[发明专利]一种确定水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法

说明书

本发明公开了一种确定水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法，该方法的基本原理为利用同时具有极性键和非极性键的有机物（SDBS，十二烷基苯磺酸钠）在水体‑NAPL界面上吸附的行为，通过制作标准吸附量表，确定水体‑非溶解态NAPL之间的界面面积的方法。该方法简单、可靠，可以动态测定水体与非溶解态NAPL之间的界面面积，不受容器形态的限制，亦在地下含水介质中，实现对未知NAPL污染物含量的水体进行实时检测，减少测定成本，提高测定精度。

技术领域

本发明属于污染水文地质领域，具体涉及一种确定水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法，适用于检测、测定、追踪和探测水体或地下水体中NAPL污染物。

背景技术

在地下含水层中，其孔隙通道十分复杂，渗透参数、弥散参数、饱和度、孔隙率等都随随时间和空间发生变化，使得探测残留有机污染物质的残留量变得尤为困难，特别是对于NAPL有机污染物。NAPL(Non-Aqueous Phase Liquid)是一类新兴有机污染物的总称。NAPL在水中的溶解能力极弱，其溶解度通常为微溶或难溶(如室温下四氯乙烯在水中的溶解度为0.15g/100mL)，进而以独立一相液体的形式长期滞留在复杂的多孔介质中。残留NAPL的分布位置和残留量不仅受孔隙通道的限制，而且含水层水动力条件和NAPL自身特性(如湿润性、密度等)也对其有影响。SDBS，十二烷基苯磺酸钠，是一种常见的食品添加剂级阴离子表面活性剂，其常规作用是冲洗修复残留NAPL污染物，但是近年来，经研究证实，一方面因其化学结构同时具有极性分子键和非极性分子键，使其可吸附在“水-NAPL”界面上；另一方面因其具有低NAPL相溶解度、高水相溶解度和相对较高的CMC(临界胶束浓度)值，而被认为是一种非常优秀的“水-NAPL”界面追踪剂，进而可被应用于探测地下残留NAPL的“水-NAPL”界面面积。因此，基于SDBS界面吸附特性的地下残留NAPL探测技术，主动地掌握水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法对残留NAPL的修复和治理具有重要的指导意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明基于SDBS的界面吸附特性，提供了一种确定水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法，该方法简单、可靠，可以动态测定水体与非溶解态NAPL之间的界面面积，实现对未知NAPL污染物含量的水体进行实时检测，减少测定成本，提高测定精度。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种确定水体与非溶解态NAPL之间界面面积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)，制备若干组不同浓度的SDBS水溶液，并测定每组SDBS水溶液在室温下的吸光度，确定吸光度与浓度比例关系；

步骤(2)，选取步骤(1)中任一浓度C g/L的SDBS水溶液Vs ml，取待测定的NAPL溶液Vn ml，按照一定的体积比例，将选取的SDBS水溶液与NAPL溶液在截面面积为S_b cm²的容器中混合后制得混合分层溶液；

步骤(3)，在混合分层溶液中，取下层SDBS水溶液，测定选取的下层SDBS水溶液的吸光度，利用步骤(1)中确定的吸光度与浓度比例关系，计算出下层SDBS水溶液的浓度C’g/L，从而计算混合后SDBS水溶液浓度的改变量ΔC＝C–C’；

步骤(4)，根据混合后的SDBS水溶液浓度的改变量ΔC，计算SDBS溶液在水体-NAPL界面上的单位吸附量S₁，即S₁＝ΔC×Vs×(1/S_b)；

步骤(5)，重复以上步骤(2)至步骤(4)，按照一定体积比例混合，测定不同浓度SDBS溶液混合后的浓度改变量，确定不同浓度SDBS溶液在水体-NAPL界面上的单位吸附量S₂、S₃……S_m；