【摘 要】
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土工合成黏土衬垫（Geosynthetic Clay Liner,GCL）是垃圾填埋场底部衬垫层建设中广泛使用的一种防渗材料。但GCL毕竟是一种多孔介质,其不可能完全阻隔污染物向外迁移。所以,研究垃圾渗滤液中污染物在GCL中的运移规律,以此预测污染物对地下水环境可能造成的危害具有重要意义。NH4+是垃圾渗滤液中主要污染物之一,是垃圾渗滤液生物毒性的主要来源,由于其没有有效降解途径,可以长时间在垃圾
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土工合成黏土衬垫（Geosynthetic Clay Liner,GCL）是垃圾填埋场底部衬垫层建设中广泛使用的一种防渗材料。但GCL毕竟是一种多孔介质,其不可能完全阻隔污染物向外迁移。所以,研究垃圾渗滤液中污染物在GCL中的运移规律,以此预测污染物对地下水环境可能造成的危害具有重要意义。NH4+是垃圾渗滤液中主要污染物之一,是垃圾渗滤液生物毒性的主要来源,由于其没有有效降解途径,可以长时间在垃圾渗滤液中维持较高浓度,其一旦通过衬垫层,将会对填埋场周围土壤和地下水等造成严重污染。为科学评估NH4+对填埋场周围可能造成的环境风险,有必要对NH4+在GCL中的运移规律进行研究。基于此,本研究针对NH4+在国产钠基改性GCL中的运移规律进行研究,研究工作主要围绕NH4+在GCL中的对流（GCL的渗透性）、分子扩散（Diffusion）和吸附这三种主要过程展开。在渗透特性方面,主要研究不同浓度的NH4+溶液与有效应力耦合作用下GCL渗透系数的变化规律。在扩散特性方面,使用自制的具有加热功能的扩散系数测定仪,开展不同温度下NH4+在GCL中的扩散行为研究,尝试建立温度与扩散系数之间的对应关系。在吸附特性方面,在确定膨润土对于NH4+吸附模式的前提下,研究垃圾渗滤液初始pH、温度、共存离子对于NH4+在GCL上吸附效果以及吸附模式的影响。通过研究主要得到以下成果:1.高浓度NH4+溶液渗透下GCL渗透系数明显增大,在试验所用浓度范围内（500-3000 mg/L）,GCL的渗透系数随着渗透溶液中NH4+浓度的增大总体呈不断增大趋势。2.增大有效应力可以抑制NH4+对GCL渗透系数所产生的负面影响,但抑制作用只对低浓度NH4+溶液（2000mg/L以下）有效,当NH4+浓度达到3000mg/L时,抑制作用有限。3.温度会加快NH4+在GCL中的扩散速度。扩散系数测定试验结果表明,当试验温度由25℃升高到45℃和65℃时,扩散系数由6.2×10-10 m2/s升高到7.6×10-10 m2/s和9.4×10-10 m2/s。4.钠基改性膨润土对于NH4+的吸附模式和吸附量受环境条件的影响。温度和pH不会改变膨润土对NH4+的吸附模式,但高温和低pH不利于膨润土对NH4+吸附。共存阳离子可能会改变膨润土对NH4+的吸附模式,并严重抑制膨润土对NH4+的吸附效果。
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