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探究铜离子扩散性能
【摘要】：CuSO4扩散试验是本研究的中心内容，主要研究作为吸附性物质的铜在含沙水流中的扩散规律，与铜在清水中及非吸附性物质在清水和含沙水流中的相应过程进行对比分析。因此，本试验中测定样品中水沙两相铜的总量。考虑到分析方法的检出限和加入的铜溶液在管道中的稀释，试验中加入管道中的溶液Cu2+离子浓度为61102.8ppm。图8-3铜扩散试验的样品处理流程前处理中将含沙水样用5%硝酸处理的目的是把沙上吸附的铜浸提下来。表8-7铜扩散试验的试验条件
CuSO4扩散试验是本研究的中心内容，主要研究作为吸附性物质的铜在含沙水流中的扩散规律，与铜在清水中及非吸附性物质在清水和含沙水流中的相应过程进行对比分析。
理想的方法是试验测定扩散过程中若干时刻、若干位置溶解态和吸附态铜的浓度，但这在现有分析手段下难以达到。因为每次试验约进行十几分钟，试验过程中的采样间隔是以秒计的，如果取样后用常规的办法进行水沙分离然后分别测定固、液相浓度，仅分离就需要数分钟，而这一过程中吸附反应仍在进行，故水沙分离过程中液相和固相浓度发生的变化会完全掩盖了取样时间间隔十几秒或几十秒的两个样品的差异。因此，本试验中测定样品中水沙两相铜的总量。如果吸附态铜的迁移速度与溶解态明显不同，则总量的迁移也应该不同。比较含沙水流中铜总量的迁移扩散和清水中铜的迁移扩散，并参考铜的吸附速度、吸附量，就可以对含沙水流迁移中沙的作用作出推断。
选择铜进行试验主要是考虑到:①Cu在水中以液相和固相同时迁移，是典型的吸附性物质;②Cu是典型的重金属污染物;③对Cu研究成果较多，便于对比和参考。
考虑到分析方法的检出限和加入的铜溶液在管道中的稀释，试验中加入管道中的溶液Cu2+离子浓度为61102.8ppm。试验时，在迁移扩散过程中取一定体积 (25m L)的水样，测定其中所含铜的总量、总浓度。样品处理分析的主要环节如图8-3所示。
图8-3 铜扩散试验的样品处理流程
前处理中将含沙水样用5%硝酸处理的目的是把沙上吸附的铜浸提下来。因为无论重金属处于什么形态，是颗粒的还是胶体的，是有机螯合物还是无机络合物，均对无机酸表现出很高的敏感性。冯荣周等(1995)研究了黄河水样保存技术与前处理方法，结果表明Cu的总量与在p H≤2条件下硝酸浸取值较为接近，建议当含沙量在20g/L以下，常温常压时，用5% (V/V)的硝酸浸取铜。
铜扩散试验的主要试验条件列于表8-7。试验中侧重考察泥沙的影响，因为流速和添加量的影响对吸附性物质和非吸附性物质没有重要差别。
表8-7 铜扩散试验的试验条件
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