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渭河沉积物对硝基苯的吸附行为研究

作　者: 李原
导　师: 王文科
学　校: 长安大学
专　业: 环境科学
关键词: 硝基苯河流沉积物有机质吸附行为
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

由于硝基苯难降解、毒性大,当河流受其污染会对流域环境中的人和动物造成严重的健康危害,是国际社会公认的“优先控制污染物”。渭河流域人口集中,工农业活动频繁,同时也是水质污染严重的区域之一。通过认识河流中硝基苯向包气带的吸附迁移行为,为进一步研究硝基苯在河流环境中的行为特征提供了重要的理论支持。因此,本文以渭河流域沉积物为研究对象,针对具有潜在性污染环境的硝基苯在河流沉积物中的吸附特性和影响吸附机制研究,具有重要的理论意义和实际价值。通过对渭河流域中下游地区河流典型沉积物进行室内批量试验,研究硝基苯在河流沉积物中的吸附行为,进而分析影响吸附及迁移能力的影响因素,获得以下成果和认识：1.等温非平衡吸附研究表明：(1)渭河流域典型沉积物中砂、粉砂、粉土、粉质黏土对硝基苯的吸附均符合准二级动力学方程。硝基苯在含水层介质中的吸附特性与有机质含量有关。(2)溶解性有机质含量为0.39%～0.58%的中砂对硝基苯的等温吸附能在3小时内达到吸附体系的表观平衡状态；溶解性有机质含量为0.65%～2.55%的粉土、粉砂和粉质黏土对硝基苯的等温吸附在0.5小时内达到吸附体系的表观平衡状态。2.等温平衡吸附研究表明：(1)实验浓度范围内可以用Freundlich等温平衡吸附模式描述等温吸附过程。(2)分配系数kf随沉积物颗粒粒径由粗变细呈依次增大趋势,说明当目标污染物向河流下游迁移时,河流下游沉积物对硝基苯的阻滞能力高于中游。(3)阻滞系数Rd可用于量化描述硝基苯在河流沉积物中的迁移能力,阻滞系数与迁移能力的强弱呈现线性正相关性。按照土壤岩性不同,沉积物对硝基苯的阻滞能力顺序依次为：粉质黏土(Rd=2.04)>粉土(Rd=1.84)>粉砂(Rd=1.31)>中砂(Rd=1.20)。3.吸附影响因素研究表明：(1)硝基苯在河流沉积物的吸附主要是通过与吸附介质中有机质的疏水分配作用,因此有机质含量与硝基苯吸附量表现为显著线性正相关性。(2)对于颗粒粒径大于0.1mm的砂质介质,其吸附能力与颗粒态有机质含量呈线性正相关性；对于颗粒粒径小于0.1mm的吸附介质,其吸附能力与所含粘粒含量和比表面积呈线性正相关性。(3)酸性环境下,河流沉积物对硝基苯的吸附能力较碱性环境的吸附能力更为显著。(4)影响吸附行为的因素中,有机质含量较吸附温度和pH值等因素的正相关性更为显著。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-18
  1.1 选题依据及研究意义  11-12
  1.2 硝基苯简介  12-13
    1.2.1 硝基苯的物理化学性质  12
    1.2.2 环境中硝基苯来源及对人类健康危害  12-13
  1.3 国内外研究现状与存在问题  13-16
  1.4 研究内容、研究方法与技术路线  16-18
第二章研究区概况  18-22
  2.1 自然地理概况  18-20
    2.1.1 研究区概况  18
    2.1.2 地形地貌  18-19
    2.1.3 地层结构  19-20
  2.2 气象水文概况  20-21
  2.3 研究区工业分布与污染现状  21-22
第三章实验材料和方法  22-32
  3.1 实验介质  22-26
    3.1.1 土壤介质的选取  22-23
    3.1.2 土壤理化性质的测试方法  23-24
    3.1.3 土壤介质的理化性质  24-26
  3.2 实验器材和方法  26-32
    3.2.1 实验器材与分析方法  26-29
    3.2.2 实验方案  29-32
第四章硝基苯在河流沉积物中的吸附特征  32-50
  4.1 不同沉积物介质对硝基苯的等温非平衡吸附  32-38
    4.1.1 等温非平衡历时曲线  32-34
    4.1.2 等温非平衡吸附动力学模型  34-38
  4.2 不同沉积物介质对硝基苯的等温平衡吸附  38-48
    4.2.1 等温平衡吸附曲线  38-40
    4.2.2 等温平衡吸附模式  40-48
  4.3 吸附阻滞系数分析  48-50
第五章硝基苯在吸附过程中的影响因素  50-58
  5.1 河流沉积物的吸附途径  50-51
  5.2 影响因素研究  51-58
    5.2.1 硝基苯挥发实验  51-53
    5.2.2 有机质含量  53-54
    5.2.3 PH值  54
    5.2.4 温度  54-55
    5.2.5 粒径大小  55-58
第六章结论与建议  58-60
  6.1 结论  58-59
  6.2 建议  59-60
参考文献  60-63
致谢  63

渭河沉积物对硝基苯的吸附行为研究

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