垃圾渗滤液在地下环境中的氧化还原分带及污染物的降解机理研究

论文摘要

城市固体废物的任意堆放或管理不善而造成的土壤和地下水污染已经成为一个世界性的环境问题。研究垃圾渗滤液中的污染物在地下环境中的衰减作用及其机理对污染场地的控制和治理具有重要意义。本课题通过系列模拟实验研究了垃圾渗滤液中的污染物在地下环境中的迁移转化规律;采用分解强化的策略对不同污染物在不同顺序氧化还原带中的降解机理和降解效率分别进行研究;分析了地下环境中不同氧化还原环境的形成、发展和动态演化过程以及不同污染物和氧化还原灵敏性物质的分布规律和特点;综合分析和评价含水层沉积物的氧化还原缓冲能力的变化;建立污染物和氧化还原灵敏性物质在不同氧化还原环境中变化的回归方程和分布模型。结果表明垃圾渗滤液污染物在地下环境中的迁移转化存在分带现象;通过添加最终电子受体强化垃圾渗滤液污染场地的自然修复是可行的;Fe3+是氧化容量的重要组成部分,对污染物的降解起着重要作用;TOC是还原容量的主要组成部分,是沉积物中的重要电子供体。

论文目录

• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 垃圾渗滤液的主要成分及污染特点
• 1.2.1 垃圾渗滤液的主要成分
• 1.2.2 垃圾渗滤液污染的特点
• 1.2.3 垃圾渗滤液污染地下水的特点
• 1.2.4 受污染土壤的特点
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 垃圾渗滤液污染国外研究现状
• 1.3.2 垃圾渗滤液污染国内研究现状
• 1.4 课题的研究内容、意义和技术路线
• 1.4.1 课题的主要研究内容
• 1.4.2 课题的研究意义
• 1.4.3 技术路线
• 本章小结
• 2 污染物在地下环境中的主要衰减作用
• 2.1 污染物在地下环境中的非生物作用
• 2.1.1 稀释作用
• 2.1.2 吸附和离子交换作用
• 2.1.3 对流弥散作用
• 2.2 地下环境中的生物作用
• 2.2.1 地下环境中的微生物作用
• 2.2.2 微生物和地下环境的相互作用
• 2.2.3 影响降解途径的因素
• 2.3 垃圾渗滤液污染物在地下环境中衰减（实验1）
• 2.3.1 实验目的
• 2.3.2 实验材料和方法
• 2.3.3 实验结果及分析
• 2.3.4 结论
• 本章小结
• 3 顺序氧化还原带形成的理论分析与探讨
• 3.1 污染晕中的氧化还原环境
• 3.1.1 电化学测量
• 2浓度'>3.1.2 H₂浓度
• 3.1.3 氧化还原灵敏性组分
• 3.1.4 挥发性脂肪酸（VFAs）
• 3.1.5 含水层沉积物的特征
• 3.1.6 微生物
• 3.2 顺序氧化还原带形成的生物地球化学原理
• 3.2.1 生物地球化学
• 3.2.2 污染物在地下环境中的生物地球化学作用
• 3.3 顺序氧化还原带形成的热力学原理
• 3.3.1 地下环境中的氧化还原反应
• 3.3.2 顺序氧化还原带中的物质分布特点
• 3.4 顺序氧化还原带的划分
• 本章小结
• 4 垃圾渗滤液污染晕在地下环境中的分带现象
• 4.1 顺序氧化还原带模拟（实验2）
• 4.1.1 实验设计
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.3 实验结果及分析
• 4.1.4 结论
• 4.2 氧化还原缓冲容量
• 4.2.1 氧化还原缓冲作用
• 4.2.2 氧化容量（OXC）和还原容量（RDC）
• 4.2.3 沉积物中铁的氧化还原缓冲作用
• 4.2.4 铁系物对含水层氧化还原缓冲的影响分析
• 4.2.5 结论
• 本章小结
• 5 污染物在氧化还原带中的衰减
• 5.1 氧化还原带的分解与强化（实验3）
• 5.1.1 垃圾渗滤液中的有机物
• 5.1.2 实验设计
• 5.2 有机物在氧化还原带中的衰减
• 5.2.1 有机物在不同氧化还原带中的衰减（并联）
• 5.2.2 有机物在连续顺序氧化还原带中的衰减（串联）
• 5.3 重金属的衰减规律
• 5.3.1 重金属在地下环境中的主要衰减作用
• 5.3.2 重金属在不同氧化还原带中的含量（并联）
• 5.3.3 重金属在连续顺序氧化还原带中的含量（串联）
• 本章小结
• 6 最终电子受体作用及污染物降解模型
• 6.1 污染物和氧化还原灵敏性物质变化模拟（实验4）
• 6.1.1 实验目的和研究内容
• 6.1.2 实验装置
• 6.1.3 实验方法
• 6.2 污染物和氧化还原灵敏性物质变化回归模型
• 6.2.1 最终电子受体作用模型
• 6.2.2 污染物在各顺序氧化还原带中的降解模型
• 6.3 污染物及氧化还原灵敏性物质分布模拟模型
• 6.3.1 二维氧化还原带绘制
• 6.3.2 污染物和氧化还原灵敏性物质分布
• 本章小结
• 7 氧化还原带的动态发展和演变
• 7.1 氧化还原灵敏性物质在时空范围内的变化
• 7.2 铁在氧化还原带发展演化过程中的变化
• 7.3 顺序氧化还原带的二维发展演化过程
• 本章小结
• 结论与建议
• 1 结论
• 2 建议
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢