沙質灘涂石油污染物吸附與釋放過程研究
發(fā)布時間：2020-08-25 03:54
【摘要】： 隨著石油化工工業(yè),海洋交通運輸,海洋石油開發(fā)的日益發(fā)展,海洋溢油事故頻繁發(fā)生以及大量陸源含油廢水排入海洋,所以石油烴類化合物已成為近岸海域最主要的污染物之一。海上溢油發(fā)生以后,少量可溶性油和乳化油進入水體,而大部分漂浮在水面,在近岸風浪和潮汐作用下,海上溢油被帶到海灘,大量地粘附在沙質灘涂表層,并在海水和大氣降水作用下向沙體內部入滲和擴散,有可能使整個沙灘受到石油污染。同時,海上溢油在近岸海域水動力作用下又向海水中緩慢釋放,從而使近岸海域受到長期的危害。深入研究石油污染物在沙質海灘中的吸附與釋放過程,對于海灘石油污染的控制和原位修復具有重要的科學價值。 本文系統地研究了石油污染物在沙質灘涂-水系統中吸附與釋放過程。首先通過批量試驗系統地研究了不同沙質灘涂對可溶性油的吸附動力學曲線和吸附等溫線,并分析了含沙量、粒徑、溫度、pH值和鹽度對吸附作用的影響;研究了沙質灘涂受到石油污染后的釋放過程,確定了可溶性油的釋放動力學曲線,分析了含沙量、溫度、pH值和鹽度對釋放作用的影響;并對吸附機理進行了探討。然后通過土柱試驗,研究了沙質灘涂表層受到石油污染后對底層沙質灘涂的影響及其對地下水的影響,測定了可溶性油的釋放動力學曲線,分析了潮汐和不同上浮水高度作用下沙質灘涂中油類污染物的釋放過程;研究了間歇進水作用下石油污染物在沙質灘涂中對流和彌散過程中,土柱剖面不同深度處孔隙水中油濃度分布以及在不同深度處沙質灘涂內可溶性油的分布情況。通過波浪槽試驗研究了在沙質灘涂-水系統中石油污染物的吸附與釋放過程,測定了可溶性油的吸附與釋放動力學曲線,分析了在吸附與釋放后沙質灘涂平面上和剖面上可溶性油的分布以及在低波和高波條件下可溶性油的吸附與釋放規(guī)律。通過上述一系列的試驗研究,得出了一些新的認識和結論,主要包括: (1)通過批量試驗研究得出,沙質灘涂對海水中可溶性油的吸附屬于物理吸附且符合對數型動力學曲線,吸附平衡時間約為10h,沙質灘涂對于可溶性油的吸附是放熱過程,反之亦然。沙質灘涂對海水中可溶性油的吸附等溫線均為直線型理想吸附,符合Henry型吸附等溫式;沙質灘涂對海水中可溶性油的吸附量
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：X55
【圖文】：
沙質灘涂石油污染物吸附與釋放過程研究14圖2-1 正烷烴和芳香烴在水中溶解度[42]Fig.2-1 Solubility of normal alkylate and arene2.2.3 石油的粘滯性在同一地區(qū)灑落或泄漏的油品，其直接入滲的能力很大程度上取決于油品的粘滯性。動力粘滯度是反映石油制品抵抗重力流動的一個指標，其值越大，在土壤中遷移的能力越低。動力粘滯度和蒸汽壓呈反比，從汽油到煤油、柴油和潤滑油，蒸汽壓逐漸降低，而動力粘滯度則不斷提高[43]（見表 2-3）。相比之下，汽油可以在土壤中快速移動，而柴油、潤滑油（特別是一些高粘度的原油）在土壤中的遷移能力大大降低，所以輕質油的泄漏有更大的污染潛力。表 2-3 石油制品的粘滯度[43]Table 2-3 Viscosity of oil products石油制品 汽油 飛機油 煤油 柴油 輕燃油 重燃油 潤滑油 回收油動力粘度系數（10-2cm2/s）0.5～0.6 0.5～1.2 1.5～2.0 2～4 1.4～3.6 5.8～194 400～600 40～600Kessler 等[44]人采用柱狀滲透儀
圖 3-2 三種吸附模式對應的吸附等溫線Fig.3-2 Three adsorptive modes the correspondence to adsorptive isotherms.3 沙質灘涂對石油污染物的吸附規(guī)律3.1 吸附動力學過程為了確定沙質灘涂對可溶性油的吸附平衡時間，分別選擇 S 沙樣和 Y 沙樣吸附動力學試驗。（1）試驗內容和方法石油飽和溶液的制備：在大塑料桶中加入 2/3 的海水，再加入 1:1H2SO4水 pH 值調節(jié)在 3～4 之間（抑制微生物對油類污染物的降解作用），然后在上滴加過量 0 號柴油，充分攪拌后，靜置 1～2d，使石油溶解達到飽和。然
涂釋放可溶性油土柱試驗法沙質灘涂受到石油污染后在大氣降水和統的影響，設計下面一組試驗進行研究機玻璃柱裝入人工配制油污沙質灘涂， 30mm,內徑為 24mm，土柱中沙質灘涂一 10mm 厚的襯托層，干容重 1.398g，在土柱下端均勻布孔取水樣，進水用行淋濾，為了抑制微生物對石油類污染 之間，試驗裝置見圖 4-3。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：X55
【圖文】：
沙質灘涂石油污染物吸附與釋放過程研究14圖2-1 正烷烴和芳香烴在水中溶解度[42]Fig.2-1 Solubility of normal alkylate and arene2.2.3 石油的粘滯性在同一地區(qū)灑落或泄漏的油品，其直接入滲的能力很大程度上取決于油品的粘滯性。動力粘滯度是反映石油制品抵抗重力流動的一個指標，其值越大，在土壤中遷移的能力越低。動力粘滯度和蒸汽壓呈反比，從汽油到煤油、柴油和潤滑油，蒸汽壓逐漸降低，而動力粘滯度則不斷提高[43]（見表 2-3）。相比之下，汽油可以在土壤中快速移動，而柴油、潤滑油（特別是一些高粘度的原油）在土壤中的遷移能力大大降低，所以輕質油的泄漏有更大的污染潛力。表 2-3 石油制品的粘滯度[43]Table 2-3 Viscosity of oil products石油制品 汽油 飛機油 煤油 柴油 輕燃油 重燃油 潤滑油 回收油動力粘度系數（10-2cm2/s）0.5～0.6 0.5～1.2 1.5～2.0 2～4 1.4～3.6 5.8～194 400～600 40～600Kessler 等[44]人采用柱狀滲透儀
圖 3-2 三種吸附模式對應的吸附等溫線Fig.3-2 Three adsorptive modes the correspondence to adsorptive isotherms.3 沙質灘涂對石油污染物的吸附規(guī)律3.1 吸附動力學過程為了確定沙質灘涂對可溶性油的吸附平衡時間，分別選擇 S 沙樣和 Y 沙樣吸附動力學試驗。（1）試驗內容和方法石油飽和溶液的制備：在大塑料桶中加入 2/3 的海水，再加入 1:1H2SO4水 pH 值調節(jié)在 3～4 之間（抑制微生物對油類污染物的降解作用），然后在上滴加過量 0 號柴油，充分攪拌后，靜置 1～2d，使石油溶解達到飽和。然
涂釋放可溶性油土柱試驗法沙質灘涂受到石油污染后在大氣降水和統的影響，設計下面一組試驗進行研究機玻璃柱裝入人工配制油污沙質灘涂， 30mm,內徑為 24mm，土柱中沙質灘涂一 10mm 厚的襯托層，干容重 1.398g，在土柱下端均勻布孔取水樣，進水用行淋濾，為了抑制微生物對石油類污染 之間，試驗裝置見圖 4-3。
【引證文獻】
相關碩士學位論文 前3條
1 韓輝;重油在膠州灣沉積物上的吸附解吸行為及其影響因素研究[D];中國海洋大學;2011年
2 紀召啟;舟山海域海洋懸浮顆粒物對重質燃料油的吸附研究[D];中國海洋大學;2008年
3 高
本文編號：2803237
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