生物脱氮除磷技术及其在水处理中的应用

第17卷　第4期1997年10月桂林工学院学报JOURNALOFGUILININSTITUTEOFTECHNOLOGYVol.17No.4Oct.　1997酸雨对灰岩侵蚀过程的模拟计算＊蓝俊康(桂林工学院资源与环境工程系　541004)摘　要　利用CaCO3-CO2-酸雨系统的平衡态及未平衡态的水化学模型计算出各种pH值的酸雨与灰岩反应过程中Ca2+的浓度与溶液中pH值之间的变化关系,以此来反映灰岩被酸雨的侵蚀过程。pH<3.0的酸雨对灰岩的侵蚀量多半是在初始阶段(反应起点至pH=3.0时刻)发生的,因此pH<3.0的酸雨对灰岩的溶蚀不仅量大而且速度较快,其余酸度的酸雨与灰岩的反应在中间阶段(pH=4.0～7,0)都很缓慢,灰岩被侵蚀量很小,而在反应后期阶段灰岩被溶蚀的量又有所提高,推测为大气中CO2进入溶液参加反应所致。关键词　酸雨;灰岩;侵蚀;平衡态;未平衡态;模拟;计算分类号　P642.254　1997年1月3日收稿,6月30日改回。　作者简介:蓝俊康,男,1966年出生,硕士,讲师,水文工程地质专业。　＊国家自然科学基金资助项目(48970160号)。酸雨与灰岩系统的水化学平衡理论计算表明,灰岩被pH=2.0的酸雨所溶蚀的量要比正常雨水大10倍左右〔1〕,因此酸雨引起这方面的环境问题是不可忽视的。模拟实验还表明,灰岩中的白云石溶解速度很慢,酸雨对灰岩的溶蚀基本上只是引起其中的CaCO3发生溶解,CaCO3的溶蚀速度也不很快,几次模拟实验均发现,2个月内CaCO3与模拟的酸雨反应均未达到平衡。由此可见,自然界中的酸雨对灰岩的溶蚀基本上达不到平衡。因此仅对平衡态溶蚀模拟计算是不够的。为了正确估计自然界中酸雨对灰岩的侵蚀数量、了解该反应过程的变化规律以及检查模拟实验结果的可靠性,必须对非平衡态的水化学反应进行模拟计算。本文欲以此例对CaCO3未平衡态的水化学模拟计算方法进行尝试,在此基础上,绘制出酸雨与灰岩反应过程中Ca2+浓度～pH关系曲线,以此来反映酸雨对灰岩的侵蚀过程。1　模拟计算的假定条件模拟计算主要是根据非平衡态系统溶液中的阴阳离子总当量仍然相等(溶液对外不显示电性)这一基本原理为依据建立方程的。除此以外,对未平衡态的酸雨-CO2-灰岩系统的模拟计算还作了几点主要假定:(1)酸雨由H2SO4及少量HNO3溶液组成,其中SO2-4与NO-3成