發(fā)布時間：2020-11-19 19:56

　　 我國皮革工業(yè)在快速發(fā)展的同時,也造成了嚴重的環(huán)境污染問題。制革污泥作為制革過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,由于產(chǎn)量大、處理成本高,往往大量被掩埋或堆置在未修防滲層的農(nóng)田區(qū),污泥中可溶性污染物隨降水淋濾下滲,導致包氣帶乃至地下水污染。本文以河北省辛集市某制革污泥堆放場地為研究區(qū),分析制革污泥的基本性質(zhì),在確定特征污染物為鉻和氨氮的基礎(chǔ)上,首先對研究區(qū)典型土壤剖面中鉻和氨氮的污染特征及分布規(guī)律進行分析,同時,結(jié)合室內(nèi)靜態(tài)及動態(tài)浸出實驗,研究了制革污泥中氨氮的溶解釋放規(guī)律。其次,通過吸附實驗和一維土柱實驗研究不同介質(zhì)(粉土和細砂)對三價鉻和氨氮的吸附機理,揭示了Cr(Ⅲ)和氨氮共存條件下對土壤吸附氨氮的影響。最后,通過示蹤實驗獲取介質(zhì)的基本參數(shù),利用Hydrus-1D模型模擬預測了氨氮在粉土介質(zhì)中不同時間段的遷移距離,評估污泥中氨氮釋放可能對包氣帶和地下水造成的污染風險。主要取得以下結(jié)論:1、污泥中高含量的氨氮及鉻已對包氣帶淺層土壤造成嚴重污染。鉻在土壤中受吸附和沉淀作用明顯,難以向下遷移。但氨氮遷移較強,環(huán)境風險較大。2、固液比的減小、浸出時間的增長、溫度的升高以及pH的降低均能促進污泥中氨氮的釋放;淋濾實驗表明氨氮快速釋放,隨時間推進,下降速度趨于緩慢。3、粉土和細砂對氨氮的吸附主要是化學吸附作用,氨氮的等溫吸附曲線與Freundich模型擬合的相關(guān)系數(shù)較高。粉土對Cr(Ⅲ)有較強的吸附能力,Cr(Ⅲ)的存在會降低粉土對氨氮的吸附能力。4、氨氮在包氣帶介質(zhì)中運移過程受到明顯的吸附作用的影響,穿透曲線出現(xiàn)了明顯的拖尾現(xiàn)象。Cr(Ⅲ)在粉土柱幾乎不發(fā)生遷移,Cr(Ⅲ)在細砂柱中遷移受pH影響較大,遷移過程較為緩慢。5、在未考慮硝化作用的情況下,利用Hydrus-1D對氨氮研究區(qū)45m厚包氣帶中遷移過程進行模擬,表明低濃度氨氮短時間內(nèi)很難對穿透包氣帶對地下水造成污染,而高濃度在長時間作用會造成地下水氨氮污染。
【學位單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X794;X131
【部分圖文】：

1 緒論研究固液比、浸出時間、溫度和浸取劑 pH 值等環(huán)境因同環(huán)境條件下制革污泥中污泥中特征污染物的釋放規(guī)律污染物在不同包氣帶介質(zhì)中的吸附行為研究滲濾液中特征污染物Cr(Ⅲ)和氨氮作為研究對象，選擇不細砂、粉土)對污染物進行吸附實驗、一維柱模擬實驗，獲取污染物在不同土壤中的平均滲透系數(shù)、彌散系數(shù)、分在粉土中遷移過程模擬和靜態(tài)吸附實驗獲取參數(shù)的基礎(chǔ)上，通過建立數(shù)學模型濃度氨氮在包氣帶中遷移，總結(jié)氨氮在包氣帶中的遷移線

累計開展淺層包氣帶土壤剖面鉆探3個，完成制革污泥、土壤樣品采集與測試 50 余組，并對制革污泥的理化特征和其中污染物濃度等指標進行了分析，同時檢測了剖面不同深度的土壤樣品中鉻和氨氮濃度。分析了制革污泥中鉻和氨氮含量以及其在包氣帶埋深0-160cm 內(nèi)的垂向分布規(guī)律以及污染特征，探討制革污泥堆存狀態(tài)下對包氣帶的污染風險。2.1 研究區(qū)概況本次研究區(qū)位于河北省石家莊市辛集，辛集市是全國著名的皮革業(yè)中心。近些年，雖然辛集皮革業(yè)發(fā)展快速、生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，然而造成了制革污染物累積，環(huán)境污染的問題日益凸顯。錨營制革工業(yè)區(qū)大約有 200 家企業(yè)，主要以從事皮革的生產(chǎn)、加工為主。工業(yè)區(qū)雖然已對各企業(yè)產(chǎn)生的制革廢水進行了有效處理，但是未有效地處置大量的制革污泥，而是將其隨意堆放或填埋在農(nóng)田區(qū)，嚴重的破壞了當?shù)氐沫h(huán)境[51]。前期實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，雖然錨營村工業(yè)園區(qū)目前已配有相應的污水處理廠，工業(yè)園區(qū)附近溝渠無工業(yè)廢水，但是在附近農(nóng)田發(fā)現(xiàn) 2 處大面積的皮革污泥堆存場（圖 2-1），氣味刺鼻，附近寸草不生。

周邊為農(nóng)田（圖2-2）。在 2014 年以前，該地區(qū)主要為荒廢的農(nóng)田區(qū)（未污染），2014 年以后開始在坑中大量堆放的制革污泥，污泥堆存面積約 30000m2。2017 年對該制革污泥污染場地完成異位修復處理。圖 2-2 場地歷史變遷圖(左：污泥堆存前 右：污泥堆存后)Fig.2-2 Historical changes of the site (left: before sludge storage right: after sludge storage)2.1.2 地理氣候條件研究區(qū)選擇的取樣地點位于河北省辛集市，辛集市位于河北省中東部，地勢相對較為平坦，四季分明，屬東部季風區(qū)暖溫帶半濕潤大陸性氣候，降雨主要集中在夏季，年降雨量 401.1~595.9 毫米，年平均降雨量約 480.7 毫米。年平均氣溫約為 12.5℃，一月份最冷，七月份最熱。2.1.3 水文地質(zhì)條件辛集市內(nèi)無天然地表河流水系。土母質(zhì)主要是滹沱河和黃河沉積物，屬沖積母質(zhì)。研究區(qū)內(nèi)包氣帶介質(zhì)以粉土和粉質(zhì)粘為主（如圖 2-3 和 2-4）。研究區(qū)屬于地下水漏斗區(qū)，淺層地下水位埋深達 45m。
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本文編號：2890366