实验结果：沙掺混和沙扩散的影响

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：试验的一个前提是示踪沙上吸附的铜在试验条件下很难解吸进入水中，这一点已被很多研究所证明。采样测定铜总量，直接用加入示踪沙所含的铜量和采样测得的铜量进行分析，不再换算成示踪沙量。表8-5沙掺混试验的试验条件同时进行了一组沙在清水中扩散的试验，这些试验的结果可用来和污染物扩散及沙掺混的试验结果进行比较分析。表8-6沙扩散试验的试验条件

试验的主要目的是研究铜在含沙水流中的迁移扩散。含沙水流中的铜以溶解态和吸附态两种形式迁移，其中吸附态铜的运动规律和吸附它们的沙粒的运动规律是相同的。

在各处水流含沙量大致均匀的情况下，除随水迁移外，沙粒之间还会发生位置交换，为了把这一过程与沙在浓度梯度驱动下的扩散过程相区别，称之为含沙水流中沙的混掺过程。吸附有铜的沙粒在含沙水流中的混掺是铜在含沙水流中迁移扩散过程的一个重要方面，因而设计本组试验进行研究。

为了研究吸附有铜的沙粒在含沙水流中的混掺过程，制备了吸附有铜的沙作为示踪剂。制备时把沙浸泡在充分过量的CuSO4溶液中，使其吸附饱和，之后把示踪沙用清水洗涤数次，以去除沙表面松散附着的铜，使进入水中的铜尽量少。

试验的一个前提是示踪沙上吸附的铜在试验条件下很难解吸进入水中，这一点已被很多研究所证明。金相灿(1984)研究了吸附有铜的悬浮物(采自黄河干流龙门)在黄河原水中的释放，发现在用吸附量为2.43～9.25mg/g的沙配成的含沙量2.0g/L 的水流中，铜的解吸百分比只有3.1%～5.3%。而且解吸过程比吸附过程慢得多。高宏等 (1996)用黄河干流泥沙在p H=6.6的蒸馏水中进行重金属释放实验，实验中配成含沙量10g/L的含沙水样，振荡15min，结果在用干流17个地点采得的沙样配成的水样中，有15个在平衡液中未检出铜离子，只有下河沿和陈山口两地的沙样释放实验中检出液相铜分别为0.005ppm 和0.008ppm。徐云麟等(1990)利用伊洛河悬浮物在p H 值5.4～6.1，温度25℃，振荡3h的条件下，进行了用0.01M 的CaCl2和1%的富里酸解吸重金属的实验，结果表明铜几乎不被Ca2+解吸，最大解吸百分比为0.79%。

泥沙中金属的释放主要由四类化学变化引起，即盐浓度升高，氧化还原条件变化，p H 值下降，天然或合成络合物的使用，以及一些生物化学过程。在试验条件下，这几种促使重金属解吸的因素都不存在，因此可以认为本试验中示踪沙上吸附的铜基本不会解吸到水中，因而采样测得的含沙水流中铜总量反映了样品中示踪沙的量。

试验中，向含沙水流中加入含有示踪沙的浑水，所加浑水与管道中原有水流含沙量相同，这样就认为示踪沙进入管中后只发生掺混作用。采样测定铜总量，直接用加入示踪沙所含的铜量和采样测得的铜量进行分析，不再换算成示踪沙量。沙掺混试验的试验条件如表8-5所示。

表8-5　沙掺混试验的试验条件

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