近年來(lái)隨著石油開(kāi)采及其副產(chǎn)品加工量的大幅度增長(zhǎng),地下水中石油烴類(lèi)的污染日益嚴(yán)重。由于其在水中的溶解度較小,甚至不溶,一旦泄漏到地下環(huán)境中不僅難以檢測(cè),而且修復(fù)起來(lái)也是更加困難,因此成為近些年研究的熱點(diǎn)。原位沖洗技術(shù)在石油類(lèi)污染物的修復(fù)中應(yīng)用較為廣泛。由于表面活性劑能夠有效降低油-水之間的界面張力,并且達(dá)到臨界膠束濃度時(shí)會(huì)形成膠束,有效提升石油烴類(lèi)物質(zhì)的溶解性和流動(dòng)性,從而達(dá)到去除污染物的目的,因而常被用作地下水中石油烴類(lèi)污染物原位沖洗技術(shù)中的沖洗劑。不過(guò),在天然條件下,地下介質(zhì)的潤(rùn)濕程度是不同的,不同潤(rùn)濕性的介質(zhì)中污染物的遷移和分布也不盡相同。同時(shí),表面活性劑的加入也會(huì)對(duì)介質(zhì)的潤(rùn)濕性產(chǎn)生一定的影響,而對(duì)于這種由于外加表面活性劑所引起的介質(zhì)潤(rùn)濕性的改變以及對(duì)污染物遷移和分布的影響還未有過(guò)系統(tǒng)的研究。本文以柴油作為模擬污染物,首先利用可視化的微型模擬裝置研究了柴油在不同的潤(rùn)濕性介質(zhì)中的遷移分布情況;然后,利用一維模擬砂柱進(jìn)行地下水中柴油的驅(qū)替研究,分析介質(zhì)潤(rùn)濕性對(duì)表面活性劑驅(qū)替柴油污染物的影響,并結(jié)合介質(zhì)表面性質(zhì)的變化揭示了其變化機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):（1）利用二氯二甲基硅烷改性后的石英砂潤(rùn)濕性... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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技術(shù)路線圖

第2章表面活性劑及介質(zhì)潤(rùn)濕性對(duì)地下水NAPL去除的理論基礎(chǔ)13圖2.1楊氏方程示意圖測(cè)量接觸角的方法主要包括液滴法、固滴法、傾板法、張力測(cè)量法和Washburn法等，方法簡(jiǎn)單，可以直觀地得出結(jié)果。適用于純凈的液體，并且對(duì)于介質(zhì)表面光滑度要求較高，介質(zhì)表面粗糙時(shí)會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。（2）Amott法[65]該種方法通過(guò)滲吸和強(qiáng)制驅(qū)替來(lái)測(cè)定巖心的平均潤(rùn)濕性，潤(rùn)濕的流體會(huì)主動(dòng)滲吸進(jìn)入孔隙從而驅(qū)替非潤(rùn)濕流體。此種方法可以模擬真實(shí)的地下介質(zhì)環(huán)境，但是會(huì)受到介質(zhì)的初始飽和度影響，對(duì)于中間潤(rùn)濕的情況不敏感。（3）USBM潤(rùn)濕指數(shù)法[65]USBM潤(rùn)濕指數(shù)法是通過(guò)做功的方式，用一種流體驅(qū)替另一種流體，潤(rùn)濕流體驅(qū)替非潤(rùn)濕流體做的功小于相反驅(qū)替時(shí)所需的功。已有文獻(xiàn)表明[66]，潤(rùn)濕流體驅(qū)替非潤(rùn)濕流體所做的功與毛細(xì)管壓力曲線下對(duì)應(yīng)的面積成正比。求得兩種情況下毛細(xì)管壓力曲線并計(jì)算曲線下對(duì)應(yīng)的面積之比的對(duì)數(shù)即為潤(rùn)濕指數(shù)，就可以表征介質(zhì)的潤(rùn)濕情況。這種方法測(cè)量時(shí)間短，能快速獲得結(jié)果，可以測(cè)得介質(zhì)平均潤(rùn)濕情況，并且對(duì)中間潤(rùn)濕十分敏感。但是在地下水污染修復(fù)中不具備使用條件。本章小結(jié)目前表面活性劑在地下水NAPL修復(fù)的應(yīng)用中相關(guān)研究越來(lái)越多，因其結(jié)構(gòu)、組成、電性不同，對(duì)污染物去除的機(jī)制和效果也不同。而且，表面活性劑可通過(guò)靜電作用、范德華力等作用吸附在介質(zhì)表面，導(dǎo)致介質(zhì)表面潤(rùn)濕性改變。當(dāng)介質(zhì)潤(rùn)濕性改變時(shí)，NAPL在其中的遷移、分布以及賦存形態(tài)也會(huì)隨之改變。因

第3章介質(zhì)潤(rùn)濕性對(duì)NAPL遷移分布的影響研究18圖3.1水滴在介質(zhì)表面的聚集形態(tài)圖3.2.2接觸角測(cè)定方法本研究表征介質(zhì)潤(rùn)濕性的方法選用接觸角法中的“固滴法”，測(cè)試儀器為ZYC-2型接觸角儀，然后通過(guò)“量角法”獲得接觸角數(shù)值。測(cè)試步驟如下：首先稱取0.5g改性后的石英砂，將其均勻鋪設(shè)在表面有粘性的平板玻璃上，表面壓平，保證厚度大于2mm，然后利用滴管吸取少量去離子水滴在壓實(shí)的介質(zhì)表面，利用接觸角儀測(cè)試水-石英砂之間的接觸角。3.2.3可視化微型模擬裝置的制作可視化微型模擬裝置是以透明的亞克力板作為外壁材料，改性的石英砂作為內(nèi)填充介質(zhì)，用以模擬不同潤(rùn)濕性的含水層介質(zhì)，利用環(huán)氧樹(shù)脂膠將外壁材料和石英砂介質(zhì)粘合在一起，粘合時(shí)保證中間部分的改性石英砂中不浸入膠液。具體制備步驟如下：


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