Mn2+、Cr(Ⅵ)、2,4-二氯苯酚在黃土性土壤中的吸附運(yùn)移研究.pdf

1、Mn2+(陽離子)﹑Cr(Ⅵ)(陰離子)和2,4-二氯苯酚(分子)是存在形式不同的環(huán)境污染物,具有生物毒性高,殘留時間長、揮發(fā)性低,無降解或難降解等特性。寧夏中寧縣地處黃土高原帶,是我國重要的錳生產(chǎn)基地,分布著眾多鉻加工企業(yè),化工企業(yè)排放的污水中有2,4-二氯苯酚存在。研究Mn2+﹑Cr(Ⅵ)和2,4-二氯苯酚等三種污染物在黃土性土壤中的吸附、運(yùn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律,對理解不同污染物在黃土性土壤中的物理化學(xué)行為和歸宿,對預(yù)測它們在寧夏中寧黃土地

2、區(qū)對土壤及地下水潛在污染有著重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。本文在中寧不同地點(diǎn)采集理化性質(zhì)差異較大的兩個黃土為黃土性土壤樣品,測定了其礦物組成和重要的理化性質(zhì),采用靜態(tài)與動態(tài)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了黃土性土壤吸附Mn2+﹑Cr(Ⅵ)和2,4-二氯苯酚的動力學(xué)與熱力學(xué)規(guī)律,測試了吸附過程焓、熵、吉布斯自由能等重要熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)的變化,確定了吸附模型;采用淋滲實(shí)驗(yàn)和一維土柱實(shí)驗(yàn)分別研究了Mn2+﹑Cr(Ⅵ)和2,4-二氯苯酚在黃土性土壤中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)

3、律,建立了Mn2+在飽水介質(zhì)中的一維遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型,實(shí)驗(yàn)測定了模型參數(shù),將Mn2+在黃土性土壤中的時空分布值與模型計(jì)算值對比,驗(yàn)證了模型的可靠性。論文取得的重要研究結(jié)論如下。
　　1.黃土性土壤對存在形式不同的Mn2+﹑Cr(Ⅵ)和2,4-二氯苯酚等三種污染物的吸附存在著較大差異。
　?、冱S土類土壤對三種污染物的吸附能力為:Mn2+>2,4-二氯苯酚>Cr(Ⅵ),對于同一污染物的吸附能力:TM-1>TS-2;根據(jù)Laμgm

4、uir方程計(jì)算出TM-1和TS-2D對Mn2+的平均最大吸附量分別為:1250mg/kg和714mg/kg;
　?、贛n2+、2,4-二氯苯酚在兩種土壤中的吸附自由能△G0均為負(fù)數(shù),這說明吸附過程可以自發(fā)進(jìn)行;焓變△H0也都為負(fù)數(shù),表明兩種土壤中Mn2+、2,4-二氯苯酚吸附都為放熱反應(yīng);兩種土壤吸附2,4-二氯苯酚的△S則皆為負(fù)值,表明其吸附使微觀分子趨于有序排列;土壤對Mn2+吸附時△S為正值,表明比反應(yīng)體系中混亂度增加。

5、r>　　2. Mn2+﹑Cr(Ⅵ)和2,4-二氯苯酚等三種污染物在黃土性土壤中的遷移速率不同。Mn2+、2,4-二氯苯酚和Cr(Ⅵ)在黃土中的吸附和遷移與土壤本身有關(guān),同一污染物在TS-2中遷移速度大于TM-1;對于同一土壤遷移速度為:Mn2+<2,4-二氯苯酚　　3. Mn2+在黃土性土壤中的遷移轉(zhuǎn)化受到了水動力彌散、吸附與解吸的共同作用, Mn2+在較

6、高濃度下(200mg/L)的吸附遵從亨利線性模型 q=Kdc,實(shí)驗(yàn)測得其在 TM-1土樣吸附系數(shù) K=5.15cm3/g;遲滯因子 R=25.75;彌散系數(shù) D=0.00618m2/d;平均流速V=2.08m1/min;TS-2吸附系數(shù) Kd2=2.41cm3/g、遲滯因子 R2=18.64、彌散系數(shù)D2=0.00368m2/d、平均流速V2=2.3ml/min;建立了 Mn2+在地上水中時空分布的數(shù)學(xué)模型,并將模擬值與實(shí)驗(yàn)實(shí)測值進(jìn)行對