长江上游潜流带泥沙中石油烃吸附机理研究

作     者：徐杨 梁越 张伟超 许彬 吕平毓 XU Yang;LIANG Yue;ZHANG Weichao;XU Bin;LÜPingyu

作者机构：重庆交通大学河海学院重庆400074 长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局重庆400020 重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 重庆市水旱灾害防御中心重庆401147 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2024年第37卷第8期

页      面：1779-1788页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.52379097) 重庆市技术创新与应用发展专项面上项目(No.CSTB2022TIAD-GPX0045) 重庆市博士后特别资助项目(No.2022CQBSHTB1010) 

主　　题：长江上游 潜流带 泥沙 石油烃 振荡平衡法 吸附机理 

摘      要：生态优先、绿色发展是推动长江经济带发展必须坚持的战略定位,然而随着长江航运的迅猛发展,大量船舶溢油污染物在长江潜流带沉积,威胁生态安全。为研究船舶溢油在长江上游潜流带中的吸附规律,本研究选用长江航运广泛使用的0号柴油为实验用油,以长江上游潜流带泥沙为研究对象,通过室内平衡振荡实验分析不同浓度水溶态石油烃在不同粒径泥沙中的吸附机理。结果表明:长江上游潜流带泥沙颗粒对水溶态石油烃的吸附平衡时间均在2 h左右,吸附过程呈明显的二阶段特征,包括快速(0~1 h)和慢速(1~2 h)两个阶段,快速阶段吸附量在90%以上,吸附量与粒径大小关系显著,准二级动力学模型(R^(2)为0.995~0.997)拟合效果更好。潜流带泥沙吸附过程呈线性趋势特点明显,Henry线性等温吸附模型(R^(2)为0.918~0.996)对等温吸附实验结果的拟合度更高,呈现出强分配、弱吸附的特点。大多情况下石油烃浓度越高、泥沙粒径越小,泥沙单位吸附量则越多,但有机质含量的差异会影响这一规律;此外,水土比降低、盐度升高会使泥沙单位吸附量增加。研究显示,长江上游潜流带泥沙对水溶态石油烃的吸附速率主要受到化学吸附机理控制,以表面有机质溶解分配作用为主,以非均匀表面化学吸附为辅,石油烃浓度、泥沙粒径、水土比、盐度均对石油烃在潜流带中的吸附有一定影响。