氟在肇源县弱透水层中的迁移规律研究

发布时间：2017-10-09 22:17

  本文关键词：氟在肇源县弱透水层中的迁移规律研究

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【摘要】：在我国北方地区,氟是土壤和岩石中的常见离子,它可以缓慢溶解于地下水中,从而造成水体氟污染。肇源县部分地区潜水中氟含量严重超标,为控制氟中毒,肇源县将第四系中、下更新统孔隙承压含水层做为饮水目的开采层。对承压含水层的持续开采势必增大潜水与承压水之间的水头差,加快潜水通过弱透水层向承压含水层的越流。在肇源县潜水含水层与承压含水层之间分布着较为连续的弱透水层,对控制潜水中氟离子向承压含水层中迁移有重要意义。本论文以肇源县为研究区,依托于国家科技支撑计划课题《东北高寒区村镇饮用水安全保障技术集成与示范》,通过对研究区包气带-含水层-弱透水层剖面上氟的分布特征进行分析,为氟在弱透水层中的垂向迁移规律研究提供依据;进行弱透水层介质对氟的动力学吸附实验及静态等温吸附实验;设计了室内模拟实验,对不同水头差下氟离子在弱透水层中的迁移规律进行研究,为研究区合理开采深层承压水提供参考依据。论文通过对包气带-含水层-弱透水层剖面氟的赋存形态分析结果表明,研究区包气带氟污染严重,总氟含量平均值为132mg/kg,水溶态氟平均含量为11.8mg/kg。包气带-含水层-弱透水层剖面水溶态氟含量在粉质粘土中的赋存量高于粉细砂中约1.24倍。通过静态吸附实验得出:粉质粘土对氟离子的吸附平衡时间为24h。弱透水层本身吸附的氟离子量及其本身所赋存的氟量,影响其继续吸附氟离子的能力。研究区弱透水层介质-粉质粘土对氟离子的静态最大吸附量为73.94mg/kg。通过氟离子在弱透水层中的迁移实验得出:在动态吸附实验中,随着压力的增大,氟离子穿透弱透水层介质的时间缩短,弱透水层对氟离子的截留作用减弱,氟离子更多地通过弱透水层进入下部含水层。研究区弱透水层对氟离子的吸附量约为6mg/kg。在动态解吸实验中,随着实验柱内压力的增大,柱子底部出水中氟离子浓度降低的趋势增大,实验持续时间缩短,超纯水与粉质粘土的接触时间减少,且实验中柱子内部所填粉质粘土本身赋存水溶态氟含量达16.9 mg/kg,导致在动态吸附实验中弱透水层对氟离子的吸附量小于动态解吸实验中弱透水层中氟离子的解吸量。
【关键词】：弱透水层 氟 吸附 迁移
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 影响溶质在弱透水层中渗透的因素11-12
• 1.2.2 关于氟的研究现状12-13
• 1.3 研究内容13
• 1.4 研究思路与方法13-15
• 第2章 研究区概况15-30
• 2.1 自然地理概况15-19
• 2.1.1 交通位置15-16
• 2.1.2 气象水文概况16-18
• 2.1.3 地形地貌概况18-19
• 2.2 地质概况19-24
• 2.2.1 地层19-24
• 2.2.2 构造24
• 2.3 水文地质条件概况24-26
• 2.3.1 地下水赋存条件24-26
• 2.3.2 地下水补、径、排条件26
• 2.4 地下水中氟的空间分布特征26-27
• 2.4.1 潜水中氟的含量及分布特征26-27
• 2.4.2 承压水中氟含量及其分布特征27
• 2.5 氟病分布概况27-28
• 2.6 地下水开发利用现状及存在问题28-30
• 第3章 包气带-含水层-弱透水层剖面上氟的分布特征30-37
• 3.1 样品的采集与测试30-31
• 3.2 弱透水层土样的物理性质31-32
• 3.3 氟垂向赋存形态及其分布特征32-35
• 3.4 不同形态氟之间的相关性35-37
• 第4章 弱透水层介质对氟的静态吸附特征37-48
• 4.1 氟的动力学吸附特征37-42
• 4.1.1 动力学吸附实验37-39
• 4.1.2 动力学吸附方程拟合39-42
• 4.2 氟的等温吸附特征42-47
• 4.2.1 等温吸附实验42-43
• 4.2.2 氟等温吸附方程拟合43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 氟在弱透水层中的垂向迁移规律48-57
• 5.1 实验装置及材料48-50
• 5.2 氟在弱透水层中的迁移实验50-51
• 5.3 氟离子在弱透水层中的动态吸附特征51-54
• 5.4 氟离子在弱透水层中的动态解吸特征54-56
• 5.5 氟离子动态吸附与解吸实验结果对比分析56-57
• 第6章 结论与建议57-58
• 6.1 结论57
• 6.2 建议57-58
• 参考文献58-63
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果63-64
• 后记和致谢64

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