含镉（Cd）底泥受扰动对水库下泄水质的影响研究

论文摘要

底泥中的重金属污染是天然水体污染的一个重要方面，它严重威胁到生物的生存和人类的健康。一旦河流湖库水体环境发生变化，沉积在底泥中的重金属会重新释放出来进入水体，影响上覆水体的水质，形成二次污染。本文主要针对北江飞来峡水库，通过水库调查进行水库重金属污染特征分析；找出水库不同组成和级配的底泥发生扬动的水流条件；然后通过模拟试验，找出镉（Cd）释放的主要影响因素；并采用二级反应动力学方程对水库底泥中镉的释放过程进行了描述。实地调查表明：正常运行情况下飞来峡水库水质较好，重金属Cd含量满足国家《地面水环境质量标准》（GB3838-88）的Ⅰ类水标准要求；通过底泥级配分析可知，水库底泥中值粒径为0.54mm，且0.18～2.0mm的沙重占的比重较大，沙样较均匀，同时水库在不同深度下的扬起条件不同，起动流速随着水深的增大而增大；模拟实验中考虑了泥沙污染浓度，河水流速以及泥沙粒径对重金属Cd的释放影响，结果显示，污染浓度越大，河水流速越大，则Cd的释放量也越来越大，泥沙越粗，Cd释放量也有变大的趋势。最后用二级反应动力学方程来拟合重金属Cd的释放过程，得出的结果显示拟合效果较好。结果还显示重金属释放最大值的时间几乎相同，但最大释放量随着流速的增大而增大，且释放平衡时间随着释放流速增大而提前。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国外有关底泥重金属污染的研究现状
• 1.1.2 国内有关底泥重金属污染的研究现状
• 1.1.3 底泥污染释放的研究进展
• 1.1.4 底泥中重金属污染释放的研究进展
• 1.2 底泥中重金属的释放规律及影响因素
• 1.2.1 影响底泥中重金属释放的因素
• 1.2.2 不同研究对象重金属释放的规律
• 1.3 当前水库底泥中重金属研究存在的问题
• 1.4 本课题研究的内容、意义、技术路线和创新点
• 1.4.1 研究内容、意义
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 创新点
• 1.5 小结
• 第2章 水库重金属污染特征分析-以飞来峡水库为例
• 2.1 北江飞来峡水利枢纽概况
• 2.1.1 枢纽简况
• 2.1.2 水库防洪调度目标与调度规则
• 2.1.3 枢纽运行管理概况
• 2.1.4 飞来峡水库对地区经济发展的作用
• 2.2 飞来峡水库对周围自然环境的影响
• 2.2.1 对水库水质的影响
• 2.2.2 对水生生态环境的影响
• 2.3 飞来峡水库水质污染现状分析
• 2.4 飞来峡水库重金属污染特征分析
• 2.4.1 水库重金属污染一般特征分析
• 2.4.2 飞来峡水库重金属污染特征分析
• 2.5 小结
• 第3章 不同组成和级配的底泥的扬动条件分析
• 3.1 底泥组成分析
• 3.1.1 底泥颗粒的粒径表达与计算方法
• 3.1.2 泥沙级配曲线分析
• 3.1.3 粒径分布特征值
• 3.2 影响底泥起动的主要因素分析
• 3.2.1 底泥起动现象
• 3.2.2 底泥起动的判别标准
• 3.2.3 底泥起动的主要因素分析
• 3.3 底泥临界起动条件分析
• 3.3.1 无粘性均匀沙的起动条件
• 3.3.2 无粘性非均匀沙的起动
• 3.3.3 粘性颗粒的起动
• 3.4 底泥的扬动条件分析
• 3.5 飞来峡水库底泥扬动条件分析
• 3.5.1 飞来峡水库泥沙状况
• 3.5.2 飞来峡水库扬动条件
• 3.6 小结
• 第4章 底泥扬起对水体镉浓度影响的试验研究
• 4.1 模型试验准备工作
• 4.1.1 动床概化模型试验概述
• 4.1.2 试验监测方法
• 4.1.3 模型水库底泥的制备
• 4.2 起动流速试验研究
• 4.2.1 试验条件
• 4.2.2 试验沙样
• 4.2.3 起动判别条件
• 4.2.4 起动流速公式的推导
• 4.3 底泥中重金属Cd释放影响因素试验
• 4.3.1 底泥中的Cd污染
• 4.3.2 样品测定
• 4.3.3 试验结果处理与分析
• 4.4 飞来峡水库底泥中镉的释放
• 4.5 小结
• 第5章 重金属释放规律研究及控制对策
• 5.1 底泥中重金属释放规律研究
• 5.1.1 底泥中重金属释放动力学模型
• 5.1.2 底泥中重金属释放动力学特征分析
• 5.1.3 拟合结果分析
• 5.2 底泥污染控制措施
• 5.2.1 污染源控制和自然净化法
• 5.2.2 原位覆盖
• 5.2.3 原位处理技术
• 5.2.4 疏浚
• 5.2.5 重金属的生物淋洗
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢