土壤对污水的渗透性及影响因素分析
土壤污染修复对地下水质量的影响及预防措施
土壤污染修复对地下水质量的影响及预防措施地下水是人类生活中重要的淡水资源之一，然而，随着人类经济发展和工业化进程的加速推进，土壤污染问题日益严重，对地下水质量造成了严重的影响。
本文将探讨土壤污染修复对地下水质量的影响，并提出相应的预防措施。
一、土壤污染修复对地下水质量的影响1. 污染物迁移和转化土壤污染修复过程中，常采用物理、化学和生物等方法来处理污染区域。
在修复过程中，部分污染物会通过溶解、迁移和扩散等途径进入地下水层，造成地下水污染。
此外，一些修复技术可能导致污染物的转化，产生新的有机物或无机物，进一步加剧地下水质量的下降。
2. 潜在污染物释放某些污染物在土壤中以吸附态或结合态存在，修复过程中的物理或化学处理可能使其释放至地下水。
这些潜在污染物可能会对地下水稳定性产生直接影响，使其富集到危害性浓度，并威胁到地下水资源的可持续利用。
3. 修复剂对地下水的影响在土壤污染修复过程中，常使用各种修复剂来吸附、降解或稳定污染物。
然而，这些修复剂本身可能含有有机或无机物质，具有一定的毒性或溶解性，一旦进入地下水层，可能对地下水质量产生进一步影响，降低其适宜度和安全性。
二、土壤污染修复的预防措施1. 污染源控制预防永远是最有效的方式。
减少或避免土壤污染的发生，就能减少对地下水的影响。
通过严格控制工业废水、农药和化肥的使用，加强环保宣传教育，提倡循环经济和可持续发展理念，可有效预防土壤污染问题的发生。
2. 污染治理与修复技术的选择在进行土壤污染修复时，需要选择合适的修复技术，避免对地下水造成二次污染。
例如，采用生物修复技术时需要控制氧气供应，防止好氧条件下有机物降解生成有害产物；采用化学修复技术时要避免副产物对地下水的再次污染。
3. 监测与评估定期对土壤和地下水进行监测与评估，及时发现和掌握污染情况。
通过建立完善的监测体系，对潜在的污染源进行预警和控制，可有效减少土壤污染修复对地下水质量的影响。
4. 建立法律法规与政策依法规范土壤资源的开发与利用，强化土壤污染控制与修复的法律法规制度建设。
污水处理中的土壤渗透与水资源保护
本研究旨在探究土壤渗透在污水处理中的作用机制，以及如何通过优化土壤渗透技术来提高污水处理效果和水资 源保护水平。
研究意义
通过本研究，可以深入了解土壤渗透在污水处理中的作用和机制，为优化土壤渗透技术提供理论依据和实践指导 。同时，本研究也有助于提高水资源的保护水平，为全球可持续发展做出贡献。
02
自然净化
土壤中的微生物、植物根系等可以分解部分有机 物，起到自然净化的作用，减少对水资源的污染 。
减缓水流速度
土壤渗透能够减缓污水的流速，增加污水与土壤 的接触时间，提高污染物的去除效率。
土壤渗透在污水处理中的实践
湿地处理系统
利用湿地中的土壤和植物，通过渗透、过滤、吸附等作用净化污 水，同时为湿地生态系统提供水源。
防止地下水污染
通过合理规划土地利用和加强土壤管理，可以减少污染物进入地下 水，保护地下水水质。
土壤渗透与地下水位调节
土壤渗透作用对地下水位的调节具有重要作用，合理利用土壤渗透 功能可以防止地下水位过高或过低。
土壤渗透与地表水保护
地表水与地下水的相互关系
01
地表水和地下水之间存在相互补给和转化的关系，土壤渗透对
机遇
随着人们对环境问题的重视和技术的 发展，土壤渗透技术在水资源保护和 污水处理领域的应用前景越来越广阔 ，为解决水资源短缺和环境污染问题 提供了新的思路和方法。
04
水资源保护与土壤渗透
水资源现状与保护意义
水资源短缺
全球范围内，许多地区面临水资 源短缺问题，尤其在发展中国家 ，水资源匮乏成为制约经济发展 的重要因素。
土壤渗透基本原理
土壤类型与特性
黄土
黄土是一种以黄色为主色调的土壤，具有较 好的渗透性，但易受侵蚀。
土壤侵蚀与水资源污染
土壤侵蚀与水资源污染随着现代化的加速发展，土壤侵蚀和水资源污染已经成为全球面临的严峻问题。
这两者之间存在着密切的联系和相互影响，进一步加剧了生态环境的恶化。
本文将探讨土壤侵蚀和水资源污染的原因、影响以及应对措施。
首先，我们来看土壤侵蚀的原因。
土壤侵蚀主要由人为活动和自然因素导致。
人为活动如过度耕种、过度放牧、乱伐森林和不合理施肥等，会破坏土壤的结构和稳定性，使土壤暴露在大气中，进而易受风、水的侵蚀。
自然因素如气候变化、地形变化也会对土壤侵蚀产生影响。
例如，强降雨可能引发洪灾和泥石流，进一步加速土壤侵蚀的过程。
土壤侵蚀对水资源的污染产生了显著影响。
当土壤被侵蚀后，其中的养分、农药、重金属等污染物质会随着降雨冲刷进河流、湖泊和地下水中，导致水环境污染。
这不仅对水生态系统产生危害，还会对人类健康造成威胁。
人们饮用受污染的水源，会导致各种健康问题，如水中含有的重金属过量可能引发慢性中毒。
针对土壤侵蚀和水资源污染，我们需要采取有效的应对措施。
首先，加强土壤保护意识，推行可持续农业发展模式。
合理利用农田，轮作休耕，减少过度耕种和过度施肥，以提高土壤的结构和肥力。
其次，加强植被的恢复和保护。
植被的根系可以牢固地固定土壤，减少土壤被风雨侵蚀的风险。
同时，植被还能吸附大气中的污染物质，保护水资源的纯净度。
此外，要建立水资源管理制度，严格控制工业废水和农业污水的排放。
通过全面监管和治理，保障水资源的健康和可持续利用。
在应对土壤侵蚀和水资源污染的同时，我们也要重视科学研究和技术创新。
通过土地资源的智能管理和利用，有效减轻土壤侵蚀的压力。
同时，开发和使用环保型农药和肥料，减少对土壤和水资源的污染风险。
此外，加强环境监测和数据管理，及时掌握土壤和水质的变化，为科学决策提供依据。
综上所述，土壤侵蚀与水资源污染是当今社会面临的重要问题。
了解其原因和影响，采取有效的应对措施可以减少土壤和水资源的破坏，促进经济的可持续发展和生态环境的保护。
土壤入渗能力
土壤入渗能力
土壤入渗能力
土壤入渗能力是指土壤对水分的渗透速率和容量。
它反映了土壤的保水和排水能力，对于水资源的管理和土壤保持具有重要意义。
土壤入渗能力受多种因素的影响，包括土壤类型、土壤质地、有机质含量、土壤结构、坡度以及土壤湿度等。
具体而言，土壤类型可以分为砂壤、壤土和粘壤等，它们的入渗能力会有所差异。
土壤质地对入渗能力影响较大，砂质土壤具有较高的入渗速率，而粘质土壤则较低。
有机质含量高的土壤往往具有较强的保水能力，但也可能影响水分渗透速率。
土壤结构的紧密程度也会影响入渗能力，紧密结构的土壤较难渗透。
此外，坡度过大会导致快速的径流，降低土壤的入渗能力。
评估土壤入渗能力可以采用不同的方法，如测量渗透速率、水分蓄积曲线、颗粒分析和土壤形态观察等。
这些数据可以用来确定土壤的入渗速率和容量，评估土壤的保水和排水能力。
土壤入渗能力对于农田灌溉、水资源管理、防止水土流失等具有重要
的实际意义。
合理管理土壤入渗能力可以提高农田的水分利用率，减少水资源浪费。
此外，了解土壤的入渗能力有助于预防土壤侵蚀和洪涝灾害，保护生态环境。
总之，土壤入渗能力是土壤对水分渗透的速率和容量。
它受多种因素的影响，可以通过不同方法进行评估。
了解土壤的入渗能力对于水资源管理和土壤保持具有重要意义。
土壤渗透特性对地下排水系统影响研究
土壤渗透特性对地下排水系统影响研究引言：土壤是地球上的重要自然资源之一，对人类的生存和发展起着至关重要的作用。
然而，在城市化进程中，大量的土地被用于建筑和基础设施建设，导致土壤受到压实和污染，对土壤渗透特性造成了一定的影响。
地下排水系统作为城市规划和生态建设的重要组成部分，其设计和效果的优劣直接取决于土壤的渗透特性。
本文旨在探究土壤渗透特性对地下排水系统的影响，并提出相应的解决方法。
一、土壤渗透性的定义和影响因素土壤渗透性是土壤对水分渗透的能力，是衡量土壤的透水性能指标之一。
土壤的渗透性受到多种因素的综合影响，包括土壤的质地、密实度、结构和孔隙度等。
其中，土壤质地是决定土壤渗透特性最重要的因素。
粘土质地的土壤由于颗粒之间的紧密排列，渗透性差；沙质质地的土壤由于颗粒之间有较多的间隙，渗透性较好。
除了土壤质地外，土壤含水量、排水情况等也会对土壤的渗透性产生影响。
二、土壤渗透特性对地下排水系统的影响1. 影响排水效果：土壤的渗透特性直接影响地下排水系统的效果。
当土壤渗透性较差时，排水系统难以迅速将地下积水排除，导致地下水位上升，增加城市内涝的风险。
而渗透性较好的土壤能够更快地将水分渗透下去，减少地下水位的上升，保持城市排水的畅通。
2. 影响土壤湿度：土壤的渗透特性还会影响土壤的湿度分布。
渗透性较差的土壤会在表层形成积水，导致土壤水分无法有效渗透到更深的层次。
这样一来，植物根部无法吸收到足够的水分，影响植物的生长和发育。
而渗透性良好的土壤能够快速将水分渗透到更深的层次，供给植物生长所需的水分，保持土壤湿度的平衡。
3. 影响土壤质量：土壤的渗透性还与土壤质量密切相关。
由于渗透性较差的土壤难以排水，导致土壤中积累水分，加剧了土壤酸碱度的变化，产生了对植物有害的酸性或碱性土壤。
此外，水分积累还会使土壤发生压实，导致土壤中的气体交换困难，容易产生缺氧现象，对土壤的生物学、化学和物理学特性造成不利影响。
因此，渗透性良好的土壤对维持土壤质量至关重要。
土壤对污水的渗透性及影响因素分析
土壤对污水的渗透性及影响因素分析孙志忠1,张满银1,张新军2 (1.兰州大学,甘肃兰州730000;2.众春花卉苗木有限公司,新疆乌鲁木齐830000)摘要 基于目前污水土壤渗透研究成果,结合天然水与污水的土壤对比渗透模拟实验,结果表明,污水渗透与天然水渗透存在较大差异。
差异主要表现在天然水经过一段渗透期后,将达到一稳定渗透率,污水渗透则没有该实验结果,而是保持一直降低。
众多研究一致表明污水渗透曲线符合双曲线数学模型V=a t-b,从土壤、污水性质及其相互作用3个方面分析了污水作为渗透液时,土壤渗透性的变化及其影响因素。
关键词 污水;渗透曲线;渗透率;土壤柱中图分类号 S153 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)30-09662-02A na lysis of Influence Fa ctor and Penetrability of W aste Water in SoilSU N Zhi zho ng et al (Lanzh ou Universi ty,Lanzhou,Gansu730000)Abstract Based on p resen t research prod uction of waste water i nfil tration in soil,combined the s oil infiltrati on simul ation experimen t of the native water compare with waste,the result s howed that there was biggis h difference bet ween waste water i nfil tration an d native water i nfil tration.The difference pri marily sho wed that infiltration rate of native water would reach to stead y goin g after a length of ti me,b ut infiltrati on rate of waste water was d ifferen t from n ative water,instead of keepin g lower all the ti me.Num erous stud y s howed that waste water infiltrati on cu rve conform to hyperbola mathematical model V=a t-b.The paper an alysed the variance of soil perm eability and i nfl uenci ng factor when the waste water acted as penetratin g fl ui d from th ree aspects of ch ar acter of s oil and was te water,and in teracti on of them.Key w ords Waste water;Infiltrati on cu rve;Infil tration rate;Soil colu mn通常评价土壤的渗透性都是以天然水作为渗透液。
工业污水排放对土壤质量的影响及修复方法
工业污水排放对土壤质量的影响及修复方法工业污水排放对土壤质量的影响是一个备受关注的环境问题。
工业活动产生的污水中含有大量有毒有害物质，直接排放到土壤中会对土壤生态系统和农作物的生长产生不可逆转的损害。
本文将重点探讨工业污水排放对土壤质量的影响，并介绍一些常用的修复方法。
一、工业污水排放对土壤质量的影响1. 污染物渗透：工业污水中的重金属、有机化合物等污染物会通过土壤颗粒间隙的渗透作用进入土壤深层，从而引起土壤质量的下降。
这些污染物会累积在土壤中，造成土壤酸化、盐碱化等严重问题。
2. 土壤结构破坏：污水中的有机物会促使土壤微生物的增殖，从而造成土壤结构的破坏。
此外，有机物的降解过程会消耗土壤中的氧气，导致土壤通气性下降，给土壤生态系统带来负面影响。
3. 养分失衡：工业污水中的污染物会干扰土壤中的微生物活动，破坏土壤中养分的循环过程。
一些污染物的存在还可能抑制土壤中植物的养分吸收，导致农作物生长发育异常，减产甚至死亡。
二、工业污水排放对土壤质量的修复方法为了减少工业污水对土壤质量的影响，需要采取一系列的修复措施。
以下是一些常用的修复方法：1. 土壤物理修复：包括土壤深松、土壤疏浚等措施。
通过改善土壤结构和通透性，提高土壤的水分持留能力和通气性，以促进土壤中有害物质的迁移和降解，从而恢复土壤质量。
2. 土壤化学修复：可采用添加吸附剂、改良剂等方法，增加土壤对污染物的吸附能力，从而减少污染物对土壤的危害。
例如，添加石灰粉可中和酸性土壤，减少重金属的可溶性。
3. 生物修复：利用植物、微生物等生物资源，促进土壤中污染物的降解和迁移。
植物修复可通过植物的吸收和积累作用，将污染物转移至植物体内，减少其对土壤的影响。
微生物修复则通过引入具有污染物降解能力的微生物，加速污染物的降解过程。
4. 高级修复技术：如电动修复、化学修复、热解修复等高级修复技术，可在特定情况下进行有针对性的修复。
这些方法通常需要借助专业设备和技术支持，可有效解决一些复杂的土壤污染问题。
土壤渗透性与地下水关系的研究
土壤渗透性与地下水关系的研究地下水是地球上非常重要的水资源之一，也是我们日常生活中不可或缺的资源之一。
而土壤渗透性与地下水之间的关系，对于地下水的保护和管理具有重要的意义。
一、土壤渗透性对地下水的影响土壤是地表与地下之间的过渡层，其渗透性直接影响着地下水的形成、分布和质量。
渗透性是指土壤中水分向下渗透的能力，同时也是描述土壤孔隙系统导水性能的指标。
当土壤渗透性较大时，水分容易通过土壤表层向下透过，促进地下水的循环和蓄积。
而如果土壤渗透性较小，则会导致降雨水分在地表积聚，增加洪涝的风险，并限制地下水的形成和补给。
土壤渗透性受多种因素的综合影响，包括土壤颗粒组成、土壤结构、土壤湿度和孔隙度等。
例如，粘性土壤中粘土颗粒多，颗粒之间结合紧密，导致其渗透性较差；而沙质土壤中砂粒较大，颗粒之间空隙较多，渗透性较好。
此外，土壤湿度和孔隙度也会对渗透性产生影响，湿润的土壤和孔隙度较大的土壤一般渗透性较好。
二、地下水对土壤渗透性的调节作用地下水在土壤水分循环过程中扮演着重要的角色，它通过土壤的孔隙系统向上渗透，为植物提供水分，并使土壤保持一定的湿润状态。
同时，地下水还参与土壤养分的输送和调节土壤温度的作用，对于土壤的生态系统有重要的影响。
地下水对土壤渗透性具有调节作用。
地下水位较高时，对于渗透性差的土壤来说，由于土壤饱和程度较高，导致水分向下渗透速度较慢，使土壤中的水分较长时间积存，增加土壤内部的饱和度，从而提高了土壤渗透性。
而当地下水位较低时，渗透性好的土壤可以较快地将地下水吸收，保持适宜的水分条件。
此外，地下水还对土壤中的盐碱化问题起到缓冲作用。
当地下水位较高时，地下水通过土壤渗透，可以稀释和冲洗土壤中的盐分，减小土壤中的盐碱含量，改善土壤的质量和渗透性。
三、土壤渗透性与地下水管理有效地管理土壤渗透性对于地下水的保护和合理利用至关重要。
首先，通过科学的土壤改良措施，提高渗透性差的土壤水分透透性。
例如，对于粘性土壤可以进行砂、石的添加，改善土壤结构；对于砂质土壤可以进行肥料和机械改良，增加其保水能力。
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土壤对污水的渗透性及影响因素分析孙志忠1,张满银1,张新军2 (1.兰州大学,甘肃兰州730000;2.众春花卉苗木有限公司,新疆乌鲁木齐830000)摘要 基于目前污水土壤渗透研究成果,结合天然水与污水的土壤对比渗透模拟实验,结果表明,污水渗透与天然水渗透存在较大差异。
差异主要表现在天然水经过一段渗透期后,将达到一稳定渗透率,污水渗透则没有该实验结果,而是保持一直降低。
众多研究一致表明污水渗透曲线符合双曲线数学模型V=a t-b,从土壤、污水性质及其相互作用3个方面分析了污水作为渗透液时,土壤渗透性的变化及其影响因素。
关键词 污水;渗透曲线;渗透率;土壤柱中图分类号 S153 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2007)30-09662-02A na lysis of Influence Fa ctor and Penetrability of W aste Water in SoilSU N Zhi zho ng et al (Lanzh ou Universi ty,Lanzhou,Gansu730000)Abstract Based on p resen t research prod uction of waste water i nfil tration in soil,combined the s oil infiltrati on simul ation experimen t of the native water compare with waste,the result s howed that there was biggis h difference bet ween waste water i nfil tration an d native water i nfil tration.The difference pri marily sho wed that infiltration rate of native water would reach to stead y goin g after a length of ti me,b ut infiltrati on rate of waste water was d ifferen t from n ative water,instead of keepin g lower all the ti me.Num erous stud y s howed that waste water infiltrati on cu rve conform to hyperbola mathematical model V=a t-b.The paper an alysed the variance of soil perm eability and i nfl uenci ng factor when the waste water acted as penetratin g fl ui d from th ree aspects of ch ar acter of s oil and was te water,and in teracti on of them.Key w ords Waste water;Infiltrati on cu rve;Infil tration rate;Soil colu mn通常评价土壤的渗透性都是以天然水作为渗透液。
天然水土壤渗透实验的结果是:渗透经过一段时间后,渗透率将达到一稳定渗透速率,即为渗透系数。
当渗透液改为除天然水以外的其他溶液时,土壤的渗透性将发生变化。
由于污水、废水的储存、处理、排放等问题的出现,这方面的研究日渐深入,并取得了较多的研究成果。
目前人们比较关心的污水土壤渗透是废弃物堆积过程中产生的高浓度高污染渗滤液的环境污染问题以及在土地处理城市污水过程中遇到的土壤孔隙堵塞问题[1-2]。
在许多学者研究的基础上,笔者结合渗透模拟实验,得出了污水渗透曲线,并从土壤成分、含水量、结构及污水黏度、化学成分、固体悬浮物和微生物作用等多方面分析了影响土壤渗透性的因素。
1 渗透曲线天然水在土层中的入渗率与时间的关系,通常用渗透曲线表示,描述这类曲线的数学表达式一般多采用考斯加柯夫的双曲线方程或霍顿的逆指数方程。
之后,许多学者通过污水的土壤柱渗透模拟实验,得出了大部分污水的渗透曲线也服从双曲线或逆指数的数学关系[3-4]。
采用常见的自来水与城市污水作为渗透液,在室内进行渗透实验,得到如图1、2的渗透曲线。
3条渗透曲线均符合双曲线数学模型(V=a t-b),分别为y城市污水1=5.7504x-0.3435、y自来水=5.6675 x-0.2744和y城市污水2=0.0709x-0.1877,渗透率y随渗透时间x 的延长而呈递减趋势,在开始阶段降低较快,后期曲线平缓,渗透率降低缓慢。
图1通过自来水与生活污水的对比渗透实验,结果表明,自来水的渗透率递减到一定程度时达到一个稳定的渗透率K;城市污水的渗透率随渗透时间的增长一直缓慢降低。
采用城市污水透过50c m高的亚砂土模拟柱,连续渗透7个月,得到如图2的渗透曲线,在开始20d渗透期间,渗透率降低迅速,20d以后处于稳定递减阶段。
作者简介 孙志忠(1983-),男,甘肃兰州人,硕士研究生,研究方向:水污染防治。
收稿日期 2007 06 07图1 渗透曲线图2 城市污水渗透曲线2 土壤渗透性的影响因素2.1 土的性质2.1.1 土的成分。
影响渗透性的因素有粒度成分、矿物成分、化学成分及有机质。
颗粒的大小主要影响土壤原始孔隙,而矿物质和化学成分主要影响颗粒与污水作用后孔隙的大小,有机质的含量、性质影响土体结构及土壤颗粒与污水的相互作用。
在含水量与孔隙度近似的情况下,土层中随着砂粒(0.500~0.005mm)含量的增多,渗透率愈大。
有学者根据污水渗透实验测得不同含砂土层前30min的平均渗透率,含砂量86.5%土层的是含砂量39.5%土层的1.8倍,是含砂量32.5%土层的3.4倍[4]。
2.1.2 土的结构。
有学者根据甘肃天水和陕西绥德农地土壤对比渗透实验得出,土壤中团粒含量较高时,则渗透性越强[4]。
然而,土壤渗透性不仅与团粒含量有关而且还与密实安徽农业科学,J ou rn al of An hui Agri.Sci.2007,35(30):9662-9663,9677 责任编辑 孙红忠 责任校对 李洪程度有关。
介玉新等通过对不同压实干密度的垃圾土进行渗透实验,结果表明,随着垃圾土干密度的增大,渗滤液的渗透率逐渐降低,如图3所示[5]。
图3 不同干密度下垃圾土的渗透曲线2.1.3 土的含水率。
在含水量不同的土柱中,随着土层湿度的增加,土颗粒对污水的吸力减小,进而土层渗透性降低。
张华等通过渠坡降雨入渗计算结果得到吸力与渗透系数的函数关系图,随着吸力的增大,土壤渗透系数也随着增大[6]。
2.2 污水的性质2.2.1 污水的黏度。
根据地下水动力学中渗透系数的计算公式k =c d 2 R / ,表明污水的渗透率与其黏度 成反比。
瞿贤等测试了上海老港填埋场渗滤液的黏度,其中,20!时渗滤液的黏度为1.14MPa s,相同温度下蒸馏水的黏度为1.002MPa s 。
因此在相同的条件下,渗滤液的渗透率小于蒸馏水的渗透率[7]。
2.2.2 污水中的化学成分。
温彦峰等通过粘土柱渗透实验发现,灰水的渗透率在初始阶段大于蒸馏水和去离子水的原因是灰水中的高价离子浓度远大于蒸馏水和去离子水的。
根据双电层理论得知高价离子易形成较薄的扩散层,致使土壤孔隙增大,渗透性增强。
但是在长期持续的渗透下,灰水的渗透率依然是逐渐减小,而蒸馏水和去离子水的渗透率将达到稳定值[8]。
由此可见,污水中离子浓度和价态均会影响土壤的渗透性。
2.2.3 污水中的固体悬浮物(SS)。
污水中的SS 造成了土壤孔隙的堵塞,进一步导致土壤渗透性的降低。
Ric e 等的研究表明,SS 堵塞孔隙不仅与SS 的量有关,而且与SS 的组成物质有关,当SS 中的无机物含量较高时,更易堵塞孔隙[9]。
Rober t 通过研究污水投配过程中有机污染物、SS 和渗透率三者的关系建立了数学模型:K t =241A /(1+A ),其中A =e 2.63-5.7B OD +41.08SS -0.048B OD SS ,该模型适用于高负荷下的土壤孔隙堵塞分析。
因此,在污水处理工程中,为了防止土壤孔隙堵塞,必须对进水加以预处理,例如,北京市昌平快速渗滤示范工程中采用的先栅格再酸化池的两道去除悬浮物工序。
2.3 土壤与污水的相互作用2.3.1 土颗粒与污水的作用。
土壤中黏粒及有机质吸水后体积膨胀,并且颗粒表面物质与污水发生水化作用,形成较厚的扩散层,二者均使土壤有效孔隙减少,影响土壤的渗透性。
在渗透力的作用下,土壤表面的细小颗粒被污水带走,当遇到更小的孔隙后被截留,引起土壤骨架结构发生变化,形成致密弱不透水层,进而影响到土壤的渗透性。
2.3.2 土壤颗粒与污染物的作用。
土壤颗粒通过吸附和置换作用来处理污水渗透液中的污染物。
粒径较小的土壤颗粒具有较大的表面能,对污染物有良好的吸附性,其吸附量与比表面积呈正比。
根据不同比表面积的沙砾石对Mn 2+,Cr 6+的静态吸附实验得到如图4的结果,表明颗粒比表面积S 与单位吸附量q 呈正比关系。
当土壤颗粒表面吸附了大量污染物后,有效孔隙减少,影响渗透性。
污水透过土层时,土壤表面脱落大量的Ca 2+、Mg 2+与污水中置换能力强的Fe 3+、Al 3+及浓度较大的Na +、K +等发生阳离子交换,置换出的Ca 2+、Mg 2+与污水中的CO 32-、SO 42-等反应生成难溶的碳酸盐和硫酸盐物质,进而堵塞土壤有效孔隙,导致土壤渗透性降低。
图4 吸附量与比表面积的关系2.3.3 微生物的作用。
在污水的土壤处理过程中,若工艺参数设计不当,随着系统运行时间的增长,土壤的渗透率将逐渐下降,并且会出现孔隙堵塞现象。
许多研究均证明微生物作用是导致土壤孔隙堵塞的一个重要原因。
Ba ve ye 等研究表明,微生物代谢过程中产生大量的胞外聚合物和微生物膜,尤其是在厌氧环境中,来不及分解的多糖和蛋白质等中间产物堵塞土壤有效孔隙,使得土壤渗透性降低[10-13]。
通过砂砾卵石动态模拟实验得到图5的结果。
连续渗透柱的渗透率随着渗透时间的延长而逐渐降低,然而间歇式渗透柱的渗透率是呈波动曲线变化。
连续性渗透柱在实验期间柱内一直保持厌氧状态,微生物作用产生的多糖等中间产物随渗透时间的增长而逐渐聚集,从而堵塞了土壤孔隙,表现出渗透率递减趋势。
间歇式渗透柱实验期间包括渗透期和间歇期两个阶段,在渗透期,污水进行厌氧和兼性厌氧反应,随着中间产物量的增加,渗透率降低;在间歇期,土柱进行复氧降解中间产物,然后再进行渗透,发现渗透率回升,表现出如图5中的波动变化趋势。