D0I:10.13374/j.issnl00I53.2006.04.001 第28卷第4期 北京科技大学学报 Vol.28 No.4 2006年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2006 天津浅层孔隙含水介质中铁的吸附迁移性能 武 强)连会青)李铎) 1)中国矿业大学资源与安全工程学院，北京1000832)石家庄经济管理学院资源与环境工程系，石家庄050031 摘要为了解天津浅层孔隙含水介质对铁的吸附特征和铁在地下水中的迁移运动规律，利用宝 坻和大港地区两个钻孔岩芯配制7个土样，以FS04溶液模拟污染源，进行了室内静态吸附实验 与动态淋滤实验.实验结果表明：该地区浅部不同岩性地层对铁的吸附模式符合Langmuir等温吸 附模式：铁在淡水区含水层中迁移4m需要3500d,在减水区含水层中迁移4m需要4400d,个别 地点铁的超标不会造成地下水大面积污染 关键词含水介质：铁：吸附模式：迁移性能 分类号X141:P64 据环保部门统计，1996年有50%的浅层地下 渤海的大港地区，咸水分布面积最广3).本研究 水遭到不同程度的污染，其中40%已不适宜饮 选择两个典型地点，通过钻孔获取土样，分别研究 用山.天津的浅层地下水中，铁是主要超标元素 铁在淡水区和咸水区浅层含水介质中的吸附迁移 之一[].本文选择天津地区浅层孔隙含水介质为 性能：一个钴孔位于宝坻北部全淡水区，土样编号 研究对象，进行了室内静态实验与动态淋滤实验， B1~B4:一个钴孔位于大港全咸水区，土样编号 对该地区浅部不同岩性地层对铁的吸附特征和铁 G1~G3. 在地下水中的迁移运动规律进行尝试性研究，为 进一步研究类似地区地下水中铁的吸附迁移机理 2地下水含水介质中铁吸附模式 奠定基础 污染物吸附模式对研究污染物在地下水中的 研究区土样条件 迁移具有重要意义，也是一种重要手段.通常采 1 用吸附平衡实验建立吸附模式， 天津地区浅层水分布具有北淡南咸的特点， 实验条件及过程为：(1)本研究土样采自天津 北部蓟县和宝坻北部地区浅层水全部为淡水，而 市宝坻县和大港区，土样性质及编号参见表1； 中南部地区除少数上层滞水是淡水外，全部为微 (2)实验是在室温条件下进行，室温约20℃，与实 咸水和咸水，愈向东南咸化程度愈强，尤其是临近 际地下水温度相近；（③）含污染物的溶液用相应的 表1实验土样编号及岩性 Table I Serial number and lithology of soil samples 颗粒级配/mm 序号 编号 岩性描述 >0.05% 0.050%-0.005% <0.005% 1 B1 黑色，粉粘 25 52 23 2 B2 黄灰色，细砂 87 5 8 3 B3 黄灰色，粉粘 42 39 19 B4 灰绿色，粉细砂 86 中 5 GI 灰色，粉粘 33 45 22 6 G2 黄色，粉粘 18 的 7 G3 灰黄色，粉细砂 82 15 3 收稿日期：2005-03-10修回日期：2005-0909 化合物FS04和蒸镏水配制而成，共配制5种质 基金项目：教育部跨世纪优秀人才基金资助项目(N。,2000-3)和 量浓度的溶液，各配2L,pH值8.1，接近地下水 教育部青年骨干教师基金资助项目(N。.200065) 的实际值，质量浓度值见表2；(4)实验固液质量 作者简介：武强(1959一)，男，教授，博士生导师天津浅层孔隙含水介质中铁的吸附迁移性能 武 强1） 连会青1） 李 铎2） 1） 中国矿业大学资源与安全工程学院‚北京100083 2） 石家庄经济管理学院资源与环境工程系‚石家庄050031 摘 要 为了解天津浅层孔隙含水介质对铁的吸附特征和铁在地下水中的迁移运动规律‚利用宝 坻和大港地区两个钻孔岩芯配制7个土样‚以 FeSO4 溶液模拟污染源‚进行了室内静态吸附实验 与动态淋滤实验．实验结果表明：该地区浅部不同岩性地层对铁的吸附模式符合 Langmuir 等温吸 附模式；铁在淡水区含水层中迁移4m 需要3500d‚在咸水区含水层中迁移4m 需要4400d‚个别 地点铁的超标不会造成地下水大面积污染． 关键词 含水介质；铁；吸附模式；迁移性能 分类号 X141；P64 收稿日期：20050310 修回日期：20050909 基金项目：教育部跨世纪优秀人才基金资助项目（No．2000－3）和 教育部青年骨干教师基金资助项目（No．2000－65） 作者简介：武强（1959－）‚男‚教授‚博士生导师 据环保部门统计‚1996年有50％的浅层地下 水遭到不同程度的污染‚其中40％已不适宜饮 用［1］．天津的浅层地下水中‚铁是主要超标元素 之一［2］．本文选择天津地区浅层孔隙含水介质为 研究对象‚进行了室内静态实验与动态淋滤实验‚ 对该地区浅部不同岩性地层对铁的吸附特征和铁 在地下水中的迁移运动规律进行尝试性研究‚为 进一步研究类似地区地下水中铁的吸附迁移机理 奠定基础． 1 研究区土样条件 天津地区浅层水分布具有北淡南咸的特点‚ 北部蓟县和宝坻北部地区浅层水全部为淡水‚而 中南部地区除少数上层滞水是淡水外‚全部为微 咸水和咸水‚愈向东南咸化程度愈强‚尤其是临近 渤海的大港地区‚咸水分布面积最广［34］．本研究 选择两个典型地点‚通过钻孔获取土样‚分别研究 铁在淡水区和咸水区浅层含水介质中的吸附迁移 性能：一个钻孔位于宝坻北部全淡水区‚土样编号 B1～B4；一个钻孔位于大港全咸水区‚土样编号 G1～G3． 2 地下水含水介质中铁吸附模式 污染物吸附模式对研究污染物在地下水中的 迁移具有重要意义‚也是一种重要手段．通常采 用吸附平衡实验建立吸附模式． 实验条件及过程为：（1）本研究土样采自天津 市宝坻县和大港区‚土样性质及编号参见表1； （2）实验是在室温条件下进行‚室温约20℃‚与实 际地下水温度相近；（3）含污染物的溶液用相应的 表1 实验土样编号及岩性 Table1 Serial number and lithology of soil samples 序号 编号 岩性描述 颗粒级配／mm ＞0∙05％ 0∙050％～0∙005％ ＜0∙005％ 1 B1 黑色‚粉粘 25 52 23 2 B2 黄灰色‚细砂 87 5 8 3 B3 黄灰色‚粉粘 42 39 19 4 B4 灰绿色‚粉细砂 86 8 6 5 G1 灰色‚粉粘 33 45 22 6 G2 黄色‚粉粘 18 75 7 7 G3 灰黄色‚粉细砂 82 15 3 化合物 FeSO4 和蒸镏水配制而成‚共配制5种质 量浓度的溶液‚各配2L‚pH 值8∙1‚接近地下水 的实际值‚质量浓度值见表2；（4）实验固液质量 第28卷 第4期 2006年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．28No．4 Apr．2006 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2006．04．001