硝基苯在河流沉积物中阻滞作用的研究

摘要

硝基苯是一种重要的化工原料，但却是一种对人体有毒有害的有机污染物。硝基苯一旦进入环境中将会对环境造成严重的污染。硝基苯在河流沉积物中的阻滞作用对其迁移规律有很大影响。本文通过吸附和解吸实验以及土柱渗滤实验来研究硝基苯在渭河沉积物中的阻滞作用，得出阻滞因子，从而为研究硝基苯在河流沉积物中的迁移规律提供重要参数。
　　首先，研究了硝基苯在渭河沉积物中的吸附行为及其影响因素。吸附动力学的结果表明渭河沉积物不同粒径砂样经历了快速吸附期，慢速吸附期和吸附平衡期。在0-10.07mg/L的浓度范围内，进行了等温平衡吸附实验，对实验数据用不同的吸附等温线拟合，计算出不同粒径砂样的相关吸附参数，实验表明，通过用多种吸附等温式对实验数据进行拟合，由线性方程和Langmuir组成的吸附式（H-L）拟合度较优。同时计算出了不同粒径砂样的分配系数Kd等。从而计算出了双模式阻滞因子Rd，砂样A（<0.1mm）的Rd=38.52，砂样B(0.1mm-0.3mm)的Rd=30.93，砂样C(0.3mm-0.5mm)的Rd=23.07。同时在不同的 pH、温度、初始浓度下，对吸附效果的影响进行了实验，结果显示：在pH=1.2-11.3范围内时，随着pH的增大，硝基苯的吸附量先增大后减少，在pH=6.8-7.6范围内时，硝基苯的平衡吸附量达最大，大约为9.47 mg/kg；温度越高，沉积物对硝基苯的平衡吸附量先缓慢增大后又减少，在15℃-17℃时，平衡吸附量达到最大，大约为9.39mg/kg；硝基苯初始浓度在一定范围内，随着浓度增加，被沉积物吸附的量增大，在浓度为6.69mg/L时平衡吸附量达到最大，大约为9.42mg/kg。
　　其次，研究了硝基苯在渭河沉积物中的解吸行为及其影响因素。解吸动力学的结果表明，随着时间的增加硝基苯的解吸量逐渐增加，直到吸附-解吸平衡。对等温平衡吸附与解吸实验数据分析，计算出吸附-解吸滞后系数HI。通过对不同粒径砂样的滞后系数HI比较，得出砂样A>砂样B>砂样C。解吸的影响因素的实验结果表明：随着pH增加，解吸量先增大后减小，pH=6.8-7.6时，平衡解吸量达最大，大约为2.72mg/kg。随着温度的升高硝基苯的解吸量逐渐增加，温度大于17℃时，解吸基本达平衡，解吸量大约为2.76 mg/kg。硝基苯初始浓度在一定范围内，硝基苯浓度越高，硝基苯的解吸量越大，在浓度为6.78mg/L时，硝基苯的解吸量达最大，为2.78mg/kg。
　　由阻滞因子的计算公式我们可以看出，砂样的吸附量越大，Kd越大，则阻滞因子也就越大。在滞后系数计算公式中，吸附量越大，滞后系数就越大。所以阻滞因子与滞后系数对硝基苯在沉积物中的迁移规律都有不同程度的影响。
　　选用占百分比最高的砂样B进行土柱渗滤实验。以氯化钠作为示踪剂，得到了穿透曲线，然后进行硝基苯土柱渗滤实验，根据实验数据，得到硝基苯的迁移规律曲线，计算硝基苯的迁移速度，从而计算出渗流实验阻滞因子Rd=14.8。
　　硝基苯在砂样B中的双模式阻滞因子和渗流实验所得阻滞因子差异较大。这是由于双模式阻滞因子是充分考虑了沉积物砂样中有机质含量、孔隙力场作用等理化特性的影响，所得出的比较符合实际的阻滞因子；而渗流实验所得的阻滞因子，没有充分考虑吸附作用以及沉积物的理化特性的影响，所以在实际应用中双模式阻滞因子是较为可靠。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 硝基苯的理化性质及工业应用

1.3 国内外的研究现状

1.4 研究目标，内容、意义及研究方案

第二章 实验材料与方法

2.1 实验器材及其检测方法

2.2 硝基苯样品的检测方法

2.3 渭河沉积物砂样的采集与处理

2.4 砂样性质的检测

2.5土水比实验

2.6 渭河沉积物砂样中硝基苯含量的测定

2.7实验方法

第三章 硝基苯的吸附实验

3.1 吸附机理

3.2 吸附动力学

3.3 等温平衡吸附

3.4 双模式阻滞因子

3.5吸附影响因素实验

3.6 本章小结

第四章 硝基苯的解吸实验

4.1 解吸动力学

4.2 等温平衡解吸

4.3 影响解吸因素的实验

4.4 本章小结

第五章 硝基苯的土柱渗滤实验

5.1 材料和试剂

5.2砂柱装填及饱和

5.3 氯离子穿透实验

5.4 硝基苯土柱渗滤实验

5.5 渗流实验阻滞因子的计算

5.6 本章小结

结论与建议

结论

建议

参考文献

附录

致谢