典型重金属在包气带和含水层中的迁移转化特征

论文摘要

重金属对地下水的污染过程受到重金属在包气带中的迁移速度、重金属与土壤介质的作用机制以及重金属到达地下水中的迁移转化和扩散等作用的影响。本文将静态吸附实验、动态土柱淋溶实验、砂箱实验结合起来研究重金属阳离子铅和镉以及阴离子形式存在的铬(VI)和砷(V)在到达地下水的过程中与土壤的作用机制、迁移过程和形态转化等特征。研究结果表明:土壤对不同性质的金属离子具有不同的吸附能力,因而在相同条件下,不同性质的金属离子在包气带中的迁移速度具有一定的差异;重金属在包气带中的迁移受到土壤类型和土壤溶液化学组分等的影响;活动性较大的以阴离子形式存在的铬(VI)和砷(V)经过包气带到达含水层后,在地下水流的作用下,发生了水平扩散;重金属在包气带和含水层迁移的过程中结合态和价态均发生了变化,从而使得重金属的活动性和毒性水平发生了变化。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 包气带和含水层中的重金属
• 1.1.1 重金属的来源
• 1.1.2 重金属的危害
• 1.2 地下水污染
• 1.2.1 地下水污染的含义
• 1.2.2 污染物到达地下水的途径
• 1.3 重金属在包气带和含水层中的行为特征
• 1.4 包气带和含水层中重金属迁移的研究方法
• 1.4.1 静态实验
• 1.4.2 动态模拟实验
• 1.4.3 重金属在地下水系统中迁移的数学模型
• 1.4.4 需要深入研究的问题
• 1.5 本论文的研究内容及意义
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究目的及意义
• 第二章 主要试剂、仪器和土壤样品的采集
• 2.1 主要试剂
• 2.2 仪器设备
• 2.3 采集土壤样品区域的概况
• 2.3.1 化工厂铬渣堆附近农田
• 2.3.2 新开河附近农田
• 2.3.3 细河附近农田
• 2.4 土壤样品的采集和前处理
• 2.5 水样的采集
• 第三章 土壤的物理化学性质和采样点附近水质情况
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 土壤物理化学指标的测定
• 3.1.2 水样某些物理化学指标的测定
• 3.1.3 土壤中重金属的测定
• 3.1.4 土壤中重金属结合态分析
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 土壤样品的物理化学性质
• 3.2.2 土壤中金属的分布
• 3.2.2.1 土壤中金属的总量
• 3.2.2.2 土壤中铅、镉、铬和砷的结合态
• 3.2.2.3 土壤中典型重金属的环境影响和农业生产安全性分析
• 3.2.3 采样点附近水质调查结果
• 3.3 本章小结
• 第四章 土壤对典型重金属的吸附特征
• 4.1 实验方法
• 4.1.1 吸附实验中最佳固液比的确定
• 4.1.2 吸附动力学实验
• 4.1.3 吸附热力学实验
• 4.1.4 解吸实验
• 4.1.5 统计分析方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 吸附剂浓度对土壤吸附典型重金属的影响
• 4.2.2 土壤对典型重金属的吸附动力学特征
• 4.2.3 土壤对典型重金属的吸附热力学特征
• 4.2.3.1 土壤对典型重金属的吸附等温线
• 4.2.3.2 同一类型土壤对不同重金属吸附能力的比较
• 4.2.3.3 不同类型土壤对同种重金属吸附能力的比较
• 4.2.4 吸附在土壤上的重金属的解吸
• 4.3 本章小结
• 第五章 典型重金属在包气带中的迁移转化特征
• 5.1 实验方法
• 5.1.1 土柱淋溶实验
• 5.1.2 淋溶前后土壤样品中重金属的总量和形态分析
• 5.1.3 统计分析方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 典型重金属在包气带中的迁移特征
• 5.2.2 铬（VI）和砷（V）共存时在包气带中的迁移特征
• 5.2.3 吸附在土壤上的重金属的淋溶解吸
• 5.2.4 淋溶前后土壤中典型重金属的总量和形态
• 5.2.4.1 淋溶前后土壤中典型重金属的总量
• 5.2.4.2 淋溶对土壤中典型重金属结合态的影响
• 5.2.4.3 淋溶对土壤中铬和砷价态的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 铬（VI）和砷（V）在包气带中迁移的影响因素
• 6.1 实验方法
• 6.1.1 土壤吸附铬（VI）和砷（V）的影响因素研究
• 6.1.2 主要影响因素作用下的土柱淋溶实验
• 6.2 结果与讨论
• 6.2.1 溶液化学组分等对土壤吸附铬（VI）和砷（V）的影响
• 6.2.2 磷酸盐及pH值对铬（VI）和砷（V）在包气带中迁移的影响
• 6.2.3 磷酸盐及pH值对铬（VI）和砷（V）在包气带中转化的影响
• 6.2.3.1 磷酸盐及pH值对土壤中铬和砷总量的影响
• 6.2.3.2 磷酸盐及pH值对土壤中铬和砷结合态的影响
• 6.2.3.3 磷酸盐及pH值对土壤中铬和砷价态的影响
• 6.2.4 土壤类型对铬（VI）和砷（V）在包气带中迁移的影响
• 6.3 本章小结
• 第七章 铬（VI）和砷（V）在含水层中的迁移转化特征
• 7.1 实验方法
• 7.2 结果与讨论
• 7.2.1 含水层中铬（VI）和砷（V）的迁移特征
• 7.2.2 含水层固相介质中铬和砷的总量变化
• 7.2.3 含水层固相介质中铬和砷的形态转化
• 7.3 本章小结
• 第八章 结论、创新点与建议
• 8.1 结论
• 8.1.1 供试土壤中重金属的含量和采样点附近水质情况
• 8.1.2 土壤对典型重金属的吸附动力学和热力学特征
• 8.1.3 典型重金属在包气带中的迁移转化特征
• 8.1.4 铬（VI）和砷（V）在包气带中迁移转化的影响因素
• 8.1.5 铬（VI）和砷（V）在含水层中的迁移转化特征
• 8.2 主要创新点
• 8.3 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简历
• 研究生期间发表的相关学术论文及其他成果
• 参加的主要课题
• 摘要
• ABSTRACT