土壤中重金属运移的数值模拟及不确定性分析

发布时间：2024-02-01 09:53

　　随着工农业的迅速发展,土壤中重金属污染日益严重,给人类的生存安全带来了严重的威胁。为了搞清重金属Cu、Cd、Zn、Pb在土壤中运移转化的机理,本文分别以石英砂、壤砂土及层状分布土壤(壤土-砂壤土)为介质,模拟了重金属Cu、Cd、Zn、Pb在石英砂中的运移行为并进行了参数敏感度分析；探讨了Si02胶体及胶体影响下Zn、Cd在壤砂土中的运移特征及数值模拟；对重金属Cu、Cd、Zn在层状分布土壤中的运移行为进行了实验研究与数值模拟；采用基于贝叶斯理论的GLUE方法对溶质运移模型参数的不确定性进行了研究分析,所取得的主要研究成果如下： (1)耦合Freundlich等温吸附的两点非平衡模型(Two Site Nonequilibrium Model, TSM)对石英砂中重金属Cu、Cd、Zn、Pb运移穿透曲线(BTCs)的拟合效果较好(确定性系数疋>0.9,均方根误差RMSE≤0.8E-3),石英砂对重金属的吸附作用以动力学吸附为主(平衡吸附点位分数-f较小)。参数的敏感度分析结果表明,影响重金属Cu、Cd、Zn、Pb出流浓度峰值大小的最敏感参数为吸附特征参数β,其次为饱和水力传导率Ks...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1地下环境胶体粒径示意图

.3.1胶体的组成及性质土壤中含有大量的胶体粒子，如粘土矿物、氧化物、有机质及微生物(细菌、病毒)等，是土壤中最细小而最活跃的组分，一般粒径小于2林m，见图1.1。胶体主要有三部分组成:微粒核、决定电位离子层和补偿离子层，通常根据胶体微粒核组成物质的不同将土壤胶体分为有机胶体、无....

图2.1实验装置示意图

青岛大学博士学位论文部份收集器储液瓶图2.1实验装置示意图2.1.3.1示踪实验实验中采用惰性溟化钾作为示踪物质。实验时，先用蠕动泵由下至上缓慢地注入去离子水饱和砂柱，待水流在砂柱中形成稳定的流场后，以脉冲的方式输入一个孔隙体积(porevolume，pv)配制好的pH值为5....

图2.2不同流速下Br-的穿透曲线

溶质在不同介质中的混合置换特征，同时也反映了溶质与介质或土壤反应达到平衡所需要的时间等特征，是描述溶质运移过程最基本、最直接的资料。三种流速条件下，砂柱中Br一的BTCS如图2.2所示:速速速高流流流00.6O、、OPV图2.2不同流速下Br-的穿透曲线从图中可以看出，三种流速下....

图2.8穿透曲线峰值浓度、峰值出流时间及观测与模拟浓度的均方根误差(RMSE)

影响溶质运移的水力学参数Ks、又及吸附特性参数办标、、刀、田进行敏感度分析，从而找出对模型输出影响较大的参数，以便提高模型预测的可靠性。由于4种重金属参数敏感度分析的结果相似，故只给出了Cu的敏感系数柱状图2.8。从图中可以看出，刀对峰值的模拟结果有较大的影响，Ks次之，又、标，....

本文编号：3891926