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[硕士论文] 丁吉东
环境工程 中国海洋大学 2012(学位年度)
摘要:目前海咸水入侵已成为沿海地区的一种重大环境灾害问题。对于咸水入侵问题,最直接的控制和恢复办法是用淡水驱替咸水,然而上述过程会出现明显的地层损害问题,即在含水介质中用淡水驱替咸水,含水介质会出现渗透性的突然变化。已有的研究工作表明释放的粘土胶体颗粒发生动水絮凝堵塞孔隙是导致含水介质渗透性降低的主要原因,但是却并未给出海水入侵含水层中分散粘粒的动水絮凝与含水介质渗透性变化之间的作用机制。
  本文在系统分析胶体、多孔介质的物理化学性质及组成的基础上,通过定流速试验,研究了不同类型粘土胶体的动水絮凝规律,以及不同水化学条件对伊利土动水絮凝的影响;通过定水头试验,分析了阳离子交换作用对胶体动水絮凝过程的影响;通过不同试验条件,研究了不同水动力因素、不同阳离子价态对胶体动水絮凝的影响。通过上述研究,得到了一些创新性认识。主要包括:
  (1)相同水化学条件下,动水絮凝速度要比静水絮凝速度快了将近90%;离子强度越大,胶体发生动水絮凝过程所需时间越短,胶体絮凝截留量也越多;阳离子交换作用加速了粘粒的絮凝沉积过程;
  (2)多孔介质结构本身对运移的悬浮胶体颗粒会造成一定量的截留比例,蒙脱土的蒸馏水截留百分比最高,伊利土次之,高岭土的蒸馏水截留百分比最低。
  (3)对一价阳离子而言,钾离子对伊利土动水絮凝的影响要比钠离子更为显著;对不同价位阳离子而言,二价离子静水和动水絮凝速度要比一价离子快的多,对含水介质渗透性的影响也更大;
  (4)不同胶体类型的截留量空间分布规律并不相同。高岭土是从入水口到出水口,截留量依次降低,而蒙脱土和伊利土的截留量分布规律恰好相反。三种胶体的流出液颗粒浓度在短时间内能够达到稳定,说明多孔介质结构、悬浮液离子强度和颗粒浓度达到会达到一个动态平衡;
  (5)水流流态不同时,颗粒的截留量空间分布规律明显不同:砂柱竖放时,从入水口开始截留量依次降低,而横放时的规律刚好相反。重力作用对颗粒的运移影响显著,尤其是离子强度较高时,颗粒沉降更加明显。另外,渗透流速与胶体动水絮凝过程呈负相关关系。
[硕士论文] 杨芳
环境工程 东南大学 2010(学位年度)
摘要:在模拟Pb、Cd、Zn复合污染的土壤中施加皂角苷,研究皂角苷对土壤中重金属的解吸行为;在室外模拟重金属复合污染的土壤上种植一年生黑麦草,并通过施加皂角苷强化黑麦草修复重金属污染土壤,研究皂角苷对黑麦草修复的强化效果及机制,为皂角苷强化植物修复提供依据。主要研究结果如下:
   (1)皂角苷质量分数为3.0%时,Pb、Cd、Zn的解吸率分别为10.86%、41.25%和8.45%,再增加皂角苷浓度,解吸率无明显增加。Pb、Cd、Zn的解吸过程均分为快反应和慢反应两个阶段,且均为非均相扩散过程。经皂角苷解吸后,Pb的残渣态和碳酸盐结合态含量分别下降42.31%和35.39%,水溶及可交换态含量略有增加,其他形态含量无明显变化:Cd的水溶及可交换态、碳酸盐态、Fe-Mn氧化物态、有机结合态和残渣态含量分别下降48.25%、58.70%、54.39%、32.16%和41.82%;Zn的碳酸盐态含量降低29.19%,水溶及可交换态含量增加277.54%,其他形态无明显变化;皂角苷是通过羧基基团与重金属配位形成可溶络合物而达到解吸效果的,皂角苷与Zn的络合能力相对较弱。
   (2)皂角苷可以提高黑麦草的生物量、富集系数和转运系数。皂角苷最佳投加浓度为lg/kg,此时黑麦草地上部和根部生物量均达到最大,比对照组分别增加24.84%和27.73%:黑麦草对Pb、Cd、Zn的富集系数分别为0.61、3.05和0.76,分别比对照组增加16.98%、9.66%和7.39%;转运系数分别为0.88、1.00和1.35,分别比对照组增加18.92%、34.54%和52.32%。黑麦草体内叶绿素a与叶绿素b含量的比值无显著变化,说明重金属对黑麦草叶绿素合成的抑制作用较小,并未影响黑麦草的生长。皂角苷的投加没有改变土壤的PH值。
   (3)皂角苷浓度为lg/kg时,与对照组相比,土壤有效态Pb、Cd、Zn含量分别增加10.33%、18.33%和4.95%,膜透性增加11.34%,SOD、POD和CAT的活性分别增加21.40%、14.10%和99.19%,表明:皂角苷通过增加土壤中有效态重金属的含量来提高重金属的生物有效性,促进植物对重金属的吸收;皂角苷通过自身的两亲性改变黑麦草根部膜的结构和增加膜的透性,为重金属进入黑麦草体内提供了有利条件;皂角苷通过提高黑麦草体内的超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增强黑麦草对重金属的抗氧化能力,从而提高了黑麦草的生物量以及对重金属的富集能力和转运能力。
[硕士论文] 樊景森
环境工程 河北工程大学 2007(学位年度)
摘要:本文以峰峰矿区的峰峰五矿和九龙矿为研究对象,以矸石山对周围环境的有机污染中的多环芳烃的研究为重点,从有机元素、可溶有机质、饱和烃、芳烃入手,运用有机元素测试、色——质谱分析、微量元素分析等地球化学研究分析手段,对煤矸石山给矿区周围的环境带来的有机污染特征进行了研究,并对两个煤矸石山对环境的有机污染进行对比,总结出了煤矸石山对周围环境影响的一些规律,为矿区的有机污染治理奠定了理论基础。 峰峰五矿土壤表层样品的有机元素的含量都远远高于土壤背景样品中的含量,并且随着距离的增加而降低;有机抽提物的含量都基本上高于土壤背景样品中的含量,且于有机碳具有一定的线性关系;本文共测出八种美国EPA优控多环芳烃,土壤样品中主要检测出萘、荧蒽、苯并荧蒽三种多环芳烃,并且含量都比较低。 峰峰五矿河流沉积物中样品的有机元素的含量都远远高于距离煤矸石山约9公里的滏阳河中的样品的含量;有机抽提物与有机碳具有一定的线性关系;样品中有八种美国EPA优控多环芳烃被检测出,与滏阳河中样品对比显示多环芳烃形成一定的污染。 九龙矿所有样品中的有机元素含量随着距离的增加先升高后降低的趋势,煤矸石山附近样品有机元素含量较高可能的原因是采样点受到煤微粒的影响;有机抽提物与有机碳具有一定的线性关系;八种多环芳烃基本都被检测出,且含量相对较高,说明煤矸石山对周围环境形成一定的多环芳烃的污染。
[博士论文] 楼紫阳
环境工程 同济大学 2006(学位年度)
摘要:以上海老港填埋场历年填埋的垃圾及其渗滤液作为研究对象,采用膜分离和亲疏水分离等方法对各年龄段渗滤液进行分析,考察其分子量分布及溶解性物质的亲疏水性分布随填埋时间的变化过程;同时对分离后各组分进行性质测定,运用各种现代分析仪器(红外、紫外、GCMS、离子色谱、凝胶色谱、元素分析仪、热重分析仪、ICP、原子吸收仪等)和地球化学水软件(MINTEQA2)对分析结果进行数据挖掘,最终得出不同年龄渗滤液中常量元素(C、N、P)、金属(Al、Fe、Zn、Cr、Cu、Ni、B、Ca、Mg、As)等在各不同组分中的分配规律。 渗滤液是垃圾产生的、并高度受其影响的一种高浓度水基溶液;还原性物质(贡献COD物质)中有机碳类物质与非碳类物质并重,N、P分别以氨氮和正磷酸盐形态为主,且随填埋时间的延长,渗滤液中有机碳类物质、氨氮和正磷酸盐在还原性物质、TN和TP中的比例逐渐下降。渗滤液中绝大部分污染物位于可溶性物质部分(<1K Da),且随填埋时间的延长,其分布逐渐向其它中小分子量范围(1K Da0.45μm)和可溶性物质(<1 KDa)部分,而胶体态物质含量(1 K Da
[博士论文] 赵乐军
环境科学 南开大学 2004(学位年度)
摘要:本课题在国内第一次从岩土工程的角度,采用正交试验和试验模拟的方法,进行了利用添加剂改善污泥填埋特性的试验研究,经过近二年的研究工作,取得了如下成果: 1、脱水污泥的初始强度很低,不能满足填埋的最低强度要求,以土、石灰、粉煤灰为添加剂,分别以1:0.5、1:0.75、1:1的比例混合,放置不同天数后,测量混合试样的含水率和强度,添加剂的加入,提高了混合体的强度,改善了污泥的填埋特性,但是采用单一添加剂效果不是很好,为了达到污泥填埋所需要的最低强度,对于单一添加剂而言,一般需要20~30天的养护时间。 2、试验表明,污泥与土形成的混合试样,体积安定性很差,因此,单纯采用土作添加剂不是一种理想的方法。 3、通过测量不同添加剂、不同添加比例混合试样的渗透系数发现,不同添加剂与污泥形成的混合试样的渗透系数是不一样的,其中污泥/石灰的渗透系数最大,一般大于10-6cm/s,比污泥/土、污泥/粉煤灰混合试样的渗透系数大一到两个数量级;污泥/粉煤灰的渗透系数次之,污泥/土的渗透系数最小,小于10-7cm/s。上述三种混合试样的渗透系数总体来讲都比较低,约相当于软粘土,因此,不论采用何种添加剂,通过排水压密方法来提高混合试样的强度都不可能在短时间内凑效。 4、通过石灰、土、粉煤灰、硅酸钠四种添加剂对改善污泥渗透系数的正交试验发现,加入石灰对提高渗透系数最有效,其次是粉煤灰,其次是硅酸钠、土对提高渗透系数作用最小。 5、通过石灰、粉煤灰、土、硅酸钠四种添加剂三种添加水平的正交试验发现,两种或者两种以上添加剂比单一添加剂对改善污泥填埋特性效果更好。混合试样养护14天后,三号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=5:30:30:2.5:32.5)、四号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=10:10:20:2.5:57.5)、五号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=10:20:30:0.0:40)、七号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=15:10:30:0.5:44.5)、九号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=15:30:20:0.0:35)试样可以同时满足无侧限抗压强度≥50kpa、十字板抗剪强度≥25kpa的要求,六号试样可以满足十字板抗剪强度的要求,但不满足无侧限抗压强度的要求。四号(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=10:10:20:2.5:57.5)和七号试样(石灰:粉煤灰:土:硅酸钠:污泥=15:10:30:0.5:44.5)的综合效果比较好。 6、通过土、石灰两种添加剂改善污泥填埋特性的试验发现,采用土、石灰作添加剂,在试验条件下,20天内,无侧限抗压强度和十字板抗剪强度均可以达到填埋要求,因此确定石灰:土:污泥=1:4:5。 7、通过对三种添加剂分别于污泥混合后所产生的渗滤液性质的研究,发现以生石灰为添加剂可以使填埋柱的通透性得到改善,渗滤液产生量大,pH值较高,有强烈恶臭。CODCr、BOD5、总氮和氨氮均远高于未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液,但有较好的可生化性,且生石灰对磷和Mg2+有一定的固定作用;以粉煤灰为添加剂的污泥填埋柱通透性得到改善,渗滤液产生量较大,渗滤液SS较高,可生化性有所提高,渗滤液中无机离子浓度远高于其它填埋柱,其余检测指标与未加入添加剂的污泥填埋柱渗滤液相差不大;以黏土为添加剂的污泥填埋柱通透性差,渗滤液产生量少,但对氨氮有较好的吸附性,渗滤液可生化性有所提高,黏土对K+、Mg2+、Ca2+均有一定的固定作用。 8、试验证明,污泥是一种特殊的半干性固体废弃物,本身的强度很低,通过添加剂来改善污泥的填埋特性,保证填埋操作的正常进行,是完全可行的。
[博士论文] 董岁明
地质工程 长安大学 2004(学位年度)
摘要:本文以对环境和人类健康产生巨大影响的物质之一氟为主要研究对象,选择人类赖以生存的土—水系统为研究环境,采用静态和动态相结合的实验方法,理论分析和实验验证相统一的技术路线,从实验和理论两个方面系统地研究了氟在土—水系统中迁移转化、形态变化、固液相之间物质交换模式、分布特征等规律,揭示了氟在土壤剖面上的分布特征;发现了亚粘土和粉质亚砂土的氟吸附量、形态变化和吸附模式变化之间的关系和变化规律,以及环境体系的pH和Eh与固液相物质交换量之间的关系。探讨了控制氟迁移转化的主要物理化学作用及其影响因素,研究表明,溶解与沉淀的相间转移和吸附是氟在土—水系统中迁移转化的主要模式,在非饱和状态下,CaF_2和CaCO_3的溶解与沉淀反应是制约氟在土水系统中迁移和转化的重要作用,氟与铁铝等的络合反应、含氟矿物的性质和种类(含氟量、溶解性等)、溶液的pH等对氟的迁移转化也会产生重要影响,并初步确定了土壤中吸附与沉淀反应的主导控制溶液氟浓度的界限(液相氟的浓度),约为10~(-6)(pH=8.5)至10~(-2)mol/L(pH=4.5)。
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