

6、氨氮吸附過程的影響；不同溫度時，平衡時單位質(zhì)量底泥對氨氮的吸附量與溫度負相關(guān)，準二級動力學(xué)方程比準一級方程能夠較好的表示不同溫度對氨氮吸附過程的影響。
　　(4)以底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對水窖底泥釋放CODMn進行了動力學(xué)實驗，建立水窖底泥釋放 CODMn的準一級、準二級動力學(xué)模型，來考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對釋放過程的影響機理。結(jié)果表明：不同底泥含量時，平衡時單位質(zhì)量底泥對 CODMn的釋放量與底泥含量正相關(guān)，

7、準二級動力學(xué)方程比準一級方程能夠較好的表示不同底泥含量對 CODMn釋放量過程的影響；不同紊亂程度時，平衡時單位質(zhì)量底泥對 CODMn的釋放量與紊亂程度正相關(guān)，準二級動力學(xué)方程比準一級方程能夠較好的表示不同紊亂程度對氨氮吸附過程的影響；不同溫度時，平衡時單位質(zhì)量底泥對CODMn的釋放量與溫度正相關(guān)，準二級動力學(xué)方程能夠較好的表示不同溫度對 CODMn釋放過程的影響。
　　(5)以底泥含量、紊亂程度和溫度為變量，對水窖底泥吸附 UV

8、254進行了動力學(xué)實驗，來考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對吸附過程的影響機理。結(jié)果表明：不同底泥含量時，當(dāng)?shù)啄嗪繛?g/L以內(nèi)時，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，當(dāng)紊亂程度在230r/min以內(nèi)時，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，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，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，對水窖底泥釋放電導(dǎo)率進行了動力學(xué)實驗，對水窖底泥釋放電導(dǎo)率進行線性擬合，來考察底泥含量、紊亂程度和溫度分別對釋放過程的影響機理。結(jié)果表明：不同底泥含量時，隨著底泥含量的上升，平衡時電導(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；不同紊亂程度時，隨著紊亂程度的上升，平衡時電導(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；不同溫度時，隨著溫度的上升，平衡