地热水与围岩介质中“三氮”迁移机理研究

摘要

地下水的氮污染已经成为全世界的普遍问题,氮的化合物尤其是氨氮(NH4+)、硝酸盐氮(NO3-),亚硝酸盐氮(NO2-)即“三氮”的污染成为地下水污染一种常见的形式。地下水中的“三氮”的存在和积累直接威胁着人类的健康和发展。铵态氮会影响地下水水质,从而影响人体健康;亚硝态氮与体内的仲胺反应产生致癌物质亚硝酸胺,从而诱导肿瘤疾病;硝态氮不仅易诱发糖尿病,对肾脏也会造成严重的损害,容易引起溶血性贫血。因此研究“三氮”的迁移转化对地下水“三氮”的污染控制有极其重要的意义。
　　“三氮”的吸附解吸特性、硝化反应和反硝化反应是“三氮”的迁移转化的重要过程。实验土样取于郑州市西南部新密乡东40km处曲粱乡王沟村的沟谷内。通过温度和pH等因素分析了“三氮”的吸附解吸作用、硝化反应和反硝化反应,为分析开封凹陷区地热水来源的水质特征提供了理论依据。
　　通过室内土柱实验,研究不同温度条件下“三氮”的迁移转化过程。氨氮的运移时间持续了33天,而硝态氮的运移过程只有300分钟;温度越高,铵态氮的运移速率较慢,硝态氮则呈相反的趋势。总之,室内淋滤实验为真实的“三氮”迁移转化过程奠定了理论和实践基础。

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和技术路线

2 开封凹陷区地热系统特征

2.1 区域地质背景特征

2.2 热储层划分及特征

2.3 地温分布特征

2.4 水文地质及水化学特征

2.5 小结

3 开封凹陷区地热水“三氮”特征

3.1 氮污染的主要存在形式及特征

3.2 “三氮”基本特征

3.3 地热水中“三氮”与温度关系

4 温度作用下的“三氮”吸附和解吸特性

4.1 样品基本性质测定

4.2 NH4+吸附特性研究

4.3 NO3--N吸附特性研究

4.4 NO2--N吸附特性研究

5 温度作用下的“三氮”硝化和反硝化特征

5.1 硝化反应

5.2反硝化反应

5.3 小结

6 “三氮”的迁移转化过程研究

6.1 水文地质参数

6.2 淋滤实验

6.3 迁移机理

7 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

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