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1.
在野外调查的基础上, 研究不同钠吸附比(SAR)条件下滨海含水层胶体释放规律, 采集天津平原区代表性含水层土样, 采用室内批实验和土柱实验, 研究胶体释放浓度和释放量的动态特征, 识别不同含水介质胶体释放的差异性, 同时分析胶体颗粒释放过程中含水介质渗透性变异特征.结果表明, 在NaCl和CaCl2混合溶液系统中, 含水层含水介质胶体颗粒的释放与地下水溶液所含阳离子价态有关, Ca2+含量越高, SAR越小, 胶体越不容易释放出来, Ca2+对胶体释放的抑制作用越强烈.土柱实验表明不同吸附比情况下粉砂和中砂胶体释放浓度均很小; 当地下水中SAR为0和8时粉土胶体释放很少, 当溶液的SAR为∞时胶体有明显的释放, 释放浓度随孔隙体积数的增加而增加, 在52个孔隙体积数瞬时达到峰值73.76 mg/L, 然后缓慢减少, 最后累积释放量达0.13 mg/g.胶体释放过程中, 粉土、粉砂和中砂渗透性损失分别为98.2%、86.7%和95.9%;含水介质渗透性的降低主要是由于释放的胶体颗粒在空间上重新分布造成的. 相似文献
2.
为了研究在不同酸碱条件下含水介质中铵氮迁移的胶体效应,文章在室内水动力弥散试验的基础上,进行了不同酸碱条件下天然黏土胶体对铵氮迁移影响的试验。研究结果表明:土柱出水铵氮穿透曲线表现为"未穿透"、"开始穿透"和"完全穿透"三个阶段;含水介质对铵氮的迁移有一定的阻滞作用,阻滞因子Rd1。根据胶体DLVO理论,不同pH不仅影响水溶液中铵氮水解平衡,同时也影响胶体粒径及Zeta电位,影响铵氮、胶体及含水介质三者间的相互作用,从而进一步影响铵氮在含水介质中的迁移:当水溶液pH为3.5时,含胶体含水介质对铵氮的阻滞因子Rd(4.17)大于无胶体铵氮Rd(3.57),胶体对铵氮的迁移起到阻滞作用;pH为10.5时,不含胶体Rd为2.50,大于含胶体Rd(2.03),胶体对铵氮运移促进作用;pH=7.5时,胶体对铵氮迁移影响不显著;同时研究发现,不论有无胶体作用,不同酸碱环境中含水介质对铵氮迁移的阻滞作用一致,阻滞系数大小均表现为:Rd(pH=10.5)Rd(pH=7.5)Rd(pH=3.5)。 相似文献
3.
根据天津含水介质的结构和组成,选择代表性的2种含水介质,分析了土样和胶体的主要物理和化学性质,系统测定不同胶体对氨氮吸附的动力学曲线和吸附等温线,并分析了胶体粒径、ζ电位、电泳淌度对吸附作用的影响。结果表明,含水介质胶体对氨氮的吸附动力学过程为对数曲线,其平衡时间约为20~24 h;不同胶体的吸附等温线均为直线型理想吸附,并且当水相中氨氮浓度低于一定浓度时,不但不产生吸附,反而使胶体中的残留氨氮释放出来;胶体颗粒细,比表面积大,表面能大,吸附能力就越大;胶体的ζ电位和淌度愈高,胶体的稳定性愈大,与铵离子接触的机会多,容易吸附铵离子。 相似文献
4.
为了研究孔隙结构和水动力对悬浮颗粒在饱和多孔介质中沉积和迁移特性的影响,对天然硅粉（悬浮颗粒）和荧光素钠（示踪剂）在饱和多孔介质中的渗流迁移特性进行土柱试验,分别得到了5种不同渗流速度（0.033、0.066、0.132、0.199、0.265 cm/s）、两种不同多孔介质（石英砂和玻璃球）的悬浮颗粒和示踪剂全组合下的20条穿透曲线。根据试验结果,研究孔隙结构、渗流速度对饱和多孔介质中颗粒迁移和沉积过程中水动力作用机制、弥散效应、加速效应的影响。研究表明,悬浮颗粒的穿透曲线可以用一阶沉积动力学对流弥散方程的解析解来描述。随着渗流速度的增大,水动力学作用对颗粒出流浓度的影响越来越大,而孔隙结构的影响则相对减弱。同时,存在一个临界渗流速度值。当渗流速度超出该值时,悬浮颗粒迁移要快于示踪剂,而且临界渗流速度对于玻璃球和石英砂两种多孔介质是不同的;其次,在两种介质中,随渗流速度增大,弥散度增加,回收率和回收悬浮颗粒粒径增大,沉积系数先增大后减小。此外,在孔隙比相近的情况下,悬浮颗粒在玻璃球介质中的回收率要大于其在石英砂中的。可见,孔隙结构和渗流速度是影响饱和多孔介质中颗粒输运的重要因素,渗流速度越大,孔隙结构的作用越明显。 相似文献
5.
本文采用羧甲基纤维素钠（CMC）、瓜尔胶（Guar gum）对硫化亚铁（FeS）进行了改性,以增强FeS的稳定性和迁移性。通过实验考察了3种FeS（CMC-FeS、GG-FeS、Nano-FeS）的沉降性能及其在粗、中、细砂3种介质中的迁移性能,并根据胶体过滤理论计算了3种FeS在中砂中的沉积速率及在不同介质中的最大迁移距离。结果表明：改性后FeS的稳定性较高,抗沉降性能CMC-FeS > GG-FeS >> Nano-FeS;由穿透曲线看出,3种FeS在粗、中、细砂中的穿透能力（即出流质量浓度ρi与注入质量浓度ρ0的比值）均为CMC-FeS > GG-FeS > Nano-FeS。粗砂和中砂中CMC-FeS的穿透能力明显高于GG-FeS,但细砂中二者的穿透能力相近,说明瓜尔胶的剪切稀化特性更利于GG-FeS在细颗粒介质中的迁移;FeS注入质量浓度的增加会导致更多的FeS沉积到介质中,但聚合物改性可以显著降低沉积速率,沉积速率CMC-FeS < GG-FeS < Nano-FeS;改性后CMC-FeS和GG-FeS在中砂的最大迁移距离分别是Nano-FeS的6.4倍和2.6倍,增加GG-FeS注入质量浓度对其最大迁移距离影响较小。 相似文献
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基于钻孔抽水试验和示踪试验的岩溶地区含水层结构研究 总被引：3，自引：2，他引：1
岩溶含水层具有强异质性和各向异性特征,其空间结构的调查和认识是地下水流动和污染物迁移研究的重要基础。然而,岩溶含水层特殊的地质结构导致岩溶区水文地质调查非常困难。为了更好地掌握研究区岩溶含水层结构特征,本文在进行抽水试验的同时开展多示踪剂（荧光素钠、罗丹明、荧光增白剂）示踪试验。利用Theis标准曲线对比法分析抽水试验数据,计算试验场地渗透张量,根据示踪试验结果分析含水层结构性质。计算出研究区渗透张量主方向的导水系数分别为:0.297 m2·h-1和0.028 m2·h-1,给水度为1.19E-04,优势方向为东偏南18.47°。抽水条件下示踪试验获得3种示踪剂的回收率分别为:荧光素钠97.98%,罗丹明B47.34%,荧光增白剂39.54%;平均流速分别为:0.378 m·h-1、0.3 m·h-1和0.14 m·h-1,反映研究区岩溶孔隙、裂隙较小,示踪剂运移慢、时间长。荧光素钠和荧光增白剂的BTC曲线表现为单峰型,罗丹明B的BTC曲线表现为多峰型,表明研究区既发育优势流裂隙,又发育相对均匀裂隙。同时,示踪剂最大回收率方向与抽水实验所得渗透张量主方向相符。研究结果为岩溶含水层精细结构的刻画,水文模型物理参数的确定提供了方法和依据。 相似文献
7.
地下咸水与水库水体交换过程中沉积物胶体释放规律 总被引：1，自引：0，他引：1
以天津滨海地区北大港水库为研究对象,采用室内柱试验,研究地下咸水与水库水体交换过程中不同位置沉积物胶体释放以及盐分释放/截留的动态特征,同时对沉积物胶体释放、盐分释放/截留机理进行了探讨。研究结果表明:水库不同位置地下咸水与水库水体交换过程中,盐分的归宿不同:接近水库入口处的沉积物能将盐分截留下来,而出水口沉积物却将盐分释放转移到水体。随孔隙体积数的增加,沉积物胶体累计释放量逐渐增加,入库口、库中心、出库口最大累计释放量分别为3.275 mg/g、0.386 mg/g和1.382 mg/g;胶体累计释放量随孔隙体积数的变化曲线符合直线型,胶体释放速率变化很小。盐分的释放或截留是沉积物颗粒的粒径、胶体含量、含盐量等多种因素作用的结果,水库水体与沉积物中的盐分处于动态平衡状态,当沉积物中含盐量高于平衡浓度时,其盐分会向水体中释放,同时吸附在胶体上的盐分也会随着胶体的释放而释放;反之,水体中的盐分会向沉积物中迁移被截留下来,沉积物粒径越小,越易吸附水中的盐分。胶体的释放规律可以用双电层理论得到很好的解释。 相似文献
8.
为了对地下水系统中天然胶体与Ni2+的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni2+在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度（IS）、有机质等对土壤胶体吸附Ni2+的影响。结果表明：随着pH值升高,土壤胶体对Ni2+的吸附量增加;离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni2+的能力;腐殖酸（HA）的存在会增强胶体对Ni2+的吸附能力;在有胶体的情况下,Ni2+穿透砂柱的时间会缩短,吸附能力增强,吸附量增加,但当离子强度增加时,虽然Ni2+穿透砂柱的时间也被缩短,但是吸附量却降低。 相似文献
9.
在收集查阅国内外已有研究资料的基础上,对地下水中胶体稳定性、迁移机制以及模拟预测方法进行了详细归纳和总结。研究表明,胶体稳定性主要受自身理化性质和水文地球化学条件的影响,其受控于胶体粒径、形态、电势电位以及地下水的pH、离子强度等条件。胶体在多孔介质中的迁移机制主要表现为胶体沉积和形变阻塞,其中针对胶体稳定性的差异性,胶体沉积过程分别表现为表面封阻和过滤熟化。目前有关胶体在地下水中迁移的模拟技术已发展得日益成熟,但结合多孔介质非均质性和胶体化学性质非均质性的数学模型还需进一步探讨。 相似文献
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悬浮颗粒形状对其在多孔介质中迁移和沉积特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
悬浮颗粒在多孔介质中迁移的研究在地下水回灌、地下污染物扩散、核废料处置、石油开采等领域有重要的理论意义和应用价值。为了研究形状对颗粒迁移的影响,对1组球状颗粒（10 ?m中位粒径）和2组杆状颗粒（长径比为3:1和6:1）进行了三阶段室内土柱试验,得到了不同形状颗粒在多种溶液离子强度条件下的穿透曲线。结合DLVO理论分析了悬浮颗粒沉积和释放机制,阐释了形状对颗粒迁移行为的影响。试验结果表明,颗粒形状对迁移特性有重要影响,当离子强度较低时（6 mmol/L）,DLVO势能曲线展现较高能量壁垒,各种形状颗粒沉积主要为次级势阱沉积;当离子强度较高时（150 mmol/L）,球状颗粒因能量壁垒较高,其滞留机制仍以次级势阱沉积为主,但长径比为6:1的杆状颗粒在次级势阱和初级势阱都有沉积,这和杆状颗粒的静电性能和优先方向有关。对于杆状颗粒,边位沉积比端位沉积具有更深的次级势阱和更大的影响距离,边位沉积是更加稳定的沉积方式和沉积的优先方向。基于Derjaguin近似方法的DLVO理论计算显示,DLVO理论预测结果和土柱试验结果吻合较好。 相似文献
11.
鄂西是中国沉积型高磷赤铁矿的重要产区,含矿岩系为上泥盆统黄家蹬组和写经寺组,前者主体为近滨亚相沉积,后者为较平坦的远滨带。铁矿化受含矿沉积盆地和岩相古地理环境控制,矿化主要赋存于碎屑岩和碳酸盐岩中。含矿建造层序构成了沉积旋回,与海进-海退相呼应。中泥盆世盆地下陷接受沉积;晚泥盆世下陷加速,在晚泥盆世晚期海水最深。之后盆地抬升,海平面上升,盆地沉积结束。沉积期成矿作用表现为机械沉积作用、胶体沉积作用、化学沉积作用、生物沉积作用,主要形成赤铁矿。成岩期表现为固结作用、重结晶作用和新生矿物充填交代作用,磁铁矿在该期形成。 相似文献
12.
为探求自然胶体迁移进入地下水的潜力,建立原位坡地径流观测场,研究了2013年夏季3场不同雨型降雨事件下,紫色土坡地(1 500 m2)泥岩裂隙潜流中自然胶体的迁移规律。结果表明:裂隙潜流中胶体对降雨的响应时间为30~90 min,比潜流对降雨的响应更迅速,且取决于坡地雨前干旱情况及降雨强度;胶体浓度峰早于潜流流量峰,峰值浓度相对背景浓度可增加1~2个数量级,最大雨强及雨型决定潜流流量和胶体浓度峰型。气液界面是胶体初始迁移响应的主要驱动因素,雨水混合土壤前期水对土壤介孔和大孔内壁胶体的剪切、裹携是胶体释放、分散与迁移的主要机制。因此,胶体辅助运移可能成为紫色土地区吸附性较强的污染物(如磷、疏水性农药等)的重要迁移方式。 相似文献
13.
地下环境中可移动的胶体能够促进强烈吸附的污染物质的运移,而胶体自身在运移过程中也会伴随发生沉淀、释放。根据高岭石胶体的土柱出流实验,对不同离子强度条件下胶体在饱和多孔介质中的沉淀和释放行为进行分析,并采用不同模型对其过程进行数值模拟。结果表明,离子强度是影响胶体沉淀和释放过程的重要因素,随着离子强度的增加,胶体的出流峰值逐渐降低,即胶体在多孔介质中的沉淀量逐渐增大,且沉淀速率系数K d 与离子强度成正相关;模型拟合的释放系数与NaCl 浓度显著相关,Grolimund 模型可以很好地模拟胶体的沉淀过程（R 2 >0.95）,但不能准确地模拟释放过程;而胶体运移方程耦合溶质运移方程能够模拟不同离子强度影响下胶体的释放过程（R 2 >0.9） 相似文献
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Transport and retention of microparticles in packed sand columns at low and intermediate ionic strengths: experiments and mathematical modeling 总被引：1，自引：1，他引：0
Functional relationships correlating particle filtration coefficients and porewater ionic strength are herein proposed and
validated, based on deposition experiments of micrometer-sized particles onto siliceous sand. Experiments were conducted using
one-dimensional laboratory columns and stable monodisperse aqueous suspensions of negatively charged latex particles with
a mean size of 1.90 μm. The role of ionic strength was systematically investigated and six different monovalent salt concentrations
(1, 3, 10, 30, 100, 300 mM) were employed by addition of sodium chloride to the aqueous solution. A mathematical advection–dispersion-deposition
transport model was adopted assuming that attachment and detachment of particles in the porous medium are concurrent mechanisms
of particle filtration, and including a Langmuir-type blocking function to account for availability in deposition sites. The
system of equations modeling colloid transport was solved numerically. Attachment rate and detachment rate coefficients were
thereby determined for each employed ionic strength, as well as a blocking coefficient in the form of a maximum particle concentration
in the solid phase. Therefore, functional relationships expressing the dependence of these coefficients on ionic strength
were proposed, based on literature findings and present experimental observations. The existence of a critical salt deposition
concentration (and release concentration) separating a favorable attachment (and detachment) regime from an unfavorable condition
is assumed. In respect to the blocking coefficient, a power–law dependence on ionic strength is hypothesized. The proposed
functional relationships proved adequate to reproduce the coefficient trends extrapolated from data fitting by the transport
model. They may represent a powerful tool to describe and predict microparticle mobility in saturated porous media if embedded
a priori in the related mathematical transport models. 相似文献
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Particle size distributions and the mineralogy of inorganic colloids in waters draining the adit of an abandoned mine (Goesdorf, Luxembourg) were quantified by single particle counting based on light scattering (100 nm–2 μm) combined with transmission electronic microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy and selected area electron diffraction. This water system was chosen as a surrogate for groundwaters. The dependence of the colloid number concentration on colloid diameters can be described by a power-law distribution in all cases. Power-law slopes ranged from −3.30 to −4.44, depending on water ionic strength and flow conditions. The same main mineral types were found in the different samples: 2:1 phyllosilicates (illite and mica), chlorite, feldspars (albite and orthoclase), calcite and quartz; with a variable number of Fe oxide particles. The colloid mineralogical composition closely resembles the composition of the parent rock. Spatial variations in the structure and composition of the rock in contact with the waters, i.e. fissured rock versus shear joints, are reflected in the colloid composition. The properties of the study colloids, as well as the processes influencing them, can be considered as representative of the colloids present in groundwaters. 相似文献
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为了揭示天津滨海地区咸水储能回灌过程中含水层渗透性变化的机制,采用室内土柱试验的方法研究不同温度下咸水储能回灌过程中含水层胶体的释放量、释放速率以及胶体释放对含水层渗透性的影响,同时探讨了胶体释放过程中Ca2+的变化特征。研究结果表明,咸水储能回灌过程中含水层胶体释放是脉冲式的,表现为突然增加,然后缓慢降低,大约20个孔隙体积为一个周期;胶体累积释放量随着孔隙体积数的增加而增加;胶体释放量与孔隙体积数为分段函数,不同阶段胶体累积释放量增长幅度和释放速率发生变化。胶体释放过程中含水层的渗透系数随着孔隙体积数的增加呈“S”型曲线;0℃、10℃和20℃情况下咸水含水层渗透系数分别增加了4.02倍、12.21倍和6.63倍;不同温度下虽然含水层渗透系数开始有差异,但60个孔隙体积数后渗透系数均接近15 cm/d左右。胶体释放过程中也存在着Ca2+-K+、Na+ 阳离子交换作用,不同的温度下这种交换作用动态特征不同。 相似文献