再生水灌溉條件下土壤-地下水系統(tǒng)六價鉻遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究.pdf

1、為了保持和擴大有效的水供應(yīng)，家庭、工業(yè)、商業(yè)以及農(nóng)業(yè)對水資源日益增長的需求已經(jīng)使水的再生及其利用變成一個越來越具有吸引力的方案。再生水中的有毒化學(xué)物質(zhì)和致病性微生物的出現(xiàn)不但對人類健康不利，而且還會污染土壤和地下水，如重金屬。六價鉻有毒，且致癌、致突變，在美國20種污染物質(zhì)中列17位。鉻廣泛用于許多工業(yè)和商業(yè)生產(chǎn)，例如電鍍、鞣革、礦石和石油冶煉、印染和木材防腐、無機化學(xué)以及廢棄物和其他金屬加工工業(yè)。在環(huán)境中，金屬鉻非常易于發(fā)生氧化還原反

2、應(yīng)，主要以三價和六價兩種狀態(tài)出現(xiàn)。這兩種氧化態(tài)具有相反的毒性和遷移性：三價鉻無毒且不易遷移，而六價鉻有毒且易于遷移。 為了預(yù)測和理解鉻元素的潛在危害，必須搞清楚土壤和水中影響鉻行為的化學(xué)反應(yīng)，本文對此進行了綜述和進一步研究。主要研究內(nèi)容如下： 通過批量平衡試驗，研究了六價鉻在土壤中的吸持反應(yīng)，并進行了動力學(xué)模型擬合和吸持等溫線平衡模型擬合研究。試驗共三種土壤、六個濃度和兩個溫度，同時運用六個動力學(xué)模型和四個平衡模型進行了

3、模擬。結(jié)果表明，由于六價鉻的陰離子特性，六價鉻在土壤中的物理化學(xué)特性非常復(fù)雜，而且不易于被土壤所吸持，吸持量較小，而且吸持不穩(wěn)定。根據(jù)試驗結(jié)果，達到了較好的模擬效果，為進一步研究提供了依據(jù)。 通過批量平衡試驗，研究了玉米秸稈、抗壞血酸、腐殖酸以及三種化學(xué)肥料等物質(zhì)對土壤吸持六價鉻行為的影響。結(jié)果表明，玉米秸稈和抗壞血酸可以有效地促進六價鉻在土壤中的吸持(吸附和還原)。玉米秸稈是一種有機物料，它可以促進六價鉻的吸持。本研究通過批平

4、衡試驗，描述了不同玉米秸稈投入量對土壤吸持六價鉻的影響及其動力學(xué)過程，并且通過10個動力學(xué)模型進行了擬合，擬合效果較好。另外，還描述了反應(yīng)的吸附等溫線和平衡模型，結(jié)果可以用Herry模型、langmuir模型、Freundlich模型和Tekmin模型進行較好模擬。結(jié)果表明，玉米秸稈可以有效地促進六價鉻在土壤中的吸持，可以作為六價鉻的吸附劑。該結(jié)果具有良好的環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟效應(yīng)。由于抗壞血酸是一種無毒且存在廣泛的人類和動物還原劑，它易溶于

5、水且在各種土壤中易于遷移。把六價鉻還原為無毒、低遷移性的三價鉻，具有較好的環(huán)境意義。本文研究了在弱堿性土壤條件下，抗壞血酸對六價鉻的還原作用。結(jié)果表明，抗壞血酸可用于含六價鉻的再生水灌溉條件下六價鉻的有效還原，減少對土壤及地下水的污染?；瘜W(xué)肥料和腐殖酸在北京市典型土壤中對六價鉻的吸持作用的影響不很明顯。 通過實驗室土柱試驗，研究了六價鉻在排水條件下飽和土壤中的運移規(guī)律，并用HYDRUS-1D模型對試驗數(shù)據(jù)進行了模擬。取得了在耕作