生物炭对氟苯尼考在多孔介质中迁移影响实验研究

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengk9000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着经济社会与现代农业发展,抗生素在水土等环境介质中污染日益严重,严重威胁着生态环境安全与人体健康。多孔介质中污染物的迁移行为是土壤、地下水污染控制的前提。而生物炭作为良好的吸附性材料,对抗生素具有较高的吸附能力,在多孔介质中,抗生素的迁移行为受到水动力弥散与生物炭吸附作用的共同影响。鉴于此,本研究以高迁移性抗生素氟苯尼考作为研究对象,采用土柱淋溶法与模型模拟开展抗生素在多孔介质中迁移行为的实验研究,探究不同生物炭对抗生素吸附的影响机制,查明生物炭对多孔介质中水分运动的影响,并通过对流-弥散模型模拟氟苯尼考的迁移行为,从而揭示生物炭对氟苯尼考迁移的影响。主要研究结果如下:(1)同等制备温度下油菜秸秆生物炭的亲水性优于水稻秸秆生物炭,而高温制备的生物炭相比低温制备的生物炭具有更多微孔结构,比表面积也远高于低温生物炭,700℃油菜秸秆生物炭比表面积最高为258.9190m~2/g,比表面积差异是引起高温生物炭吸附量远高于低温生物的重要原因之一。(2)生物炭吸附速率随时间逐渐降低,制备温度越高,吸附量越大。准二级动力学模型可很好描述四种生物炭对氟苯尼考的吸附动力学行为,其中,双常数模型与Elovich方程更适合描述低初中始浓度(1mg/L与2mg/L)的吸附过程,而内扩散模型更适合描述高初始浓度(5mg/L)的吸附过程。对于等温吸附行为,Langmuir与Freundlich模型更优于线性模型,线性模拟结果中,四种生物炭吸附质在两项中的分配系数(Kd)分别为23.51(300℃油菜秸秆生物炭)、54.24(300℃水稻秸秆生物炭)、161.71(700℃油菜秸秆生物炭)、87.92(700℃水稻秸秆生物炭)。(3)生物炭的投加会增强水分扩散运动提高优先流的贡献度,同时使得氟苯尼考穿出减缓,这是由于生物炭独特的多孔隙结构以及较大的氧化表面积使得其具有较强的吸附能力造成的。生物炭的投加类型、投加比例、与多孔介质比例、介质高度均会影响氟苯尼考在石英砂中的吸附迁移行为。通过Hydrus-1D模拟发现700℃油菜秸秆生物炭:300℃水稻秸秆生物炭:石英砂比例为2.1%:8.4%:89.5%时可以达到最佳效果。而流速的改变不会对其造成特别大的影响,而介质高度(厚度)越大,其处理效果越好。
其他文献
学位
学位
本文以色季拉山隧道隧址区为研究区域,以区内隧道高温热害为研究对象。在深入了解研究区内地质背景的基础上,结合对川藏铁路色季拉山区域的现场勘查,对该地区地质构造背景、温泉分布规律及Landsat8热红外地表反演温度做了系统的分析。研究发现隧址区靠近雅鲁藏布江缝合带,区内构造活动强烈,但并无温泉出露,且地表未见温度异常。根据研究区内布设钻孔的测温数据资料,应用统计学中最小二乘法原理对测温数据进行了多项式
学位
学位
随着社会的不断进步和发展,人们的环境保护意识日益普及。与此同时,药品和个人护理产品(PPCPs)的生产和使用量急剧增加,并在水环境中频繁被检出,对水生生物及人类健康构成潜在威胁。双氯芬酸(DCF)是一种非甾体抗炎药,是自然环境中最常检测到的PPCPs之一,目前常规的水处理工艺只能将其部分去除,水环境中残留的DCF若不得到妥善处理,将会对环境造成不可预估的危害。本文以DCF为目标污染物,考察了Fe3
学位
随着化石能源的逐渐紧缺和世界范围内环境问题的日益凸显,世界各国都把新能源当作亟待发展的产业。风电、光伏、储能、微电网和电动汽车更是重中之重。电动汽车主要面临充电和续航两个问题,相关研究得到了众多科研人员的关注。LLC变换器是一种三元件谐振电路拓扑,结构简单,可以实现原边开关管零电压开通(zero voltage switching,ZVS)和副边二极管零电流关断(zero current swit
学位
学位