分段非均质多孔介质中双分子反应性溶质运移实验与模拟研究

作     者：钱家忠 王永媛 刘雅静 刘咏 邓亚平 QIAN Jiazhong;WANG Yongyuan;LIU Yajing;LIU Yong;DENG Yaping

作者机构：合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 合肥工业大学食品与生物工程学院合肥230601 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2023年第43卷第10期

页      面：123-132页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金(No.41831289 U2267218 42102283)。 

主　　题：双分子反应 溶质运移 分段非均质多孔介质 IM-ADRE模型 

摘      要：地下水中反应性溶质运移量化对地下水污染的防治具有重要作用,然而对于反应性溶质运移的研究,以往大多集中在均质多孔介质中,非均质多孔介质中反应性运移机理尚不明确.为了探究非均质多孔介质中的反应性溶质运移规律,本研究采用分段非均质多孔介质模型,以CuSO_(4)和Na_(2)EDTA^(2-)的双分子反应为例,开展了不同流量、不同相邻介质粒径比条件下的反应性溶质运移实验,采用考虑不完全混合的反应性对流弥散模型(IM-ADRE)对溶质运移进行数值模拟,并进行了参数分析.结果表明:双分子反应性溶质在分段非均质多孔介质中运移时,其扩散受到介质的阻滞导致迁移速度变慢,与均质介质相比,生成物在分段非均质多孔介质中的峰值浓度更高;IM-ADRE模型对双分子反应性溶质运移过程的生成物峰值浓度拟合度高,其实验值与模拟值的误差小于1.35%;随着相邻介质粒径之比R的增大,生成物“拖尾现象更加显著;在不同的R值条件下,弥散系数D、参数β_(0)及m与流量呈线性关系;IM-ADRE模型的灵敏度分析表明,生成物峰值浓度对m的变化最敏感.