Cu2+对重塑黄土饱和渗透系数的影响研究

渗透系数是评价重金属污染液在重塑黄土中迁移扩散作用的一个重要指标.已有研究表明污染液的pH值、可溶性盐浓度、离子含量和饱和渗透系数的变化存在一定的相关关系,但未明晰渗透过程中的地球化学反应机制.基于此,采集了西安白鹿原地区的更新统(Qp)黄土,选取Cu2+溶液作为渗透溶液,开展了重塑黄土的饱和渗透试验,建立了基于Netpath软件的地球化学反演模型.结果表明:试验过程中饱和渗透系数从第 1 天开始显著降低,且与去离子试验组相比降低幅度较大,极差为 5.57×10?5 cm/s;离子来源分析证明了地球化学反应的发生,存在着矿物的溶解、沉淀以及阳离子交换作用;地球化学反演模拟结果显示由于Cu2+的存在,加剧了矿物溶解产生大量的Ca2+,促进碳酸盐矿物溶解平衡左移,从第1 天开始方解石和白云石持续形成沉淀,沉淀量分别为 1.912,0.958 mmol,从而堵塞渗流孔隙,降低土体的渗透系数.研究结果有助于了解重金属离子侵入过程中重塑黄土饱和渗透系数的变化,同时对于进一步明晰影响渗透系数变化的地球化学机制具有重要的理论意义.