【摘要】：大慶市作為全國重要的石油化工城市,擔(dān)負(fù)著國家的命運,為中國的現(xiàn)代化建設(shè)奉獻(xiàn)了寶貴的物質(zhì)財富。大慶市油田目前已進(jìn)入高含水后期開采階段,因此在工業(yè)上采用三元復(fù)合驅(qū)來提高石油采收率。若三元復(fù)合驅(qū)中的聚丙烯酰胺(PAM)在配置、運輸或注入的過程中發(fā)生泄露,會對大慶市土壤造成嚴(yán)重的污染。除此之外,PAM在農(nóng)業(yè)方面也有著及其廣泛的應(yīng)用,過量的PAM泄露到土壤中,會引起土壤板結(jié)等不良影響。但目前鮮有關(guān)于PAM對大慶市土壤影響的報告,因此建立PAM遷移模型,總結(jié)PAM的遷移規(guī)律,對于預(yù)防以及治理PAM造成的污染具有深遠(yuǎn)的意義。本文通過靜態(tài)吸附實驗確定了PAM在黑鈣土和鹽堿土中的吸附特征,其等溫吸附曲線和等溫吸附方程表明PAM在兩種土壤中均呈Langmuir吸附,PAM在黑鈣土中的吸附量大于在鹽堿土中的吸附量,造成這種現(xiàn)象的主要原因是黑鈣土中蒙脫石含量較高而有機質(zhì)的含量較低。實驗結(jié)果表明,PAM在40℃的環(huán)境中吸附量達(dá)到最大。通過動態(tài)遷移實驗探討孔隙速率對于PAM在土壤中遷移的影響,實驗結(jié)果表明,隨著流量Q的增大,PAM達(dá)到平衡濃度所需要的體積減小。動態(tài)遷移實驗采用KBr作為示蹤劑,根據(jù)Br~-在黑鈣土和鹽堿土中的BTCs(濃度突破曲線),估算CDE模型中的動力學(xué)參數(shù),黑鈣土的縱向彌散度為0.0044m,鹽堿土的縱向彌散度為0.0072m,該數(shù)據(jù)為預(yù)測污染物在大慶市重要類型土壤的遷移轉(zhuǎn)化過程提供了重要的實驗依據(jù)。文獻(xiàn)記載表明,由于PAM為高度纏結(jié)型大分子化合物,因此使用T-S模型能夠較為準(zhǔn)確的描述PAM的遷移過程,將PAM的等溫吸附方程與T-S方程耦合,得到PAM的遷移模型,實驗結(jié)果表明該模型能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測PAM在土壤中的遷移過程;根據(jù)PAM在兩種土壤中的BTCs估算T-S模型中的動力學(xué)參數(shù),估算結(jié)果表明PAM在大慶市重要類型土壤呈非平衡吸附,而孔隙速率v是影響PAM在土壤中遷移的重要因素,隨著孔隙速率v的增大,質(zhì)量傳遞系數(shù)?增大,因此隨著孔隙速率v的增大,PAM達(dá)到平衡所需的體積減小,該結(jié)論與實驗結(jié)果相吻合。進(jìn)一步探討孔隙傳遞速率v與質(zhì)量傳遞系數(shù)?之間的關(guān)系,結(jié)果表明,PAM在黑鈣土和鹽堿土中的遷移的孔隙速率v和質(zhì)量傳遞系數(shù)?之間呈較好的線性關(guān)系,其線性關(guān)系分別為:?(28)131.9v(10)14.38,R~2=0.954;?(28)70.87v(10)8.43,R~2=0.945。在流量相同的情況下,PAM在黑鈣土中達(dá)到平衡濃度的所需體積明顯小于在鹽堿土中所需的體積,這是由于鹽堿土中有機質(zhì)含量較多,大尺寸團(tuán)聚體含量較多,因此鹽堿土的吸附能力較差。將PAM的遷移模型用于預(yù)測不同時間內(nèi)PAM的遷移深度。實驗結(jié)果表明,在自然狀態(tài)下遷移速度達(dá)到穩(wěn)定時,PAM在黑鈣土中的遷移速度為:14.58×10~(-3)cm/h,質(zhì)量傳遞系數(shù)為16.37 mg/(L·min),其中吸附作用是影響PAM在黑鈣土中遷移的重要因素。當(dāng)PAM泄露到土壤中時,大部分PAM將會殘留在上方土壤中,只有小部分會繼續(xù)向下遷移,因此應(yīng)及時采取措施處理被污染區(qū)域,可有效防止污染范圍的擴大。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X131.3;TE357.46;O647.3
【圖文】：

陰離子型染料，利用光譜分析脫色處理前后的陰離子染料，對比結(jié)果表明染料中的磺酸基與合成的陽離子型 PAM 中的季銨基相互作用。原金海等[35]利用水溶液共聚法合成陽離子型 PAM。在 50℃使用 200mg/L 的陽離子型 PAM 處理 pH 為 3 的染料廢水，此時絮凝效果最佳，處理后的廢水化學(xué)需氧量由 1648mg/L 降至 490mg/L, 脫色率可達(dá)到54.45%。1.3 水溶性污染物在非飽和土壤中的遷移轉(zhuǎn)化模型及其應(yīng)用當(dāng)污染物到達(dá)非飽和土壤時，一部分會殘留在土壤孔隙中直至飽和，另一部分污染物由于重力作用會繼續(xù)向下遷移，在低滲透率的土壤中，這部分污染物在遷移的過程中可能發(fā)生橫向遷移，造成更大范圍的污染；在高滲透率的土壤中，這部分污染物會繼續(xù)向下遷移至毛細(xì)水帶頂端，甚至進(jìn)一步對地下水產(chǎn)生污染。其具體過程如下圖 1.1 所示。根據(jù)研究表明，水溶性污染物在非飽和土壤中遷移主要受到對流、彌散、擴散等作用的影響。污染物在某種特定區(qū)域的土壤中還會受到吸附、生物降解、揮發(fā)等作用的影響。了解污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化的過程，對于建立污染物在特定區(qū)域的遷移轉(zhuǎn)化方程具有重要意義。

東北石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文影響不大，但吸附速率 K 在實驗中起決定性作用，表明吸附的遷移過程重要因素，土壤具有防止污染物浸出的能力�；A(chǔ)上，許多學(xué)者對傳統(tǒng)的 CDE 模型進(jìn)行改進(jìn)，建立出新的確的預(yù)測水溶性污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程，使可溶性污范圍。）模型ten 等[53]提出了 T-R 模型假設(shè)，該模型分為動水區(qū)和不動水區(qū)溶液發(fā)生對流作用和彌散作用；在不動水區(qū)，溶液在介質(zhì)中主圖如下圖 1.2 所示。其表達(dá)式如式（1-10）、式（1-11）所示)Cm X( mDm Cm X qCm) (Cm Cim) ( m lm f sm)Cm mimimsimimimCCfCtfKC()[(1)](1)lim

圖 1.3 T-S 模型的機理圖gga 等[56]設(shè)計了一系列的土柱實驗并利用 T-S 模型來模擬草甘膦，甲拌磷和中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。根據(jù)三種農(nóng)藥的 BTCs(濃度突破曲線)與模擬數(shù)據(jù)對比模型能夠較為準(zhǔn)確的描述三種農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程。 T-R 模型除了可以用來預(yù)測污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化情況，還可以確定物特性，通過進(jìn)行相應(yīng)的土柱實驗并計算其動力學(xué)參數(shù)，可以確定該物質(zhì)是否層或土壤改良劑來阻止污染物的進(jìn)一步移動。Qin 等[57]將不同體積比例的細(xì)砂混合，制成性質(zhì)相對穩(wěn)定的土柱，在恒定水壓下，放入等量的 NaBr，測定不同體積含量 Pisha 的土柱中，Na+、Br-的滲出液的相對濃度，繪制s。首先運用 CDE 模型和 T-R 模型對 Na+進(jìn)行模擬，并與測量得到的 BTCs通過計算兩種擬合曲線的 SSQ（殘差平方和）可以發(fā)現(xiàn) T-R 模型能夠更好土柱中的遷移轉(zhuǎn)化情況。實驗結(jié)果表明，Pisha 中蒙脫石含量較多，遇水后，隨著 Pisha 體積增大，污染物流體的孔隙速度減小，土柱的水力傳導(dǎo)系數(shù)計算發(fā)現(xiàn) T-S 模型能夠較好的模擬 Na+遷移狀況，Pisha 不但會造成孔隙流會造成 Na+的吸附作用增大。因此可以得出結(jié)論，Pisha 可以較好的阻止 Na+

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2782087