沙質(zhì)灘涂石油污染物吸附與釋放過程研究.pdf

1、隨著石油化工工業(yè)，海洋交通運輸，海洋石油開發(fā)的日益發(fā)展，海洋溢油事故頻繁發(fā)生以及大量陸源含油廢水排入海洋，所以石油烴類化合物已成為近岸海域最主要的污染物之一。海上溢油發(fā)生以后，少量可溶性油和乳化油進(jìn)入水體，而大部分漂浮在水面，在近岸風(fēng)浪和潮汐作用下，海上溢油被帶到海灘，大量地粘附在沙質(zhì)灘涂表層，并在海水和大氣降水作用下向沙體內(nèi)部入滲和擴散，有可能使整個沙灘受到石油污染。同時，海上溢油在近岸海域水動力作用下又向海水中緩慢釋放，從而使近岸海

2、域受到長期的危害。深入研究石油污染物在沙質(zhì)海灘中的吸附與釋放過程，對于海灘石油污染的控制和原位修復(fù)具有重要的科學(xué)價值。 本文系統(tǒng)地研究了石油污染物在沙質(zhì)灘涂一水系統(tǒng)中吸附與釋放過程。首先通過批量試驗系統(tǒng)地研究了不同沙質(zhì)灘涂對可溶性油的吸附動力學(xué)曲線和吸附等溫線，并分析了含沙量、粒徑、溫度、pH值和鹽度對吸附作用的影響；研究了沙質(zhì)灘涂受到石油污染后的釋放過程，確定了可溶性油的釋放動力學(xué)曲線，分析了含沙量、溫度、pH值和鹽

3、度對釋放作用的影響；并對吸附機理進(jìn)行了探討。然后通過土柱試驗，研究了沙質(zhì)灘涂表層受到石油污染后對底層沙質(zhì)灘涂的影響及其對地下水的影響，測定了可溶性油的釋放動力學(xué)曲線，分析了潮汐和不同上浮水高度作用下沙質(zhì)灘涂中油類污染物的釋放過程；研究了間歇進(jìn)水作用下石油污染物在沙質(zhì)灘涂中對流和彌散過程中，土柱剖面不同深度處孔隙水中油濃度分布以及在不同深度處沙質(zhì)灘涂內(nèi)可溶性油的分布情況。通過波浪槽試驗研究了在沙質(zhì)灘涂一水系統(tǒng)中石油污染物的吸附與釋放過程，

4、測定了可溶性油的吸附與釋放動力學(xué)曲線，分析了在吸附與釋放后沙質(zhì)灘涂平面上和剖面上可溶性油的分布以及在低波和高波條件下可溶性油的吸附與釋放規(guī)律。通過上述一系列的試驗研究，得出了一些新的認(rèn)識和結(jié)論，主要包括： (1)通過批量試驗研究得出，沙質(zhì)灘涂對海水中可溶性油的吸附屬于物理吸附且符合對數(shù)型動力學(xué)曲線，吸附平衡時間約為10h，沙質(zhì)灘涂對于可溶性油的吸附是放熱過程，反之亦然。沙質(zhì)灘涂對海水中可溶性油的吸附等溫線均為直線型理想吸附，符

5、合Henry型吸附等溫式；沙質(zhì)灘涂對海水中可溶性油的吸附量隨含沙量增大、溫度升高、pH值的增大而減小,但隨鹽度增加、沙土粒度變細(xì)其吸附量越大。沙質(zhì)灘涂對海水中可溶性油的釋放動力學(xué)曲線亦符合對數(shù)型動力學(xué)曲線;釋放量隨鹽度和pH值的增大而減小,隨溫度和含沙量的增大而增大。 (2)土柱試驗表明,油類動態(tài)連續(xù)釋放存在初始的快過程及隨后的慢過程;淋漓初始時刻淋漓液油濃度下降較快,3.5h后開始緩慢減小,約經(jīng)過23h后,淋漓液中油濃度基本

6、穩(wěn)定。根據(jù)室內(nèi)模擬試驗結(jié)果建立油類釋放量的數(shù)學(xué)表達(dá)式,定量評價了不同時間段內(nèi)沙質(zhì)灘涂中油類污染物的釋放量,初始2h淋出率為1.06[％],整個過程29h總淋出率為7.75[％],整個過程平均釋放速率為8.66mg/kg ·h。 (3)通過小型波浪槽試驗研究了在高波和低波兩種情況下沙質(zhì)灘涂吸附與釋放可溶性油的過程,結(jié)果表明:初始階段在高波作用下沙質(zhì)灘涂對可溶性油的吸附速率和吸附量明顯高于低波作用下沙質(zhì)灘涂對可溶性油的吸附速率和吸