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垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响.doc

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爱都很曲折 2017-11-18 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响第卷第期年月世界地质GLBALGELGYVoNo符等。

垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响第卷第期年月世界地质GLBALGELGYVoNoSept文章编号:()…垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响董军,马小兰,何正坤吉林大学环境与资源学院,长春摘要:通过模拟实验研究垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力变化的影响亚黏土和砂土的pH缓冲容量的本底值分别为O和mmo(kgpH),其中阳离子交换缓冲,碳酸钙缓冲,硅酸盐缓冲和次级缓冲的本底值分别为,,和mmol(kgpH),,,和mmol(kgpH)污染的亚黏土和砂土的交换性阳离子(CEC)和交换性盐基离子(BEC)均小于本底值盐基饱和度随离污染源距离的增加呈先升高后降低的变化趋势关键词:垃圾渗滤液pH缓冲体系介质岩性中图分类号:X文献标识码:Adoi:jissnolInfluencesonpHbufferingcapacityofsubsurfaceenvironmentalmedialithologypollutedbylandfillleachateDONGJun,MAXiaolan,HEZhengkunCollegeofEnvironmentandResources,JilinUniversity,Changehun,ChinaAbstract:SimulatedexperimentwasconstructedtoinvestigatetheinfluencesonpHbufferingcapacityofsubsui~aceenvironmentalmedialithologypollutedbylandfillleachateExperimentalresultsindicatedthatthebackgroundvaluesofpHbufferingcapacityofloamandsandysoilasandmmol(kgpH)Cationexchange,calciumcarbonate,silicateandsecondarybufferingcapacityofloamas,,andretool(kgpH)andthatofsandysoilas,,andmmol(kgpH),respectivelyBothofthecationexchangecapacity(CEC)andthebaseexchangeablecation(BEC)ofpollutedloamandsandysoilwerelowerthanthebackgroundinvalueBasesaturationwasincreasingfirstanddecreasingfollowedalongwiththedistanceincresedofpollutionsourceKeywords:landfillleachatepHbufferingsystemmedialithology引言当地下环境遭受污染时,沉积物具有保持相对稳定pH值的能力,这就是pH缓冲pH缓冲是地下环境介质污染缓冲体系的重要组成之一,是评价环境介质对酸碱缓冲能力的指标,对污染物的迁移转化有重要影响关于pH缓冲的研究主要集中在土壤方面,仅有少数研究涉及了包气带和含水收稿期:改回日期:~基金项目:国家自然科学基金项目()层介质相关研究表明,土壤固相物质的pH缓冲作用体系包括初级缓冲体系(阳离子交换缓冲)和次级缓冲体系(碳酸盐缓冲,硅酸盐缓冲,铝缓冲和氧化铁缓冲)J垃圾渗滤液污染含水层中的碳酸盐对pH缓冲起重要作用J,而在碳酸盐缺乏的含水层中,铝的氢氧化物则对pH缓冲起重要作用由此可见,国内外对pH缓冲的研究主要集中在介质中单一物质的污染缓冲性,而沉积第期董军马小兰等:垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响物岩性对pH缓冲体系及其变化的影响研究还鲜见报道笔者以此为出发点对垃圾渗滤液污染亚黏土和砂土pH缓冲体系的变化进行深入研究,为渗滤液污染场地的自然修复,强化自然修复和工程修复等提供一定的理论依据,同时也对污染场地的风险评价和环境影响评价具有重要意义材料与方法实验材料和装置实验装置采用长em,内径em的根有机玻璃柱及马林奥特瓶等(图),实验所用介质和垃圾渗滤液的理化性质见表,表实验方法在柱中填充亚黏土,柱中填充砂土,先用地下水对根模拟柱进行饱水,然后再用垃圾渗滤液进行污染两模拟柱初始配置见表待模拟柱运行稳定后沿水流方向在不同位置依次取样分析图实验装置图Fig,Experimentequipment表实验用介质的物理化学性质TablePhysicalandchemicalpropertiesofexperimentalmedia模拟柱填充介质填充重量g填充密度填充高度cm进水方式进水流量Ld一注:同表结果分析亚黏土和砂土的pH缓冲曲线pH缓冲容量()可用式()计算:,,=AHApH式中:为投加酸量的变化量ApH为投加酸后pH的变化量图a,b分别是亚黏土和砂土的pH缓冲曲线根据介质各缓冲体系的pH作用范围将缓冲曲()线划分为个区间:从I到分别代表碳酸钙缓冲世界地质第卷酸投加量retoolkg酸投加:B:mmolkgI:碳酸钙缓冲体系I:硅酸盐缓冲体系Ill:阳离子交换缓冲体系:(更)次级缓冲体系图本底pH缓冲曲线Fig,pHbufferingcurvesofbackgroundvalues体系(pH=,),硅酸盐缓冲体系(pH:,),阳离子交换缓冲体系(pH=,)和(更)次级缓冲体系(pH)根据图a,b的pH缓冲曲线计算出亚黏土和砂土的总pH缓冲容量分别为和mmol(kgpH)亚黏土pH缓冲体系各组成从大到小依次为次级缓冲,阳离子交换缓冲,碳酸钙缓冲和硅酸盐缓冲,其缓冲容量分别为,,和retooL(kgpH),而砂土分别为,,和mmol(pH)由此可见,亚黏土和砂土中次级缓冲容量所占的比重最大,分别占总缓冲容量的和其次,阳离子交换缓冲体系与碳酸钙缓冲体系也占较大比重亚黏土中pH缓冲容量变化从图可以看出,随着距离的增加和污染程度的减轻,总的pH缓冲容量在,,和cm处分别为,,,和mmol(kgpH)与本底值相比,各样品碳酸钙缓冲容量有一定程度的增加,由第三位提升到第二位而次级缓冲容量和阳离子交换缓冲容量都有所降低,随着离污染源距离的增加,二者呈先升高后降低的趋势此外,硅酸盐缓冲容量空间变化不大综合分析可知,垃圾渗滤液污染地下环境介质pH缓冲体系变化的主要原因有:呈钵是馨图pH缓冲容量随距离的变化n昏VariationofpHbufferingcapacity】IritlIdistance当酸性垃圾渗滤液进入地下环境后消耗了地层介质中具有pH缓冲能力的物质,改变了介质中有机胶体的化学性质,分子的晶格结构和颗粒大小,使介质总的pH缓冲能力下降垃圾渗滤液的入渗使碳酸,硅酸,腐植酸和其他有机酸及其盐类的含量增加,增强了介质的酸缓冲能力随着离污染源距离的减小,污染程度的加重,碳酸钙缓冲容量逐渐增大,在cm处超过了本底值(图),这主要是因为垃圾渗滤液中的有机污染物在地下环境降解的过程中产生的CO与渗滤液中的第期董军马小兰等:垃圾渗滤液污染地下环境介质岩性对pH缓冲能力的影响ca"和矿物中溶出的Ca"反应生成新的CaCO沉淀并不断累积交换性盐基离子(BEC)(如ca,Mg,K,Na等)在交换性阳离子(CEC)中所占的百分比称为盐基饱和度,在交换量相等的条件下,盐基饱和度越高,对酸的缓冲能力愈大,当它处于盐基完全不饱和时就失去了对酸的缓冲能力反之,则对碱的缓冲能力愈大由图可以看到,与背景值相比,各样品的CEC和BEC均有不同程度的降低,这说明污染过程中发生了阳离子交换缓冲反应,而且CEC和BEC的含量随距离的增大表现出先升高后降低的趋势,说明交换出来的阳离子还发生了迁移并在另一位置累积图表明,盐基饱和度随离污染源距离的增加呈先升高后降低的趋势,除cm处为外,其他均低于本底值的另外,次级缓冲体系虽然在动力学上较难进行,但随着污染程度的不断加重,次级缓冲体系的缓冲作用不容忽视咖缸霹懿器图亚黏土碳酸钙缓冲容量随距离的变化FigVariationofcarbonatebufferingcapacityinloamwithdistance砂土中pH缓冲体系的变化经计算分析可知,砂土pH缓冲容量的变化与亚黏土的变化类似,也是随着离污染源距离的增加呈先升高后降低的趋势,在,,和cm处pH缓冲容量分别为,,和retool(kgpH),pH缓冲体系各组成从大NJ,依次为次级缓冲,碳酸钙缓冲,阳离子交换缓冲和硅酸盐缓冲与本底值相比,阳离子缓冲容量增大,由第四位提升至第三位,硅酸盐缓冲容量在二ogo祠缸U曲田犀U图亚黏土中CEC和BEC随距离的变化FigVariationofCECandBECinloamwithdistance冥簿醐捌图亚黏土中盐基饱和度随距离的变化FigVariationofbasesaturationinloamwiUldistance空间上也没有明显的变化另外,碳酸钙的含量随离污染源距离的增加而减小,但降幅比亚黏土的变化小,在,,和cm处分别仅降低了,,和一BEC没有明显变化,而CEC和盐基饱和度的变化虽然也随距离的增加呈先升高后降低的趋势,其最高值出现在cm处,与亚黏土中的变化对比相对滞后其主要原因可能与介质的孔隙度有关,砂土的孔隙比亚黏土的大,在水的流速相同的条件下,离子容易迁移结论()亚黏土和砂土的总pH缓冲容量分别为和mmol(kgpH),次级缓冲容量所占的比重最大,分别占总缓冲容量的世界地质第卷距离era图砂土中CEC和BEC随距离的变化Fig,VadaUonofCECandBECinsandysoilwithdistance图砂土中盐基饱和度随距离的变化Fig,Variationofbasesaturationinsandysoilwithdistancedistance和随着污染程度的加重和有机污染物衰减的进行,会生成新的碳酸盐,形成二次缓冲,提高介质的pH缓冲能力()亚黏土和砂土盐基饱和度的背景值分别为和,随离污染源距离的增加呈先升高后降低的变化趋势,但亚黏土低于本底值,而砂土高于本底值()污染的亚黏土和砂土的CEC和BEC均小于本底值参考文献:廖柏寒,李长生土壤对酸沉降缓冲机制探讨J环境科学,():LIAOBohan,LIChangshengBuffetingmechanismofsoilforacidicprecipitationJEnvironmentalScience,,(i):岑慧贤,仇荣亮,杨平土壤酸沉降缓冲机制的探讨J环境科学研究,,():CENHuixian,QIURongliang,YANGPingDiscussiononsoilbuffetingmechanismsofacidprecipitationJResearchofEnvironmentalSciences,,():刘伟,尚庆昌长春地区不同类型土壤的缓冲性及其影响因素J吉林农业大学,,():LIUWei,SHANGQingchangBufferactionanditsinfluencingfactorsofdifferenttypesofsoilinChangchunregionJJournalofJilinAgriculturalUniversity,,():KehewAE,PasseroRNpHandredoxbuffetingmechanismsinaglacialdriftaquifercontaminatedbylandfillleaehateJGroundWater,,():刘莹莹,赵勇胜,董军,等地层介质对垃圾渗滤液的pH缓冲性能研究J环境科学,,():LIUYingying,ZHAOYongsheng,DONGJun,etapHbuffetingcapacityofgeologicalmediaonlandfillleachateJEnvironmentalScience,,():董军,赵勇胜,刘莹莹含水层介质对垃圾渗滤液污染缓冲性研究J环境科学,,():DONGJun,ZHAOYongsheng,LIUYingyingBuffercapacityofaquifermediapollutedbylandfillleachateJEnvironmentalScience,,():,赵勇胜,洪梅,等垃圾渗滤液污染含水层不董军同氧化还原带沉积物的pH缓冲能力J环境科学,,():DONGJun,ZHAOYongsheng,HONGMei,etapHbuffetingcapacityoflandfillleachatecontaminatedaquifersedimentsindifferentredoxzonesJEnvironmentalScience,,():ThorntonSF,TellamJH,LernerDNAttenuationoflandfillleachatebyUKTriassicsandstoneaquifermaterialsFateofinorganicpollutantsinlaboratorycolumnsJJContainHydrol,,():董军,许超,孙艳,等垃圾渗滤液污染场地NO,PO一和SO:一对微生物活性的影响J吉林大学学报:地球科学版,,():DONGJun,XUChao,SUNYan,etaInfluencesofNO,PO一andSO:一onbacterialactivityatlandfillleachatepollutedsiteJJournalofJilinUniversity:EarthScienceEdition,,():柚一oqo,嘲钿号辨u摹,冥霉醐捌

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