包气带中多孔介质空气—水界面面积测定及PFOA运移特征研究
发布时间：2023-10-18 19:32
地下水是地质环境组成中的重要环境要素,而包气带是污染物进入到地下环境的必经途径。在包气带中,空气-水界面面积可影响多相流流动,控制界面化学污染物、病原体、胶体的滞留和运移,以及各种传质过程。全氟辛酸是一种具有表面活性的新型污染物,具有极强的化学稳定性及环境持久性,导致其在环境中极难被降解。在包气带中,空气-水界面的吸附是PFOA等一系列具有表面活性的污染物在非饱和多孔介质中运移时滞留的重要原因,但是目前对于测量包气带中多孔介质空气-水界面面积的实验方法还很有限,所以需要建立新的测量方法。同时,在多孔介质空气-水界面面积测量的基础上,需要全面开展全氟化合物的环境监测及其在包气带中迁移特征的研究,从而为保护我国水资源提供保障。基于此,本文主要将化学工程理论中的化学反应吸收法应用到水文地质研究中测量包气带多孔介质的空气-水界面面积,建立新的测量方法并研究气体流速、液体流速、液体浓度和液体温度等实验条件对测量结果的影响,确定化学反应吸收方法测量多孔介质空气-水界面面积的最佳测定条件;并与传统的X射线微断层扫描法以及界面分配示踪法对相同多孔介质的测量结果进行对比分析,从而确定化学反应吸收方法的正...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题依据
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多孔介质空气-水界面面积的地质作用
1.2.2 多孔介质空气-水界面面积的实验测量方法
1.2.3 化学吸收反应体系的应用
1.2.4 全氟化合物的来源及危害
1.2.5 全氟化合物在水环境中的分布
1.2.6 全氟化合物在沉积物中的吸附行为特征研究
1.3 研究目标及主要研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 技术路线
1.5 创新点
第二章 多孔介质空气-水界面面积测量实验方法及样品分析
2.1 多孔介质的选择及性质
2.2 .化学反应吸收方法
2.2.1 化学反应吸收方法理论基础
2.2.2 实验材料及试剂
2.2.3 实验装置及仪器
2.2.4 实验方法
2.3 X射线微断层扫描法
2.3.1 实验材料与试剂
2.3.2 实验装置
2.3.3 实验方法
2.3.4 图像分析及数据处理
2.4 界面分配示踪法
2.4.1 界面分配示踪法理论
2.4.2 实验材料与试剂
2.4.3 实验仪器
2.4.4 实验方法
2.5 样品测试与分析
2.5.1 样品的测试与分析
2.5.2 全氟辛酸测试方法的建立
第三章 X射线微断层扫描法和界面分配示踪法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.1 X射线微断层扫描法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.1.1 X射线微断层扫描法测量玻璃珠空气-水界面面积
3.1.2 X射线微断层扫描法测量石英砂空气-水界面面积
3.2 界面分配示踪法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.2.1 SDBS测量玻璃珠的空气-水界面面积
3.2.2 PFOA测量石英砂的空气-水界面面积
3.3 本章小结
第四章 化学反应吸收法测量多孔介质空气-水界面面积
4.1 柱直径及气体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.1.1 气体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.1.2 填充柱内径对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.2 液体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.3 液体浓度对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.4 液体温度对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.5 多孔介质最大界面面积的计算
4.6 鲁棒性及准确性分析
4.7 三种方法测量结果的比较与分析
4.8 本章小结
第五章 PFOA在包气带中的运移特征研究
5.1 石英砂对PFOA的静态吸附
5.1.1 .实验材料与仪器
5.1.2 实验方法
5.1.3 结果与讨论
5.2 空气-水界面面积对PFOA在包气带中运移的影响
5.2.1 实验材料与仪器
5.2.2 实验方法
5.2.3 结果与讨论
5.3 PFOA在包气带中运移的主要影响因素
5.3.1 实验材料与仪器
5.3.2 实验方法
5.3.3 流速对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.4 溶质浓度对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.5 离子强度对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.6 水环境pH对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.4 PFOA在包气带中运移滞留因子的预测
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
本文编号：3855056
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题依据
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多孔介质空气-水界面面积的地质作用
1.2.2 多孔介质空气-水界面面积的实验测量方法
1.2.3 化学吸收反应体系的应用
1.2.4 全氟化合物的来源及危害
1.2.5 全氟化合物在水环境中的分布
1.2.6 全氟化合物在沉积物中的吸附行为特征研究
1.3 研究目标及主要研究内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 技术路线
1.5 创新点
第二章 多孔介质空气-水界面面积测量实验方法及样品分析
2.1 多孔介质的选择及性质
2.2 .化学反应吸收方法
2.2.1 化学反应吸收方法理论基础
2.2.2 实验材料及试剂
2.2.3 实验装置及仪器
2.2.4 实验方法
2.3 X射线微断层扫描法
2.3.1 实验材料与试剂
2.3.2 实验装置
2.3.3 实验方法
2.3.4 图像分析及数据处理
2.4 界面分配示踪法
2.4.1 界面分配示踪法理论
2.4.2 实验材料与试剂
2.4.3 实验仪器
2.4.4 实验方法
2.5 样品测试与分析
2.5.1 样品的测试与分析
2.5.2 全氟辛酸测试方法的建立
第三章 X射线微断层扫描法和界面分配示踪法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.1 X射线微断层扫描法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.1.1 X射线微断层扫描法测量玻璃珠空气-水界面面积
3.1.2 X射线微断层扫描法测量石英砂空气-水界面面积
3.2 界面分配示踪法对多孔介质空气-水界面面积的测量
3.2.1 SDBS测量玻璃珠的空气-水界面面积
3.2.2 PFOA测量石英砂的空气-水界面面积
3.3 本章小结
第四章 化学反应吸收法测量多孔介质空气-水界面面积
4.1 柱直径及气体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.1.1 气体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.1.2 填充柱内径对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.2 液体流速对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.3 液体浓度对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.4 液体温度对多孔介质空气-水界面面积测量的影响
4.5 多孔介质最大界面面积的计算
4.6 鲁棒性及准确性分析
4.7 三种方法测量结果的比较与分析
4.8 本章小结
第五章 PFOA在包气带中的运移特征研究
5.1 石英砂对PFOA的静态吸附
5.1.1 .实验材料与仪器
5.1.2 实验方法
5.1.3 结果与讨论
5.2 空气-水界面面积对PFOA在包气带中运移的影响
5.2.1 实验材料与仪器
5.2.2 实验方法
5.2.3 结果与讨论
5.3 PFOA在包气带中运移的主要影响因素
5.3.1 实验材料与仪器
5.3.2 实验方法
5.3.3 流速对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.4 溶质浓度对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.5 离子强度对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.3.6 水环境pH对PFOA在包气带中运移特征的影响
5.4 PFOA在包气带中运移滞留因子的预测
5.5 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
本文编号：3855056
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