CuPbZnCd在石英砂中的迁移实验及模拟

Cu/Pb/Zn/Cd在石英砂中的迁移实验及模拟孙军娜徐绍辉f(青岛大学环境科学系，青岛266071)摘 要 通过稳定流混合置换实验，研究了孔隙水流速和pH变化对Cu/Pb/Zn/Cd在石英砂中迁移行

Cu/Pb/Zn/Cd 在石英砂中的迁移实验及模拟1 孙军娜徐绍辉 f (青岛大学环境科学系，青岛 266071) 摘要 通过稳定流混合置换实验，研究了孔隙水流速和变化对在石英砂中迁移行为的影响， 获得 pHCu/Pb/Zn/Cd Rd。 了示踪剂■和的穿透曲线(：并通过室内批量平衡实验获得吸附系数，进而计算出阻滞因子 BrCu/Pb/Zn/CdBTCs) 基于这些实验结果，借助软件，用平衡模型拟合了 的得到了弥散系数。；在此基础 上应用 CXTFIT2.1CDEBrBTCs, 非平衡模型拟合在不同流速和条件下的并预测了平行实验和不同埋深处 浓 CDECu/Pb/Zn/CdpHBTCs,Cu/Pb/Zn/Cd 度的动态变化。结果表明，的迁移能力随流速的增大而增强，而随的增大而降低；化 学非平衡的两点 Cu/Pb/Zn/CdpH 模型能较好地模拟木文实验条件下的迁移过程。 Cu/Pb/Zn/Cd 关键词重金属；石英砂：孔隙水流速：；迁移；模拟 pH 中图分类号文献标识码 S131 A 近年来，由于工业污染的加剧，农业化肥的大鼠施用以及固体废弃物的地下填埋，导致重金属在 土壤中 的沉淀和吸附量增加。一般情况下，土壤中的重金属离子以吸附为主，难以迁移。然而当环境 条件发生变化 时，土壤中富集的重金属离子可能迅速、大量释放到土壤溶液中，并在水流的作用卜•可 以迁移至土壤剖面 较深处，进而污染地下水。因此，近年来国外学者深入开展了重金属在土壤中的动 态迁移行为及模拟分析， 获得了重金属在土壤中迁移机理的-些定量认识句。国内学者多关注重金 属的静态吸附特性及其吸附动力 n 学过程而较少采用系统模型研究重金属的动态变化规律。 ”9, 由于土壤中重金属迁移过程非常复杂、影响因素较多，为了分析单一因素变化条件下重金属的动 态变化 规律，本研究拟以低反应性石英砂为介质，在室内批剧平衡实验和饱和土柱混合实验基础上， 探讨不同孔隙 水流速和在石英砂中的迁移机理，并应用美国盐土实验室研制的软件 pHTCu/Pb/Zn/Cd(US Salinity Laboratory) 进行模拟，以便为进一步研究在土壤中的迁移转化 规律及进行污染修复等提供理论 CXTFIT2.1Cu/Pb/Zn/Cd 依据。 1 模型理论 1.1 Local Equilibrium Assumption, LEA) ( 局部平衡对流••弥散方程 稳定流条件下，只考虑吸附作用，溶质在一维均匀介质中的迁移过程可用平衡对流一弥散方程 来描述"⑴，此时迁移过程中发生的反应是瞬时可逆的，方 程式如下： (Convection-Dispersion Equation, CDE) R,竺= 竺 () 1 dtdx~dx d0 1 ((， 式中为液相中溶质的浓度。为水动力弥散系数口为平均孔隙水流速Q为容重 c(mg!/),cm?"), (h), gem), x cm 1 ( 为距溶质加入端的距离/为时间们为阻滞因子，为溶液和吸附 相之间的线性分配系数仞为体积 cm), (h),(Lkg), 33 含水量 (cmcm')., 1.2 Non-equilibrium Model) ( 非平衡模型 室内土柱实验中得到的穿透曲线会呈现明显的左偏和拖尾等不对称 情形，这 (Breakthrough Curve. BTC) 说明了重金属迁移过程中非平衡状态的存在。物理非平衡作用主要是由介质的非均质性、优 势流、动态扩散 ( 等因索引起，吸附性溶质和非吸附性溶质都受物理非平衡的影响。通常用非平衡两区 模型 Two-Region Model, 来描述物理非平衡，即假设液相是由可动水区和不动水区组成的， TRM) Agriculture Science and Education Administration, US Salinity Laboratory, Riverside, CA .Research Report No. 119, Feb. 1国家自然科学基金项目资助 (40771 ()95) ■通讯作者，： 1E-mail shhxu@qdu.edu.cn 作者简介：孙军娜女，山东人，硕士研充生，主要从事土壤溶质运移方而的学习和研究。： (1984-),E-mail sunjunna@ 126.com