复合污染条件下水环境中污染物质的迁移转化研究

复合污染条件下水环境中污染物质的迁移转化研究

论文摘要

本文研究了复合污染条件下泥沙吸附污染物和泥沙冲淤运动对污染物输移扩散特性的影响,建立了非恒定非饱和输沙模型和污染物迁移转化模型,计算了观音岩水电站下游河道水流泥沙的变化分布和长江清溪场-万县河段总磷污染物浓度分布,验证了模型的准确性和可靠性。针对黄河河口段利津至清7河段芳烃类污染物的分布特性,分析研究在一定水流、泥沙条件下,芳烃类污染物在该河段的迁移转化规律,重点讨论了多组分共存的复合污染条件下三种芳烃类污染物之间的吸附竞争关系及其浓度变化情况。首先,以水流运动方程和泥沙输移方程为基础建立非恒定非饱和输沙模型,通过观音岩水电站下游河道水位过程和泥沙冲淤分布的实测资料对此模型进行了验证。其次,分别以溶解态和吸附态污染物为研究对象,建立了溶解态和吸附态污染物迁移转化的数学模型,采用悬移质吸附动力学方程作为确定模型参数的补充条件,通过长江清溪场-万县河段溶解态和吸附态总磷的实际监测结果验证了模型的有效性。对两种模型的验证,均取得了令人满意的结果。黄河的工业废污水排入量较大,污染物种类较多,尤其是黄河河口段利津至清7河段存在明显的有机复合污染情况。为此,建立了芳烃类污染物(包括苯酚、苯胺和氯苯)泥沙水质模型。在水流、泥沙计算的基础上,对复合污染条件下苯酚、苯胺和氯苯的迁移转化规律进行研究,并与单组分污染情况对比,分析了复合污染条件下三种污染物之间的竞争吸附关系。计算结果表明:研究河段从上游到下游先冲刷后淤积,溶解态污染物浓度值沿程降低,水量沙量越大,溶解态浓度值越低,吸附态浓度值变化与此相反。与单组分体系相比,三组分复合体系下各污染物之间的竞争吸附影响明显,苯酚和氯苯在泥沙上的吸附作用受到抑制,吸附态浓度值有所下降,溶解态浓度值升高,总体来说,吸附竞争能力苯胺>氯苯>苯酚。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究目的及意义
  • 1.2 复合污染研究综述
  • 1.2.1 复合污染的概念及分类
  • 1.2.2 复合污染的研究动态
  • 1.3 水质模型研究综述
  • 1.3.1 水质模型分类及发展阶段
  • 1.3.2 水质模型研究的发展方向
  • 1.4 论文的研究内容及技术路线
  • 1.4.1 主要研究内容
  • 1.4.2 研究技术路线
  • 第2章 数学模型及基本参数
  • 2.1 数学模型
  • 2.2 基本参数
  • 2.3 模型方程的数值离散
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 模型验证
  • 3.1 非恒定非饱和输沙模型验证
  • 3.1.1 水位验证
  • 3.1.2 泥沙验证
  • 3.2 污染物迁移转化模型验证
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 黄河河口段芳烃类污染物泥沙水质模型的建立
  • 4.1 黄河河口段区域概况
  • 4.2 控制方程及参数
  • 4.3 计算条件
  • 4.4 程序设计
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 计算结果及分析
  • 5.1 水流计算结果
  • 5.2 泥沙计算结果
  • 5.3 污染物计算结果
  • 5.3.1 单组分体系污染物计算结果
  • 5.3.2 三组分复合体系污染物计算结果
  • 5.3.3 两种体系污染物计算结果比较
  • 5.4 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 论文的主要工作及结论
  • 6.2 今后进一步的工作
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
  • 相关论文文献

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