【摘 要】
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近年来,随着土壤污染问题的日益突出,越来越多的学者针对土壤中污染物迁移问题开展了一系列理论及试验研究。热脱附通过加热使附着在土颗粒上的污染物脱离,能够有效处理土壤污染问题,已成为处理场地污染问题的主要技术手段之一。因此,研究热脱附过程中温度诱发的污染物迁移问题十分必要。本文的主要研究内容及结论如下:(1)基于热传导方程及污染物迁移模型,结合温度对污染物迁移的影响,建立了考虑温度影响的非饱和土中污染
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近年来,随着土壤污染问题的日益突出,越来越多的学者针对土壤中污染物迁移问题开展了一系列理论及试验研究。热脱附通过加热使附着在土颗粒上的污染物脱离,能够有效处理土壤污染问题,已成为处理场地污染问题的主要技术手段之一。因此,研究热脱附过程中温度诱发的污染物迁移问题十分必要。本文的主要研究内容及结论如下:(1)基于热传导方程及污染物迁移模型,结合温度对污染物迁移的影响,建立了考虑温度影响的非饱和土中污染物迁移模型。利用积分变换法和特征函数法推导得到该模型解析解,与试验和解析解结果对比后发现该模型能较为准确地模拟温度影响下污染物迁移过程。(2)利用污染物迁移模型的解析解,得到在不同温度、不同Soret系数条件下污染物的迁移过程,研究了有无温度、温度大小及Soret系数对模型结果的影响规律。结果表明:(1)污染物迁移达到稳定时,考虑温度影响的污染物浓度明显高于不考虑温度影响的污染物浓度。(2)温度越高,Soret系数越大,污染物迁移达到稳定时污染物浓度也越大。另外,利用模型解析解,进一步分析了模型长度、阻滞因子及体积含水率等模型参数对污染物迁移过程的影响规律。研究表明,随着模型长度的增加,在迁移初期污染物浓度趋于一致,达到稳定时浓度增加;阻滞系数越大,污染物迁移达到稳定的时间越长,但稳定后污染物浓度基本一致;污染物在非饱和土中浓度较饱和土中浓度低。(3)基于前述已建立的污染物迁移模型,考虑污染物迁移过程中孔隙介质的固结变形,利用非饱和土的一维固结理论,建立了小变形固结下非饱和土中污染物迁移模型。该模型考虑了污染物迁移过程中的热扩散作用、对流作用和吸附作用,可较为准确地模拟温度及固结变形对污染物迁移过程的影响。利用积分变换法和特征函数法得到了该模型的解析解。(4)利用小变形固结下非饱和土污染物迁移模型的解析解,探讨了固结压力对污染物迁移的影响。研究表明:(1)随着固结压力大,污染物迁移达到稳定时间越短。这说明固结压力促进了污染物的迁移过程。(2)污染物迁移初期,同一位置处污染物浓度随固结压力的增大而增大;迁移后期,污染物浓度随固结压力的增大而减小。(3)在同一固结压力下,随着温度、Soret系数和体积含水率的增大,污染物浓度也随之略有增加,但增加的幅度有限。
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