钒与土壤胶体在饱和多孔介质中的运移及交互作用研究

发布时间：2017-09-13 05:37

  本文关键词：钒与土壤胶体在饱和多孔介质中的运移及交互作用研究

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【摘要】：土壤钒污染对自然环境和人类健康构成的威胁日趋严重,环境中高浓度钒累积的致毒、致癌性等危害已经引起了人们的极大重视,因此,有待深入探究钒在土壤环境中的迁移行为及其环境生态效应。关于土壤胶体的运移规律已经成为了研究热点,且移动的土壤胶体对环境中污染物的运移行为起着重要的影响作用,开展钒与土壤胶体在多孔介质中的运移的研究,将有助于加深土壤胶体促进多孔介质中污染物运移的理解,为土壤钒污染治理提供重要的科学理论依据。本论文选取结构类型不同的土壤胶体:高岭石、蒙脱石、风沙土、黄绵土、X土、和黄褐土胶体。利用室内砂柱模拟运移实验和数学模型分析手段,开展多孔介质中钒与土壤胶体的运移及相互作用研究,以及研究流速、pH和离子强度对钒和六种土壤胶体在饱和多孔介质中运移的影响。主要研究结果如下:(1)流速的增大会降低钒在砂柱中的沉积,从而促进钒在砂柱中的迁移;溶液pH从4-8增长的过程中,钒的运移能力也相应地提高;钒的运移能力随着离子强度的增强而提高;利用HYDRUS-ID能够较好地模拟钒在饱和多孔介质中的迁移。(2)风沙土、黄褐土胶体在碱性条件下的运移能力较强,强酸性条件中的迁移能力较弱;与风沙土和黄褐土胶体相比,黄绵土、X土胶体更易出现沉积;黄绵土及X土胶体在中性、偏碱性时,运移行为较强;与另外四种胶体相比,高岭石及蒙脱石胶体在多孔介质中的迁移能力较强。(3)除X土胶体外的其余五种土壤胶体,其运移过程中胶体穿透曲线的峰值随溶液离子强度的升高而降低。当离子强度为0.01 mol/L、0.1 mol/L时,与蒙脱石胶体相比,高岭石胶体更容易沉积在多孔介质中,从而降低其迁移能力。(4)同样是胶体与钒的协同运输,土壤胶体在钒污染多孔介质中的运移,胶体与钒的相关性高于胶体与钒的复合体在多孔介质中的运移,这是由于两种不同状况下,钒与胶体之间的吸附和解吸过程的不同而引起的,在胶体与钒的协同运输中分别存在着钒的吸附携带作用和钒的解吸滞留现象。
【关键词】：土壤胶体 钒 运移 多孔介质
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 土壤钒污染研究概述11-14
• 1.1.1 钒的地球化学11-12
• 1.1.2 土壤钒污染及危害12-13
• 1.1.3 土壤中钒的环境行为13-14
• 1.1.4 土壤钒污染治理技术14
• 1.2 土壤中重金属运移的数值模拟14-15
• 1.3 土壤胶体在环境中的运移15
• 1.3.1 土壤胶体的组成及性质15
• 1.3.2 土壤胶体在多孔介质中的运移15
• 1.4 胶体颗粒对污染物运移作用的研究15-17
• 1.4.1 胶体对污染物迁移的影响15-16
• 1.4.2 胶体作用下重金属迁移的影响因素研究16-17
• 1.5 研究的意义及主要内容17-20
• 1.5.1 研究的意义17-18
• 1.5.2 研究内容18-19
• 1.5.3 技术路线19-20
• 第二章 不同因素对钒在饱和多孔介质中运移的影响20-30
• 2.1 材料与方法20-23
• 2.1.1 供试样品与仪器设备20-21
• 2.1.2 实验样品的准备21
• 2.1.3 石英砂表面电动电势分析21
• 2.1.4 多孔介质的砂柱实验21-23
• 2.2 数据处理23-24
• 2.3 结果与讨论24-29
• 2.3.1 不同流速对钒运移的影响24-26
• 2.3.2 不同pH对钒运移的影响26-27
• 2.3.3 不同IS对钒运移的影响27-29
• 2.4 小结29-30
• 第三章 土壤胶体在饱和多孔介质中的运移研究30-44
• 3.1 材料与方法30-32
• 3.1.1 供试样品与仪器设备30-31
• 3.1.2 供试样品制备31
• 3.1.3 土壤胶体Zeta电位31
• 3.1.4 土壤胶体运移实验方法31-32
• 3.2 数据处理32-33
• 3.3 结果与讨论33-43
• 3.3.1 溶液pH对土壤胶体运移的影响33-38
• 3.3.2 溶液离子强度对土壤胶体运移的影响38-43
• 3.4 小结43-44
• 第四章 土壤胶体对钒在饱和多孔介质中运移的影响44-53
• 4.1 材料与方法45-46
• 4.1.1 供试样品与仪器设备45
• 4.1.2 供试溶液及材料制备45
• 4.1.3 实验方法45-46
• 4.1.4 测定方法46
• 4.2 结果与讨论46-52
• 4.2.1 土壤胶体在钒污染多孔介质中的运移46-49
• 4.2.2 吸附有钒的土壤胶体在多孔介质中的运移49-52
• 4.3 小结52-53
• 第五章 主要结论、创新点及展望53-55
• 5.1 主要结论53
• 5.2 主要创新点53
• 5.3 展望53-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 作者简介61

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本文编号：841835