岩溶区垃圾填埋场渗沥液氨氮在饱和带粘土中迁移影响研究

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垃圾填埋场周围土壤和地下水受到氨氮污染问题成为国内关注焦点,在其他工农业中,地下水环境也出现不同程度污染。本文以云南岩溶区某垃圾填埋场为研究对象,通过现场调查、室内实验和数值模拟相结合的方法研究氨氮在垃圾填埋场底部粉质粘土层及地下水中迁移规律,论文研究主要得到以下结论:(1)以粉质粘土为吸附介质,做了静态吸附、动态吸附和解吸试验,了解了粉质粘土对污染物氨氮的静态吸附、动态吸附和解吸的过程,并总结了粉质粘土等温吸附的规律。粉质粘土对氨氮的吸附能力较强,准二级动力学方程对供试土壤吸附和解吸氨氮的实测曲线拟合度较高,能够用来描述本实验条件下研究区土壤吸附和解吸氨氮的过程,并且氨氮的等温吸附实验符合Langmuir曲线方程。(2)利用土柱模型做粉质粘土做氨氮渗透实验,氨氮在土柱内迁移受吸附作用明显,氮素主要以氨氮的形式存在。粉质粘土吸附氨氮的完全穿透的时间较长,氨氮的穿透曲线总体表现为先平缓再逐渐变陡,最后再变缓慢。在32h小时内,粉质粘土吸附氨氮的速率较快,最后趋于吸附平衡状态。(3)在数值模拟中,污染源的面积越大,受污染的区域越大。氨氮污染羽状物在潜水面以上的包气带中在降雨作用下,向下伏潜水面迁移,受粉质粘土层渗透性较差和吸附作用的影响,特征污染物到达潜水面的浓度大幅降低,而到达第二层岩溶含水层后,特征污染物会快速向东侧岩溶落水洞方向迁移扩散,最终汇入落水洞中。考虑吸附作用下以及渗沥液氨氮浓度较低情况下,粉质粘土层的防渗以及截污能力较好,减少对地下水的污染。(4)在渗透系数小的粉质粘土层中,氨氮污染物基本集中在污染源的附近,距离污染源越远,氨氮的浓度越小。随着地下水流的作用和弥散作用下,氨氮随着水流迁移,导致地下水受到污染。(5)氨氮污染物随地下水运移过程以对流-弥散作用为主,吸附作用起到滞后作用。在同一位置氨氮的浓度随时间呈逐渐增大的趋势,最后达到平衡状态。
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