土柱和废物渗滤淋溶实验，结果+环境科学与工程

（一）实验目的

通过模拟土柱或有毒废物渗滤和淋溶实验，了解含污地表水以浸没和渗滤方式通过土壤层对地下水的影响程度，或以雨水淋溶方式浸出固体废物中有毒有害成分对土壤层和地下水造成的影响，为有害废物的管理和污染防治提供依据。

（二）实验原理

淋滤指水连同悬浮或溶解于其中的土壤表层物质向地下周围渗透的过程。淋滤实验是确定土壤中污染物质迁移转化规律的基本实验，本实验中采用模拟天然雨水对土壤（或有害废弃物）进行淋滤，根据虹吸原理控制水层高度，以土柱筒底部的排水口接取渗出液，分别测量渗滤实验原溶液和渗出液携带出有害物质，有害物质浓度减小时说明土柱或其他固废材料对于该物质具有吸附或降解作用，有害物质浓度增加时说明土柱或其他固废材料中该物质被浸出。实验中水层高度通常控制在土柱表面上8～10cm，渗出液的出水速率（mL/min）取决于土柱截面积、孔隙形状、尺度和孔隙率。有害物质的吸附率（渗出率，%）除了与实验材料有关外，还与许多外部条件有关，对于重金属污染而言，进滤溶液的pH对金属污染物的溶出影响极大，因此在实验前需要事先确定相应的实验和控制方案。

对于具有较大孔隙率和孔隙尺度的固废材料而言，由于淋滤水流可以以较快的滤速通过固废材料筒柱，而不形成浸没方式，这时出水速率（mL/min）与喷淋速率相平衡。

（三）实验装置及材料

可采用软件模拟（图6-6和图6-7）或自制实验装置，土柱或有害废弃物渗滤和淋溶实验装置主要包括：①淋溶实验原水高位水箱；②实验固废或土柱装填实验柱；③卵石承托层；④装填实验柱溢流口；⑤渗滤液接水计量杯；⑥喷淋进水快阀；⑦淋溶液出水快阀；⑧喷淋进水水量调节阀；⑨饱水实验进水快阀。

图6-6 淋溶仿真实验操作界面图

图6-7 土柱淋溶实验装置图

（四）实验内容与方法

1.含氟污水对土壤、地下水的污染

装柱：本实验选自本地区地表垂直深度2m内的土层，模拟实际土壤密度装填在内径100mm的有机玻璃柱内，装填高度800mm。

配制模拟含氟废水：选用氟化钠配制一定浓度的高氟水作为原水，浓度控制在4～7mg/L。淋滤实验流程见图6-8（a）所示。

2.粉煤灰淋滤实验(www.xing528.com)

装柱：取电厂粉煤灰适量，装填在内径100mm的有机玻璃柱内，装填高度800mm。

模拟天然雨水：以0.25mg/LH₂SO₄和0.05mg/LHNO₃溶液按的比例配制成原液，用蒸馏水稀释成pH5.6的模拟雨水。淋滤实验流程如图6-8（b）所示。

按图6-8所示流程连接实验装置，根据虹吸原理控制水层高度保持在土柱或有害废弃物上10cm，上下浮动2cm，即8～12cm，以土柱筒底部的排水口接取渗出液，定时记录出水量，测量出水中污染物浓度、淋出液pH、液固比（即：淋溶液体积与土柱或渣质量比值，单位为mL/g）、出水速度及吸附率，并绘制吸附曲线或淋滤曲线。

图6-8 淋滤实验流程图

1—废水高位槽 2，6—淋滤柱 3—土柱 4，8—接水瓶 5—雨水高位槽 7—粉煤灰

（五）实验数据记录与整理

表6-5 土柱或有害废弃物淋滤实验

注：1.pH的测定采用酸度计；2.氟离子浓度的测定采用离子选择电极法；3.出水体积用量筒测量。

（六）思考题

（1）绘制动态淋溶曲线（淋滤液中氟离子浓度、pH随液固比的变化曲线）。

（2）分析含氟污水对土壤、地下水的污染规律。

（3）预测固体废物露天堆放时，渣中污染物对水环境的影响程度。