《河流中重金属迁移转化数学模型》求取 ⇩

第1章河流底泥中重金属吸附和释放的研究现状1

1河流底泥中重金属吸附的研究现状1

1.1河流重金属水质模型1

1.1.1以化学过程为主的重金属水质模型2

1.1.2以稳态物理过程为主的重金属水质模型4

1.2固体颗粒表面吸附模式7

1.2.1平衡态吸附模式8

1.2.2一阶动力学吸附模式11

1.2.3电化学模式16

1.3固体颗粒表面吸附实验研究18

1.3.1河流泥沙对重金属离子的吸附特性18

1.3.2土壤及矿质胶体对重金属离子的吸附22

2底泥中重金属释放的研究现状31

1.4环境化学条件对底泥中重金属释放影响的研究述评32

1.4.1盐度和竞争吸附对重金属释放的影响33

1.4.2底泥中重金属释放的酸度效应36

1.4.3氧化还原条件对重金属释放的影响39

1.4.4重金属释放的温度效应43

1.4.5有机络合剂对底泥中重金属释放的影响44

1.5水流紊动条件下河流底泥中重金属释放的研究述评46

1.5.1河流底泥中重金属释放的水流紊动效应46

1.5.2静态模拟条件下重金属的释放49

1.5.3动态模拟条件下重金属的释放51

第2章河流泥沙随机吸附理论及试验研究56

2.1前言56

2.2随机吸附模式的建立58

2.3随机吸附模型的特性分析69

2.3.1溶解态浓度对概率分布的影响70

2.3.2均方差系数D对概率密度分布的影响72

2.3.3泥沙吸附系数k1对概率密度分布的影响73

2.3.4解吸系数k2对概率密度的影响74

2.3.5综合参数z对概率密度分布的影响74

2.4随机吸附理论的验证75

2.4.1实测资料的统计分析75

2.4.2均方差D的确定77

2.4.3泥沙吸附理论的验证77

2.5本章结论79

第3章汉江、渭河泥沙对重金属污染物吸附的实验研究80

3.1前言80

3.2实验方法概述81

3.3渭河泥沙吸附特性82

3.3.1渭河泥沙吸附量82

3.3.2渭河泥沙的吸附速率90

3.4汉江泥沙的吸附特征92

3.4.1pH值对汉江泥沙吸附重金属离子的影响92

3.4.2重金属离子共存时对泥沙吸附的影响94

3.4.3泥沙种类对重金属离子吸附的影响96

3.4.4汉江泥沙的吸附动力学96

3.5渭河泥沙和汉江泥沙吸附特性比较97

3.5.1Zn2+的吸附特性比较97

3.5.2Pb2+的吸附特性比较98

3.6泥沙吸附参数A的统计分析98

3.7本章结论100

第4章河流底泥中重金属释放动力学模型102

4.1重金属释放的动力学过程102

4.2重金属释放动力学模型的建立105

4.3动力学模型的求解107

4.4动力学方程中的参数估计110

4.4.1非线性最小二乘法——高斯—牛顿法和麦夸尔特法110

4.4.2计算步骤及计算程序113

4.5动力学模型的验证117

4.5.1实验条件及实验方法117

4.5.2实验结果及模型验证119

4.6本章结论120

第5章河流底泥中重金属释放的实验研究122

5.1引言122

5.2渭河底泥理化特性分析及重金属的测定条件123

5.2.1渭河底泥理化特性分析123

5.2.2重金属测定条件128

5.3底泥中重金属释放的酸度效应129

5.3.1强酸性条件下重金属的释放129

5.3.2一般酸性条件下底泥中重金属的释放133

5.4碱度与底泥中重金属的释放136

5.4.1渭河底泥中碱度的溶出137

5.4.2溶出碱度与重金属的共沉淀139

5.4.3碱度与重金属结合形态143

5.4.4底泥中重金属释放与碱度变化145

5.5底泥重金属污染浓度与重金属释放146

5.5.1实验条件及方法147

5.5.2实验结果及分析147

5.6重金属吸附和释放的粒度效应148

5.6.1天然水体中重金属吸附和释放的粒度效应148

5.6.2渭河底泥吸附重金属的粒度效应151

5.6.3不同粒度底泥中重金属结合形态的分析156

5.6.4底泥中重金属释放的粒度效应158

5.7悬浮底泥浓度对重金属释放的影响159

5.7.1实验条件及方法160

5.7.2实验结果及分析160

5.8底泥厚度对重金属释放的影响162

5.8.1实验条件及实验方法163

5.8.2实验结果及分析163

5.9重金属的化学结合形态与重金属释放165

5.9.1实验方法及实验条件166

5.9.2实验结果及分析168

5.10本章结论170

第6章动态试验与重金属释放的水流紊动效应174

6.1动态试验系统174

6.1.1高流量闭路循环系统175

6.1.2低流量闭路循环系统176

6.2试验准备及试验系统调试177

6.2.1底泥样品的重金属污染177

6.2.2动态释放试验准备及试验系统调试178

6.3动态试验结果及分析179

6.3.1不同流速条件下，Cd动态释放的试验结果及分析179

6.3.2混合污染底泥中Cu、Zn、Pb、Cd动态释放试验结果及分析187

6.4重金属释放的水流紊动效应189

6.4.1水流紊动与泥沙运动189

6.4.2水流紊动强度与重金属释放191

6.4.3水流紊动条件下重金属释放动力学193

6.5重金属释放过程中结合形态的变化194

6.6本章结论198

第7章河流中重金属迁移转化的一维确定性数学模型200

7.1前言200

7.2以吸附为主的一维重金属迁移转化方程及其解析解201

7.2.1数学模型的建立201

7.2.2泥沙浓度的确定205

7.2.3方程的解析解208

7.3释放为主的重金属一维迁移方程及解析解219

7.3.1水体沉积物的再悬浮、河流泥沙运动特点与重金属的释放219

7.3.2一维迁移方程的建立224

7.3.3源项处理224

7.3.4迁移方程的求解228

7.4解的计算结果与讨论232

7.4.1瞬时污染源情况232

7.4.2恒定污染源情况234

7.5数学模型的验证240

7.6本章结论242

第8章河流中重金属迁移转化的二维确定性模型243

8.1前言243

8.2以吸附为主的二维重金属迁移转化方程244

8.2.1二维重金属迁移转化方程的建立244

8.2.2二维重金属污染物迁移转化方程的解析解246

8.3以释放为主的二维重金属迁移转化方程264

8.3.1二维重金属迁移转化方程的建立264

8.3.2二维迁移方程的求解265

8.4本章结论271

参考文献272