渭河沉积物中硝基苯双模式阻滞作用对其传输动力学规律影响的模拟研究

发布时间：2023-04-19 00:09

　　硝基苯在工业中用途广泛,其毒性较强,一旦进入河流水体将会对人体健康造成潜在的威胁。本文利用批平衡法进行了渭河沉积物对硝基苯的吸附-解吸附实验研究。通过室内渗流槽开展了硝基苯传输动力学规律的实验研究,建立了硝基苯阻滞作用影响下的传输动力学模型,并利用模型对硝基苯的传输动力学过程进行了模拟。实验结果表明:1.硝基苯吸附特性研究表明,硝基苯的吸附动力学规律符合Elovich方程。吸附平衡时间为12h。硝基苯的等温吸附过程符合Liner+Langmuir的双模式等温吸附模型,以此得到Liner+Langmuir双模式吸附作用下的双模式阻滞因子表达式。2.吸附的影响因素实验结果表明,同等条件下,沉积物的粒径越小对硝基苯的吸附能力就越强,离子强度的增大不利于硝基苯的吸附,有机质含量越高,沉积物的吸附能力越强,酸性条件有利于沉积物对硝基苯的吸附。3.吸附热力学实验结果表明,渭河沉积物对硝基苯的吸附属于放热反应,温度的升高不利于硝基苯的吸附。吸附过程的主要作用力为偶极键力,同时还存在氢键力的作用。在相同的硝基苯初始浓度下,双模式阻滞因子随着温度的升高而降低,说明温度越高沉积物对硝基苯的吸附阻滞作用越不...

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据
    1.2 硝基苯简介
        1.2.1 硝基苯的物理化学性质
        1.2.2 环境中硝基苯的来源
    1.3 污染物传输阻滞因子
        1.3.1 阻滞因子的含义
        1.3.2 污染物在多孔介质中的阻滞因子求取方法
    1.4 污染物在土壤/沉积物中的的传输理论及数学模型
        1.4.1 污染物在土壤/沉积物中的传输理论
        1.4.2 污染物在土壤/沉积物中传输的数学模型
        1.4.3 水动力弥散方程的定解条件
    1.5 国内外研究现状
        1.5.1 土壤/沉积物对污染物传输过程的阻滞作用的研究
        1.5.2 污染物传输动力学的数值模拟研究
    1.6 研究内容和技术路线
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 技术路线
第二章 实验仪器及实验方法
    2.1 实验仪器及试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 沉积物的采集与分析方法
        2.2.1 沉积物的采集与预处理
        2.2.2 沉积物理化性质的测定
    2.3 硝基苯吸附-解吸实验方法
        2.3.1 土水比实验
        2.3.2 吸附动力学实验
        2.3.3 等温吸附实验
        2.3.4 吸附热力学实验
        2.3.5 影响因素实验
        2.3.6 解吸动力学实验
        2.3.7 等温解吸实验
    2.4 硝基苯浓度的测定方法
        2.4.1 还原偶氮光度法
        2.4.2 气质联用法
        2.4.3 两种方法下测定结果的相对误差分析
第三章 渭河沉积物对硝基苯吸附阻滞作用实验研究
    3.1 最佳土水比的选择
    3.2 吸附动力学研究
    3.3 等温吸附研究
        3.3.1 等温吸附模型
        3.3.2 等温吸附曲线的拟合
        3.3.3 拟合结果分析
        3.3.4 阻滞因子
    3.4吸附的影响因素实验
        3.4.1 粒径对吸附的影响
        3.4.2 离子强度对吸附的影响
        3.4.3 有机质含量对吸附的影响
        3.4.4 pH值对吸附的影响
    3.5 吸附热力学研究
        3.5.1 吸附热力学参数的计算
        3.5.2 渭河沉积物吸附硝基苯的能量特征
        3.5.3 不同温度条件下的双模式阻滞因子
    3.6 解吸动力学研究
    3.7 等温解吸特性研究
    3.8 滞后系数与双模式阻滞因子的关系
    3.9 本章小结
第四章 渭河沉积物中硝基苯传输动力学规律的实验研究
    4.1 硝基苯传输动力学规律的实验设计
        4.1.1 实验原理
        4.1.2 实验装置
    4.2 渗流槽示踪实验
        4.2.1 实验方法
        4.2.3 实验结果分析
        4.2.4 水力参数的确定
    4.3 硝基苯迁移规律实验
        4.3.1 实验方法
        4.3.2 实验结果分析
    4.4 动态阻滞因子与静态阻滞因子
    4.5 本章小结
第五章 硝基苯双模式阻滞作用对其传输动力学规律影响的模拟研究
    5.1 硝基苯传输动力学模型
        5.1.1 地下水流数值模型
        5.1.2 硝基苯迁移转化数值模型
        5.1.3 硝基苯双模式阻滞因子影响下的传输动力学模型
    5.2 模型参数的确定
        5.2.1 硝基苯吸附实验和示踪实验确定的参数
        5.2.2 弥散系数的确定
    5.3 模型的识别及验证
    5.4 不同阻滞因子对硝基苯传输动力学的影响的模拟研究
        5.4.1 模拟结果
        5.4.2 模拟结果的误差分析
    5.5 本章小结
结论与建议
    结论
    建议
参考文献
致谢



本文编号：3793316