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本文从静态实验和动态实验相结合的角度出发,讨论了长江水体中泥沙浓度及其泥沙粒径对吸附动力学、吸附量及吸附等温线的影响。实验中采用模拟水动力条件的紊动装置,对不同水动力条件下泥沙浓度、泥沙粒径的垂向分布进行研究,测定了水相中菲浓度,悬浮物的垂向吸附量和菲在三相中的分布。建立了预测模型,所建立的模型可对不同水动力条件下水相中菲浓度、悬浮物的垂向吸附量及菲在三相中的分布进行预测。
研究表明,单位质量泥沙的吸附量与泥沙浓度有关,在菲投加量一定的情况,水相中泥沙浓度增大导致单位质量泥沙吸附量减小。通过建立有机物的质量守恒方程,系统的讨论了两者之间的关系,得到了单位质量泥沙吸附量与泥沙浓度之间的关系式。泥沙粒径对菲吸附的影响主要是因为不同的泥沙粒径上具有不同的有机碳含量。菲在泥沙上的吸附机理为分配作用,有机碳含量是影响菲吸附的最重要因素。不同粒径对菲的吸附基本上6h可以达到吸附平衡,不同粒径对菲的吸附量的顺序依次为:(0.125mm<Ф<0.2mm)>(Ф<0.025mm)>(0.063mm<Ф<0.125mm)>(0.025mm<Ф<0.063mm),吸附量与有机碳含量呈显著的正相关,推测的吸附机理主要为分配作用。
相同水动力条件下,紊动实验装置中泥沙浓度及泥沙粒径组成的垂向分布不明显;不同水动力条件下,随着紊动扩散系数的增加,泥沙浓度增加,泥沙粒径的分布中大颗粒泥沙所占的比重增加。相同水动力条件下水相中菲的分布均匀,各层悬浮泥沙对菲的吸附量变化不大。不同水动力条件下,随着水动力强度的增大,水相中菲的浓度逐渐变小,水相中所含菲量减小;悬浮泥沙对菲的吸附量减小,但悬浮相中吸附菲的总质量逐渐增大,沉积相中吸附的菲随着紊动扩散系数增大具有减小的趋势。因此,水动力条件的变化对有机污染物在水环境中的迁移转化起着重要的作用,水动力条件的变化会导致有机污染物在水相和固相中相互转移,进而影响有机污染物在水体中的迁移转化行为。