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《中国海洋大学》 2010年
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多孔介质中石油残留及其水动力效应研究

张俊杰  
【摘要】:石油污染物进入多孔介质后,受到介质颗粒的静电引力而吸附在介质表面。同时,又受到毛细孔隙产生的毛细力作用而呈不连续的指状残留于多孔介质孔隙中。这会导致多孔介质的水动力特性发生很大变化,从而严重影响各种地下水污染原位治理(抽出-处理、渗透性反应墙、生物降解和淋溶冲洗)过程中的水流状态和营养供应。因此,研究多孔介质中石油污染残留及其水动力效应,揭示控制水动力效应变异的机制,对于石油污染场地的评估、控制和原位修复具有重要的科学意义和应用价值。为此,本文选取了柴油和机油两种性质差异较大的油品,以粗砂和粉砂为代表性多孔介质,对油品和介质的理化性质进行了测定。在此基础上,利用一维和二维水动力弥散试验装置测定了不同含油率下多孔介质的水-盐动力学参数,分析了多孔介质中石油的残留状态,进而探讨了残留油的水动力效应,得出结论如下: (1)饱和渗流状态下,粗砂中柴油的稳定残留量为2%左右,机油的稳定残留量介于4-8%之间;粉砂中柴油的稳定残留量在3-4%之间,而机油稳定残留量则为10%左右。 (2)粗砂和粉砂的有效孔隙度均随石油含量的增加呈线性减小,而且柴油引起的砂土有效孔隙度的减小比机油更加显著。 (3)随着石油含量的增加,砂土的渗透性逐渐降低,且降低的趋势逐渐变缓。当柴油含量由0增加到2%时,粗砂的渗透系数由1.90×10-2cm/s下降至4.70×10-3cm/s,降低了75.26%;当机油含量由0增加到4%时,渗透系数由1.90×10-2cm/s下降到1.26×10-2cm/s,降低了33.68%。当柴油含量由0增加到2%时,粉砂的渗透系数由2.60×104cm/s减小到6.88×104-5cm/s,降低了73.54%;当机油含量增加至8%时,粉砂的渗透系数降至3.76×10-5cm/s,相对于清洁砂降低了85.54%。各含油率下粉砂的渗透系数普遍比相同含油率的粗砂低2至3个数量级。 (4)不同含油率粗砂的弥散系数值较为接近,而且弥散度变化也不显著;清洁粗砂的弥散度略高于含油粗砂,而粉砂的弥散度随石油含量的增加而增大。此外,相同含油率下粉砂的水动力弥散系数都比粗砂的低一个数量级,主要是由于粉砂中孔隙水流速小于粗砂中的孔隙水流速,机械弥散作用不如粗砂显著。 (5)二维水动力弥散试验的示踪剂穿透曲线发现,在纵向上示踪剂浓度峰值的达到时间和峰值浓度的大小主要取决于孔隙水流速的大小,孔隙水流速越大,示踪剂达到浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大;反之,示踪剂达到浓度峰值的时间越长,峰值浓度越低。此外,示踪剂在横向上的扩散范围随其纵向运移距离的增加而增大。 (6)二维弥散试验测得含机油粗砂的纵向弥散度小于清洁粗砂,而含柴油粗砂的纵向弥散度大于清洁粗砂。不同含油率粗砂的纵向弥散度变化范围为0.133-0.363cm,横向弥散度变化范围为9.83×10-3-4.64×10-2cm,纵向弥散度均大于其横向弥散度。另外,由于瞬时注入的示踪剂浓度较大,其密度大于含水层中的自来水,所以示踪剂还会在重力作用下垂直于地下水流向发生迁移,这等效于增强了横向弥散的强度,导致横向弥散度的计算值偏大。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X523

【引证文献】
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1 肖行川;夏文香;马林凤;王振霞;郭慧;;生物柴油促进原油污染砂粒释放油[J];环境工程学报;2012年03期
2 张俊杰;郑西来;梁春;王宏宇;;含油多孔介质二维弥散特性初步研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2011年10期
3 马林凤;夏文香;李密;孟晶;郭慧;;生物柴油对原油污染砂砾原油释放的影响[J];青岛理工大学学报;2012年04期
4 李密;夏文香;李金成;马林凤;郭慧;孟晶;;原油在沙质海滩中的迁移及渗透规律研究[J];青岛理工大学学报;2013年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 李永霞;含水介质中石油污染物迁移与残留特征[D];中国海洋大学;2011年
2 肖行川;应用生物柴油修复原油污染海滩的模拟研究[D];青岛理工大学;2010年
3 李密;原油在模拟沙滩中的纵向迁移及释放规律研究[D];青岛理工大学;2011年
4 马林凤;生物柴油促进石油污染海滩生物修复的研究[D];青岛理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑西来,李永乐,林国庆,马玉新,夏文香;土壤对可溶性油的吸附作用及其影响因素分析[J];地球科学;2003年05期
2 武强;王志强;杨淑君;韩超;张文宇;罗立红;;地下水曝气工程技术研究——以德州胜利油田地下水石油污染治理为例[J];地学前缘;2007年06期
3 汪民,吴永锋;地下水微量有机污染[J];地学前缘;1996年02期
4 陈建峰,王政友;大同地区地下水弥散实验研究[J];地下水;2000年04期
5 岳梅;淮南市区浅层地下水水质污染预测模型探讨[J];地下水;2002年02期
6 赵雪琼;卞建民;杨坡;盛骅寅;;长春西部串湖含水介质弥散试验及污染质运移研究[J];地下水;2008年05期
7 韩长绵;姜永年;杨世丕;;水中石油烃污染的特点及监测分析中的若干问题[J];环境科学与技术;1988年03期
8 李静,张甲耀,夏盛林,马瑛;原油在土壤中的吸附和解吸研究[J];环境科学与技术;1997年04期
9 史红星,黄廷林;黄土地区土壤对石油类污染物吸附特性的实验研究[J];环境科学与技术;2002年03期
10 连会青;武强;李铎;;石油污染物在浅层孔隙介质中的吸附与迁移[J];辽宁工程技术大学学报;2005年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 余姝萍;砂柱中渗透系数及水气运移试验研究[D];四川大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁爱芳;;生物技术在污染土壤修复中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
2 郑爱珍;宋唯一;;土壤重金属污染的治理方法研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
3 杨苏才;南忠仁;曾静静;;土壤重金属污染现状与治理途径研究进展[J];安徽农业科学;2006年03期
4 韦万丽;张笑一;彭润芝;;污水土地处理污染土壤生物修复技术研究[J];安徽农业科学;2006年19期
5 苏增建;李敏;王颖;;土壤石油污染的生物修复原理及研究进展[J];安徽农业科学;2007年06期
6 韩德复;;土壤原油污染对黄瓜、萝卜种子发芽率和幼苗生长的影响[J];安徽农业科学;2008年06期
7 贾玉华;朱建雯;钱翌;高永甲;;铅-镉复合污染对天竺葵生长的影响[J];安徽农业科学;2008年07期
8 吴瑞娟;金卫根;邱峰芳;;土壤重金属污染的生物修复[J];安徽农业科学;2008年07期
9 刘晓双;亦如瀚;吴锦标;寇世伟;;硫酸厂废水污染区土壤和植物中重金属分布特征的研究——以云浮市某硫酸厂为例[J];安徽农业科学;2009年29期
10 王宝申;王炳华;高树青;刘秀春;高艳敏;陈宝江;杨华;;果园土壤污染生物修复研究[J];安徽农业科学;2009年31期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐海珍;李国敏;张寿全;董艳辉;贺国平;;基于OLHS随机模拟的地下水源地保护区划分[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 李军华;陈建生;陈亮;;大坝渗漏量的连续示踪模型研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
3 曾玲玲;陈晓平;刘松玉;;软土结构性及不同应力路径对本构模型的影响研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
4 冯玉杰;孙清芳;高鹏;;松花江表层水体中多环芳烃的分布特征与来源分析[A];第二届生态补偿机制建设与政策设计高级研讨会论文集[C];2008年
5 李海明;郑西来;刘宪斌;;渤海滩涂沉积物中石油污染物的迁移-转化规律研究[A];中国海洋学会2005年学术年会论文汇编[C];2005年
6 杨华;纪晓国;何永刚;李青青;陈晓志;;土壤污染现状与治理途径研究进展[A];新农村建设与环境保护——华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集[C];2009年
7 李想;王延松;;土壤污染现状及风险评价研究进展[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
8 韩菲;李凤鸣;刘颖颖;;辽宁河流沉积物中多环芳烃污染状况研究进展[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(上卷)[C];2008年
9 曲向荣;;污染土壤植物修复技术及尚待解决的问题[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
10 任明忠;张素坤;许振成;海景;许静;;北江沉积物中PAHs的来源与分布初步研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第一卷)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 周骏;多孔介质中胶体行为及其影响效应研究[D];中国海洋大学;2010年
3 徐东晖;自然和人为因子对黄、东海几种桡足类优势种生理活动的影响[D];中国海洋大学;2010年
4 余云军;胶州湾流域与海岸带综合管理研究[D];中国海洋大学;2010年
5 傅晓萍;美洲商陆镉吸收和耐性机理研究[D];浙江大学;2011年
6 谯华;TNT污染土壤的生物泥浆反应器修复机理研究[D];浙江大学;2011年
7 马燕;河流渗滤系统中BTEX污染去除机理研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 李艳;北黄海末次冰消期以来沉积特征及物源环境指示[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
9 辛欣;DNAPLs污染含水层多相流模拟模型的替代模型研究[D];吉林大学;2011年
10 杜超;下辽河平原地下水水质实时预报模型研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡志坚;γ-聚谷氨酸活化磷矿粉对Pb污染土壤铅形态及小白菜生长的影响[D];华中农业大学;2010年
2 曹红;污染场地有机污染物迁移转化规律及其含水层系统天然净化能力研究[D];山东科技大学;2010年
3 罗娇赢;哈尔滨市城郊菜地土壤重金属污染的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 樊瑞;沉陷区复垦基质中镉的植物去除与利用研究[D];山东农业大学;2010年
5 潘妍妍;潞安矿区矿井水资源化评价研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 图影;高浓度多环芳烃污染土壤的生物柴油及微生物修复[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 郑翠英;阳离子表面活性剂和重油复合体系在海洋沉积物上的吸附行为[D];中国海洋大学;2010年
8 张倩;水化学环境变化对多孔介质强度和渗透性的影响[D];中国海洋大学;2010年
9 郑轩;菲和亚甲基蓝在海洋沉积物上的吸附[D];中国海洋大学;2010年
10 张竹圆;北方河口区石油降解菌的降解特性研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宁丽;曾溅辉;陈广;;柴油在土壤中迁移的试验模拟研究[J];安全与环境学报;2008年03期
2 方曦;杨文;;海洋石油污染研究现状及防治[J];环境科学与管理;2007年09期
3 陈建秋;中国近海石油污染现状、影响和防治[J];节能与环保;2002年03期
4 赵瑞雪;刘淑梅;郑笑秋;;石油烃类的微生物降解[J];长春理工大学学报;2006年04期
5 张在龙,许国梁,叶天旭,蔺五正,劳永新;天然矿物存在下脂肪酸酯水解生烃的影响因素研究[J];沉积学报;2003年04期
6 周训,鞠秀敏,王举平,宁雪生;滨海含水层地下水位动态特征[J];地下水;1997年01期
7 陈建峰,王政友;大同地区地下水弥散实验研究[J];地下水;2000年04期
8 岳梅;淮南市区浅层地下水水质污染预测模型探讨[J];地下水;2002年02期
9 赵雪琼;卞建民;杨坡;盛骅寅;;长春西部串湖含水介质弥散试验及污染质运移研究[J];地下水;2008年05期
10 王伟洁,吴长江;海洋石油污染对渔业的危害及其防治对策[J];山东环境;1995年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 姚同玉;油层润湿性反转及其对渗流过程的影响[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2005年
2 李玉瑛;土—水系统石油污染物挥发和生物降解过程研究[D];中国海洋大学;2005年
3 夏文香;海水—沙滩界面石油污染与净化过程研究[D];中国海洋大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈丽丽;可降解材料及钙基膨润土对海水中石油的吸附研究[D];青岛理工大学;2010年
2 肖行川;应用生物柴油修复原油污染海滩的模拟研究[D];青岛理工大学;2010年
3 王锐;非水相流体在土壤中运移规律研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 樊林;用生物法处理石油烃类污染物的初步研究[D];重庆大学;2005年
5 楚伟华;石油污染物在土壤中迁移及转化研究[D];大庆石油学院;2006年
6 邢巍巍;LNAPLs在土体中的运移特性研究[D];清华大学;2005年
7 龙绍桥;海上溢油行为与归宿数值模拟及其对环境的影响研究[D];中国海洋大学;2006年
8 吴俊文;沙质滩涂石油污染物吸附与释放过程研究[D];中国海洋大学;2006年
9 李梅;含水介质中石油的残留及其水理性质研究[D];中国海洋大学;2008年
10 薛明霞;石油在土—水系统中的迁移转化机理与含油废水的处理研究[D];长安大学;2007年
【二级引证文献】
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1 马林凤;生物柴油促进石油污染海滩生物修复的研究[D];青岛理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔德波;牛明芬;徐丽;赵明梅;袁雅姝;张玉龙;;生物表面活性剂在石油污染土壤生物修复中的应用[J];安徽农业科学;2007年28期
2 蒋敏,谢孟峡,谢芳;沉积物中有机成分的分析方法研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2002年03期
3 刘阳,李水英,李春江,高宏成;页岩介质中放射性核素迁移的实验研究及其数学模型[J];长春科技大学学报;2001年03期
4 郑西来,刘孝义,席临平;多孔介质吸附对石油污染物运移的阻滞效应研究[J];长春科技大学学报;1999年01期
5 邢振纲,张继红;天津市地下水利用中的环境问题及其对策[J];城市环境与城市生态;1999年06期
6 刘新华,沈照理,傅家谟;地下水油类污染的水文地球化学指标——以山东省淄博市某地下水水源地为例[J];沉积学报;1997年02期
7 张渤,韩洁;石油烃类污染物在地下水中自然衰减特性[J];重庆环境科学;2002年05期
8 程金茹,郭择德;黄土包气带土壤水动力弥散系数的测定研究[J];辐射防护通讯;2001年05期
9 王学军,任丽然,戴永宁,陈静,朴秀英,陶澍;天津市不同土地利用类型土壤中多环芳烃的含量特征[J];地理研究;2003年03期
10 许秀元,陈同斌;土壤中溶质运移模拟的理论与应用[J];地理研究;1998年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 史红星;石油类污染物在黄土高原地区环境中迁移转化规律的研究[D];西安建筑科技大学;2001年
2 楚伟华;石油污染物在土壤中迁移及转化研究[D];大庆石油学院;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 佘铭钢,刘铮;多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究(Ⅰ) 多孔介质电渗流动的CFD模拟[J];化工学报;2003年08期
2 李传亮;张学磊;;管流与渗流的统一[J];新疆石油地质;2007年02期
3 褚金华;程乐鸣;施正伦;骆仲泱;岑可法;;渐变型多孔介质燃气装置的试验研究[J];燃烧科学与技术;2009年01期
4 周磊;刘石;;模拟监测碳酸盐岩油藏实验台设计[J];科技传播;2010年16期
5 左永梅;邹学忠;;多孔介质中粘性指进的发生与发展研究[J];科技致富向导;2011年12期
6 何德坪,闻德荪,张勇,舒光冀;铝熔体在多孔介质中的渗流过程[J];材料研究学报;1997年02期
7 陈洁,李尧臣;三维多孔介质中应力与渗流的摄动有限元分析[J];上海铁道大学学报;1999年10期
8 田贵山,马振吉;气体在陶瓷过滤器元件内的流动研究[J];淄博学院学报(自然科学与工程版);2000年04期
9 李传亮;多孔介质的应力关系方程——答周大晨先生[J];新疆石油地质;2002年02期
10 王恩宇,程乐鸣,骆仲泱,倪明江,岑可法;天然气在渐变型多孔介质中的预混燃烧[J];燃烧科学与技术;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张鹏;李英;董凤兰;;多孔介质中泡沫的产生和运移[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
2 郭尚平;于大森;吴万娣;;生物脏器的孔隙率[A];全国第一届生物力学学术会议论文汇编[C];1981年
3 张德会;李健康;;多孔介质渗透率在金属成矿学研究中的意义[A];固体地球系统复杂性与地质过程动力学学术讨论会论文摘要集[C];2004年
4 谭文长;;黏弹性流体在多孔介质内的自然对流[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
5 李丽;陶果;戴世坤;;弹性波对多孔介质电导率的瞬态影响[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
6 陈瑜;蔡庆东;;基于树网格的格子玻尔兹曼方法及其在渗流等问题中的应用[A];第五届全国青年计算物理学术交流会论文摘要[C];2008年
7 刘雪梅;许友生;;格子Boltzman方法研究竖直多孔介质板内混合对流传热传质问题[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 郭尚平;于大森;吴万娣;;生物脏器多孔介质的孔径分布和比面[A];全国第一届生物力学学术会议论文汇编[C];1981年
9 陈益峰;周创兵;井兰如;;THM耦合条件下多孔介质的多相流传输过程[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 郁伯铭;;分形渗透率模型对于多孔介质的应用[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国农业大学工学院 刘相东;多孔介质干燥理论与应用并行[N];中国化工报;2007年
2 饶文涛;多孔介质燃烧新技术及应用[N];世界金属导报;2009年
3 饶文涛;新一代燃烧技术——多孔介质燃烧[N];中国冶金报;2009年
4 特约记者  王振江 马立玫 盛玉奎;华北采油五厂稠油油藏实现规模化开采[N];中国石油报;2006年
5 本报记者 任荃;“绿色”头脑左右创新行动[N];文汇报;2009年
6 尹万珠;森林与水的关系:缝隙现象和合力水运动(上)[N];科技日报;2002年
7 王红;精馏技术国家工程中心优势凸显[N];中国化工报;2003年
8 齐欣;特色:立校之本[N];中国教育报;2003年
9 尹万珠;森林与水的关系:改良沙化土壤[N];科技日报;2002年
10 田野;采用新技术研究土壤结构[N];科技日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 荣伏梅;基于格子Boltzmann方法的多孔介质REV尺度的流动与强化传热研究[D];华中科技大学;2011年
2 纪朝凤;疏水缔合水溶性聚合物在多孔介质中缔合机理研究[D];西南石油学院;2004年
3 邓洋波;多孔介质内往复流动下超绝热燃烧的实验和数值模拟研究[D];大连理工大学;2004年
4 李守德;不可逆热力学理论在多孔介质渗流问题中的应用研究[D];浙江大学;2003年
5 史玉凤;多孔介质对太阳池性能影响的研究[D];大连理工大学;2011年
6 杨满平;油气储层多孔介质的变形理论及应用研究[D];西南石油学院;2004年
7 凌忠钱;多孔介质内超绝热燃烧及硫化氢高温裂解制氢的试验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
8 郭霄怡;分数阶微积分在量子力学和非牛顿流体力学研究中的某些应用[D];山东大学;2007年
9 李宾飞;氮气泡沫调驱技术及其适应性研究[D];中国石油大学;2007年
10 员美娟;多孔介质中流体的若干流动特性研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张俊杰;多孔介质中石油残留及其水动力效应研究[D];中国海洋大学;2010年
2 马世虎;往复流动下预混合气体在多孔介质中超绝热燃烧的数值模拟[D];大连理工大学;2004年
3 景贵成;低渗透油藏多孔介质特征及模拟[D];大庆石油学院;2002年
4 李昊;往复式多孔介质燃烧器的试验研究[D];浙江大学;2004年
5 刘雅宁;热气机回热器内流动和传热特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 王强;基于ANSYS的多孔介质中流动、传热与应力分析[D];武汉理工大学;2010年
7 刘冲;多孔介质流中Coriolis力对对流的影响[D];北京化工大学;2005年
8 兰万里;充满多孔介质的Rivlin-Ericksen流体中浓度扩散对对流的影响[D];北京化工大学;2007年
9 刘艳军;考虑毛细压差后多孔介质渗透率的分形分析[D];华中科技大学;2006年
10 宋波;多孔介质三维重建及流体动画模拟[D];中国科学技术大学;2011年
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