【摘要】：我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展帶來的大量化工和石油化工的迅速擴(kuò)張,隨之而來的石油烴土壤污染問題日益嚴(yán)重,土壤修復(fù)迫在眉睫。石油烴釋放在土壤中常常會發(fā)生揮發(fā)、氧化、分解、生物轉(zhuǎn)化和積累等過程,土壤有機(jī)質(zhì)是石油烴的主要吸附載體。無論是實驗室規(guī)模的研究還是現(xiàn)場規(guī)模整治項目,有機(jī)溶劑淋洗技術(shù)是目前國內(nèi)外常用的土壤修復(fù)技術(shù),是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而,該技術(shù)對土壤的作用機(jī)理,尤其是對土壤有機(jī)質(zhì)的破壞及對土壤可能造成的老化等目前尚未引起研究界的重視。本文針對此問題,通過土壤有機(jī)溶劑萃取吸附實驗研究土壤的吸附性能的變化,運(yùn)用GROMACS分子模擬軟件從分子尺度深入研究了土壤中腐殖酸對石油烴分子吸附和遷移的影響,并研究電動力作用對土壤中石油烴遷移的影響,發(fā)現(xiàn)土壤在有機(jī)淋洗劑作用下,土壤有機(jī)質(zhì)(腐殖酸)間可能發(fā)生相互包裹、絮凝,減少了土壤與污染物的可作用位點(diǎn),直接影響土壤對石油烴的再吸附性能,影響石油烴在土壤中的遷移,有可能正是這種包裹絮凝,導(dǎo)致土壤孔隙減小,土壤老化。具體結(jié)果如下:(1)本論文用不同有機(jī)溶劑對石油烴污染土壤進(jìn)行溶劑萃取實驗,將萃取的土壤再進(jìn)行石油烴吸附實驗,對萃取后的土壤和吸附石油烴的土壤進(jìn)行孔隙率測試和SEM形貌分析;并通過吸附曲線的擬合,討論原油在土壤上可能存在的吸附模型。結(jié)果表明:通過擬合吸附曲線發(fā)現(xiàn)石油烴在土壤上的吸附符合Langmuir方程,說明石油烴在土壤上的吸附是單分子層吸附更傾向于化學(xué)吸附,土壤有機(jī)質(zhì)本身是石油烴的主要吸附載體,說明石油烴與土壤有機(jī)質(zhì)間存在較強(qiáng)作用力,而作用力有可能來自于石油烴中分子量大流動性差的重組分對輕組分進(jìn)行包裹吸附在土壤有機(jī)質(zhì)上形成的強(qiáng)大傳質(zhì)阻力;干凈土壤有機(jī)質(zhì)含量越多對石油烴吸附能力越強(qiáng);有機(jī)溶劑在萃取石油烴污染的土壤過程中,石油烴掙脫與土壤表面分子(有機(jī)質(zhì))作用力和結(jié)合能,可能使得有機(jī)質(zhì)之間相互包裹和絮凝,降低土壤孔隙率,減少土壤與污染物可作用位點(diǎn),對土壤造成二次污染,而土壤中有機(jī)質(zhì)含量越高受影響越明顯。(2)通過GROMACS分子模擬軟件,發(fā)現(xiàn)土壤大分子腐殖酸(LHA)與芳香烴(ANT)會出現(xiàn)包裹絮凝,LHA分子越多飽和烴ANT擴(kuò)散越慢。(3)從分子角度考察了電動力作用對芳香烴和腐殖酸大分子遷移的影響,得出以下結(jié)論:(1)電動力作用對芳香烴和腐殖酸的擴(kuò)散和絮凝均造成影響,電場強(qiáng)度只有在一定范圍內(nèi)才能體現(xiàn)促進(jìn)擴(kuò)散更明顯,并非電場強(qiáng)度越大對石油烴的擴(kuò)散有利,這為實際修復(fù)工作提供理論基礎(chǔ)。(2)電動力作用對芳香烴的擴(kuò)散和絮凝是促進(jìn)還是抑制與體系中腐殖酸數(shù)量有極大關(guān)系。當(dāng)體系LHA數(shù)量較少時,電場強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)大大促進(jìn)了ANT的擴(kuò)散移動,而電場強(qiáng)度過大反而會促進(jìn)ANT本身的絮凝,使得ANT擴(kuò)散減緩;當(dāng)體系中LHA數(shù)量較多時,ANT擴(kuò)散主要受LHA與其絮凝的影響,電場影響并不是十分明顯,在電場強(qiáng)度增加時促進(jìn)了ANT-LHA的絮凝,使得二者擴(kuò)散均降低。
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【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X53;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2361985