傍河取水水源地重金属污染环境修复技术研究

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中文摘要：由于城市化及工业的快速发展，河流遭到严重污染。傍河取水水源地包气带防护性能差，被污染的河水在入渗补给地下水的过程中对地下水造成了污染，饮用后直接威胁人体健康。地下水一旦被污染，依靠传统治理方法(如将地下水提升至地表后集中处理)，难度和代价十分巨大。从地表水与地下水的补给关系以及地下水系统中的各组分的化学反应及相互作用机理出发，利用地下水系统本身的净化作用，开发污染修复技术是降低成本提高修复效果的有效手段。目前对于地下水重金属污染的修复技术研究主要集中在电动力修复与生物修复技术上。本文另辟新径，通过控制地表水的某些影响因素增加修复区重金属的吸附量来达到修复重金属污染的目的。为了研究重金属在地下水环境中的吸附，首先在总结地下水多组分系统中重金属主要的反应机理的基础上引入了地球化学领域中的地下水多组分平衡系统的概念，建立多组分化学平衡模型。然后利用该模型结合正交试验分析各因素对重金属的总吸附量和吸附形式，以及残留在水相中重金属的总溶解量和络合形态分布的影响，确定影响重金属吸附的主要因素和最佳影响因素方案。最后针对上述规律的研究和正交试验的结果，提出增加松散层对重金属吸附量的修复措施，并进行修复效果的预测。本文的主要研究结论： 1、建立的地下水多组分化学平衡模型应用于地下水重金属的修复研究是可行的。 2、利用增加修复区重金属吸附量的手段来修复重金属污染是可行的。 3、影响重金属吸附平衡的主要因素有：pH值、离子强度、温度、系统中钙镁离子浓度的变化。 4、重金属吸附量在pH值9.0时最大，pH值小于9.0时随pH值的增加而增加，pH值大于9.0时随pH值的增加而降低；重金属的总吸附量随着离子强度的增加而降低，随着温度的降低而增加。 5、各因素对重金属吸附量的影响主次顺序为：pH值，pH值与钙离子含量的交互作用，离子强度，离子强度与钙离子浓度的交互作用，温度，pH值与温度的交互作用，钙离子浓度。 6、根据某地下水水样实测资料，经过模拟正交试验确定各影响因素的最佳水平为：pH值为9.0，温度25℃，离子强度为0.009，钙离子浓度为0.025mol/L。 7、在实例条件下，地下水重金属污染的修复措施：向地表水中投加碱性药剂NaOH来控制地下水环境的pH值；控制地表水中的钙镁离子浓度低于0.025mol/L；当地下水环境温度低于25℃时，向地表水中投加热源，当地下水环境温度高于25℃时，应控制地表水中总镉浓度不超过0.08m/L，总铅不超过1.0mg/L，总铜不超过0.5mg/L。

作者：

薛晓菲

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关键词：

地下水污染地下水水源地重金属污染环境修复吸附调控

授予学位：

硕士

学科专业：

环境科学

导师：

崔建国

学位年度：

2006

学位授予单位：

太原理工大学

语种：

中文

中图分类号：