黄河河口段水-沙-芳烃类污染物相互作用的数值研究

考虑复合污染条件下泥沙吸附污染物和泥沙冲淤运动对污染物输移扩散特性的影响,建立了非恒定非饱和输沙模型和污染物迁移转化模型,并结合黄河河口段利津至清7河段监测数据,研究该河段水流、泥沙过程及污染物迁移转化规律,分析了多组份共存的复合污染条件下苯酚、苯胺及氯苯之间的吸附竞争关系及其浓度变化情况。研究结果表明,从上游到下游先冲刷后淤积的河段中,溶解态污染物浓度值沿程降低,吸附态污染物浓度值沿程升高。三组分复合体系下各污染物之间存在竞争吸附,吸附态苯胺浓度值升高而溶解态浓度值降低,苯酚和氯苯在泥沙上的吸附作用受到抑制,吸附态浓度值有所下降,溶解态浓度值略有升高。     

河流泥沙与污染物相互作用数学模型

本文分析了水流-泥沙-污染物系统中主要物理化学过程对水体污染物的影响，以此为基础推导了描述吸附态、溶解态污染物迁移转化的基本方程。对于河床水体之间泥沙交换产生的环境变化，建立了泥沙冲淤对污染物影响的表达式，对于吸附解吸作用则采用以实验为基础的泥沙吸附动力学模式。根据三峡地区实测水沙、水质数据对模型进行了验证，研究结果表明，模型能够模拟泥沙冲淤过程中污染物的交换，并且可以反映泥沙吸附作用对水环境的动态影响，可以应用于河流及水库泥沙污染物相互作用的模拟和分析。     

泥沙污染水质模型研究综述

对现有的泥沙污染水质模型进行分类,总结了国内外泥沙污染基本问题及泥沙污染水质模型研究的成果,指出模型发展方面应加强泥沙与污染物相互作用机理研究,进一步揭示污染物在水体、悬浮泥沙、底泥之间迁移转化的机理,模型的建立应综合考虑污染物的沉降再悬浮、以及吸附解吸、底泥释放等动态过程。     

黄河多泥沙水体石油污染物自净实验研究

针对黄河泥沙对石油污染物的迁移转化影响这一突出特点 ,运用模拟实验方法 ,探讨了泥沙对石油污染物的吸附及石油污染物的挥发自净规律。实验结果表明 :泥沙对石油污染物的吸附速度很快 ,吸附量随着温度增加而降低 ,石油污染物具有很强的挥发自净能力。     

泥沙对营养物质吸附与释放研究进展分析

水体中的泥沙分布非常广泛，它对进入水环境系统的营养性污染物具有强烈的表面物理、化学和生物等作用，是污染物迁移、转化的主要载体。污染物与泥沙的作用对水体生态环境会产生影响。结合国内外研究最新动态，对泥沙及营养性污染物的形态、泥沙与水体水质的关系作了概述，重点对影响营养性污染物释放与吸附的因子作了分析，并对泥沙对营养性污染物吸附与释放存在的问题发表了一些见解。     

河流泥沙吸附磷的研究现状与展望

输送水流泥沙和营养物质是河流的主要功能之一。大坝等水利工程拦截泥沙的同时,改变了河流营养物质的迁移和转化。从国内外近20 a泥沙吸附磷的相关研究文献可以看出:泥沙对磷的吸附与泥沙颗粒的理化性质、水体初始磷浓度、含沙量以及环境因子等相关,即颗粒越细,表面吸附位越多,更有利于磷的吸附;水体初始磷浓度越高,吸附量越多;含沙量越大,总吸附量越大,单位质量泥沙吸附量越少;泥沙吸附磷的机理模型主要有热力学模型和动力学模型两类,Langmuir模型和Freundlich模型在等温吸附中应用较广;二级动力学模型对泥沙吸附磷的全过程拟合程度更高;在河流生态系统中,泥沙吸附的磷以颗粒态磷的形式作为生物可利用磷的储备,间接影响水生生物的生长。颗粒态磷与水生生物的生长关系、吸附量与含沙量等多因子的动力学模型在今后有待进一步研究。     

水环境中泥沙作用研究进展及分析

首先分析了泥沙在微观和宏观方面，对污染物迁移转化过程中的影响。泥沙通过吸附、解吸作用，同时通过泥沙运动，共同影响着污染物的赋存状态，从而影响着水体环境质量的变化。本文系统总结了在泥沙吸附解吸污染物机理、影响因素、数学模型等方面，已经进行的研究工作所取得的成果，并讨论了有待进一步研究的内容。     

黄河泥沙对水质的影响研究进展

系统地总结了黄河泥沙的粒度组成、矿物组成、化学组成和电化学性质等基本特征,着重评述了黄河泥沙的吸附效应对水质产生的巨大影响及泥沙污染水质模型的研究进展,提出了该研究领域今后发展方向的重点:大力开展和加强优先控制污染物在水体中的种类、形态、含量、分布、迁移、转化和归宿研究、黄河水质主要参数监测方法、评价方法与评价标准研究和泥沙污染机理模型研究。     

重金属污染物动态吸附试验及数学模拟

本文采用泥沙动力学中Ｒｏｕｓｅ等人用来研究泥沙浓度沿垂线分布的装置。对泥沙吸附重金属污染物进行了动态模拟。试验分有底泥和无底泥两种情况。研究中发现在Ｒｏｕｓｅ装置的水力、泥沙条件下泥沙吸附重金属污染物达到平衡状态需要６小时以上，由极坐标下的重金属迁移转化数学模型方程，在本文具体试验条件下进行数值求解，计算结果和试验结果合良好，说明数学模型是正确合理的试验是可靠的。计算时依据室内静态试验结果，对动态     

附着生物膜的泥沙颗粒对磷的吸附特性研究

附着在泥沙表面的生物膜具有很强的吸附特性,对水环境中营养盐等物质的迁移转化具有重要的作用.本文对去除生物膜的泥沙和表面附着生物膜的泥沙分别进行了吸附营养盐磷的实验研究,对比了去除生物膜与附着生物膜的泥沙颗粒对磷的吸附能力,研究了附着生物膜的泥沙颗粒吸附磷的动力学及热力学特征.研究结果表明,去除生物膜的泥沙对磷的吸附性微小,而附着生物膜的泥沙颗粒对磷的吸附能力很强,在相同条件下附着生物膜的泥沙颗粒的吸附量比纯净泥沙吸附量高出1个数量级;同时附着生物膜的泥沙颗粒吸附磷的动力学特性符合准二级动力学模型,等温吸附特性符合Langmuir等温式,吸附速率和平衡吸附量随泥沙粒径减小而增大.     

河流重金属迁移转化分相模型研究

从重金属的迁移转化机理出发,考虑泥沙作用对重金属迁移转化的影响,建立了重金属迁移转化分相模型,并对模型的模拟效果和各相态的模拟结果作了分析.结果表明:在资料缺乏的情况下,模型模拟效果基本能够反映污染物的变化趋势,各相态重金属浓度的变化趋势也基本合理.     

河流泥沙随机吸附理论及试验研究

本文建立了泥沙吸附重金属污染物的随机理论。根据这个吸附理论可以发现对河流泥沙吸附重金属污染物的相对吸附量及其概率密度函数起主要影响的参数是:溶解态重金属污染物浓度G、吸附系数K_1和均方差D。本文还提出了综合参数Z的概念。Z能综合反映参数G、K_1和D的影响。根据汉江、渭河等江河中泥沙吸附重金属离子的实验资料对该随机吸附理论进行了验证,结果表明计算值和实测者吻合较好。     

河流底泥重金属污染研究进展

随着经济和社会的发展,大量未经处理的污染物直接排入河道中,大多数重金属等污染物被泥沙吸附,沉积在河道底泥中。当外部条件发生变化时,底泥重金属会被重新释放出来,可能会造成水体的二次污染。在参考大量研究文献的基础上,对国内外底泥重金属样品检测、污染程度评价、迁移转化过程及污染物治理研究进行了系统总结。目前的研究忽视了重金属在沿底泥深度方向的分布及污染情况,没有形成多种污染评价方法的综合运用,对底泥重金属迁移转化过程的理论研究不足。     

附着生物膜的泥沙颗粒对磷的吸附特性研究

附着在泥沙表面的生物膜具有很强的吸附特性，对水环境中营养盐等物质的迁移转化规律具有非常重要的作用。本文采用实验手段分别对去除表面杂质的纯净泥沙和表面附着生物膜的泥沙进行吸附营养盐磷的实验研究，对比了去除生物膜的泥沙与附着生物膜的泥沙对磷的吸附能力，研究了附着生物膜的泥沙颗粒吸附磷的动力学及热力学特征。研究结果表明，去除表面杂质的纯净泥沙对磷的吸附性微小，而附着生物膜的泥沙颗粒对磷的吸附能力很强，在相同条件下附着生物膜的泥沙颗粒的吸附量比纯净泥沙吸附量高出1个数量级；同时附着生物膜的泥沙颗粒吸附磷的动力学特性符合准二级动力学模型，等温吸附特性符合Langmuir等温式，吸附速率和平衡吸附量随泥沙粒径减小而增大。     

河流泥沙磷迁移过程的数学模型研究

水体中磷的迁移转化过程,对于河流生态环境有着至关重要的影响。传统的水质模型缺乏对磷迁移转化过程机理和规律的深入探讨与分析。本文建立河流中水动力-泥沙-磷迁移过程的分相模型,在水流运动与泥沙输移模拟的基础上,从基本的化学反应出发,研究磷在河流中的迁移过程。首先,考虑天然河流中磷的来源及其不同形态,基于泥沙颗粒表面电荷非均匀分布的认识,利用修正后的表面络合模型研究悬移质泥沙对磷的吸附;其次,分析有氧与无氧条件下泥沙颗粒中铁/铝(氢)氧化物的不同形态,以描述磷在活性底泥层中的赋存形式;然后,重点关注河床冲淤变形,分析磷在河床表面的沉积与再释放。最后,本文设计磷水槽试验,分析泥沙颗粒运动对磷迁移的影响,并对模型进行验证。结果表明,泥沙运动对磷迁移有显著影响,磷浓度沿程分布与含沙量间存在较好的线性关系,尤其是溶解相磷;本文建立的模型可以合理地反映磷随着泥沙颗粒的迁移过程。     

黄河泥沙对氮迁移转化的影响及环境效应

黄河具有高泥沙含量的特点,泥沙对营养元素和污染物的迁移转化具有重要的影响。含氮化合物是我国河流的主要污染物之一,是国家重点防控污染物,是影响河流水体健康的重要因素。本文基于实验室模拟实验和野外采样研究成果系统综述了泥沙对河流氮迁移转化的影响及其环境效应。重点分析了(1)黄河水体含氮化合物的时空分布特征及来源;(2)含氮化合物的悬浮泥沙-水界面过程以及悬浮泥沙对氮转化过程的促进作用;(3)悬浮泥沙含量和粒径等对有机氮降解、硝化作用、反硝化作用、耦合硝化反硝化作用以及厌氧氨氧化作用的影响;(4)泥沙对温室气体N_2O产生和排放的影响,以及(5)水沙条件变异对氮迁移转化作用的影响。研究结果可为气候变化和人类活动双重作用下河流氮污染治理以及温室气体的排放控制提供科学依据。     

浅析兰州段黄河泥沙-COD_(Mn)污染

泥沙不仅是水体的主要污染物。同时众多的污染物在水体中的迁移、转化等物理化学过程在很大程度上受泥沙的影响,有时甚至是控制性的影响。本文通过对黄河兰州段1998—2002年CODMn监测资料分析,结合该河泥沙情况,认为CODMn浓度的变化与泥沙有一定关系。     

颗粒态和溶解态磷浓度计算公式的推导与验证

河流水体中的含磷营养物质与较细颗粒的悬移质泥沙发生吸附作用,将对水质循环过程产生影响。基于拟合磷与泥沙颗粒吸附过程的Langmuir方程和修正Langmuir方程分别推导了计算颗粒态磷(PP)和溶解态磷(DP)的计算公式。并采用香溪河泥沙样品的磷吸附实验数据和野外观测数据验证了推导公式,计算结果与实测值符合良好。研究结果表明:当悬移质泥沙浓度较低时,可采用线性吸附方程近似计算颗粒态和溶解态磷浓度,但当悬移质泥沙浓度较高时,需要采用本研究推导的计算公式,特别是解吸和吸附现象并存时,需要使用基于修正的Langmuir模型推导的计算式。研究成果可用于水质或水生态模型建模。     

多沙河流中石油类污染物迁移的一维数学模型(Ⅱ-解吸模型)

本文建立了一维河流石油类污染物“解吸为主”的动态水质模型。模型方程中考虑了河流悬移质、推移质泥沙和底泥与石油类之间发生的吸附\解吸的动态过程，以及河流弥散作用对石油类污染物在多沙河流中迁移的影响。模型还考虑了底泥解吸与泥沙解析在速率上的差别，使模型更加精确实用。运用拉普拉斯变换，求得了模型方程法的解析解。用室内烧杯试验的方法确定出了研究区域内的污染底泥解吸常数kdw；结合室内水槽动态试验，对解吸模型进行了验证。结果表明，该模型能够较好地描述一维多沙河流污染沉积物中石油类污染物的解吸过程。     

土壤水环境中有机污染物运移环境预测模型的研究

本文综合考虑有机污染物在土壤-水环境体系中扩散、吸附解吸、分配以及微生物降解条件，建立了土壤水环境中有机污染物运移耦合的动力学模型。模型中包含了有机污染物非平衡吸附动力学过程与固相吸附污染物被微生物降解环境行为，并采用分裂算符方法推导出了数学模型的有限元格式，编制了计算程序。通过数值算例分析了油气田地区落地原油在土壤水环境中迁移转化问题，探讨了模型参数λ、α变化对有机污染物运 移的影响，同时与SCOW模型进行对比分析，验证了数值模型的可靠性与实用性，这对于定量研究有机污染物在土壤-水环境中分配与归宿以及实验室模型参数的测定提供了可靠的理论依据，同时为污染预测、预报与防治提供科学的根据与途径。