危险废物填埋场地下水污染污染物迁移模拟研究

危险废物填埋场地下水污染污染物的迁移具有不确定性,难以进行精准模拟,因此提出危险废物填埋场地下水污染污染物迁移模拟方法。结合研究区地质和水文条件,划定地下水数值模拟范围,并根据其构建非稳定地下水流系统数学模型实现边界与含水层概化处理。结合概化结果实施网格剖分并生成研究区的三维网格模型,并以三维网格模型和Visual Modflow为基础,模拟了铬、铅的迁移过程,实现危险废物填埋场地下水污染污染物迁移模拟。实验结果表明:该方法能够准确模拟1000天、1460天、7300天后铬、铅的迁移过程,可以为危险废物处理提供科学依据。

论含水层非均质性对地下水污染特征的控制——以某山谷型垃圾填埋场为例

以某山谷型垃圾填埋场垃圾渗漏液泄漏的地下水污染调查与污染风险管控过程为例,探讨山谷型水文地质条件小尺度场地下含水层非均质性对地下水污染特征的控制作用。通过对研究区水文地质勘查、地下水污染的精准消源控羽和含水层强径流带的高效刻画等实践结果表明:山谷区非均质含水层中“非菲克弥散”现象明显;场地含水层非均质的掌控是地下水污染管控与修复工程成败与优化的关键所在;含水层非均质的把控可明显提高地下水污染精准管控效果,同时还可大大降低管控成本。本案例可为山谷型地下水污染风险管控工作提供可供借鉴的实践经验和技术参考。

迭置指数法在工业园区地下水污染风险评价中的应用

工业园区作为重要的地下水污染源,以园区为研究对象开展地下水污染风险评价对推进地下水污染防治工作具有重要意义,以四川省西南某工业园区为例,采用迭置指数法对园区地下水污染风险进行评价,并利用地下水硝酸盐浓度与地下水污染风险等级之间的Spearman等级相关系数,对评价结果进行验证。研究结果表明:研究区地下水污染风险整体较低,大部分区域为中、低风险区,高风险区域占比3.24%,在研究区中部、北部零星分布。Spearman等级相关系数ρ=0.81,相关性显著,表明迭置指数法可应用于工业园区地下水污染评价之中。研究结果为降低工业园区地下水污染风险和园区地下水污染防治工作提供了科学依据。

地下水污染风险评价研究现状与展望

【背景】全球经济社会的迅速发展加剧了地下水资源危机和水污染问题,地下水污染风险评价成为污染防治与修复的关键基础。【进展】系统总结了国内外相关研究,综述地下水污染风险评价理论的发展及其体系的建立。基于“源-路径-受体”的评价体系,归纳污染源荷载风险评价、地下水脆弱性评价和污染危害评价3个部分的不同研究方法。地下水污染风险评价已从最初的单一维度定性评估,发展为注重污染机理和后果的定量过程模型,并融合水文地球物理、地质随机方法和机器学习等现代技术,以增强模型可靠性。当前研究中的主要问题包括:污染源叠加效应解析不足、复合污染物在复杂含水系统中的动态迁移机制不清、受体风险评价不全面、模型不确定性较大等。不同污染物在多变地质环境下的迁移机制与过程研究,是亟需解决的关键科学问题。【展望】针对矿区多源污染、复杂地质条件及半人工化生态系统,对矿区地下水污染风险进行精细化过程评价,是矿山生态治理和修复的重要基础。未来研究应重点关注以下几个方面:多源数据融合的全周期污染水文地质监测、复杂含水系统中污染物在自然与人为影响下的迁移动态及风险响应、跨学科的风险评价与决策等。上述研究将有助于提高地下水污染风险识别与预测的精度,实现地下水科学管理,保障水资源的安全与可持续利用。

页岩油气开采对地下水污染研究现状与动向

页岩油和页岩气开采过程产生的大量废料,如果不经过处理,将对地下水造成污染。首先,介绍了页岩油气的分布和赋存机理,以及地面干馏、水平钻井和水力压裂等开采技术;然后,阐述了页岩油气在现场准备、钻井压裂、采油采气等不同开采环节中的主要污染源;进而讨论了页岩油气开采中主要的地下水污染物,分别是有机污染物、重金属和放射性物质,同时阐述了其带来的地下水污染长期性、隐蔽性和差异性的特点;最后,从技术改进和废料处理等方面对页岩油气开采对地下水污染的防治手段进行了展望。

地下水污染源解析方法研究进展

地下水污染具有隐蔽性,污染过程缓慢且难以治理,近年来中国高度重视地下水环境保护工作,作为支撑“以防为主”保护理念的地下水污染源解析技术研究已成为地下水污染防治领域的研究热点。介绍了国内外地下水污染源解析方面的主要技术方法,包括同位素法、荧光光谱法、地质统计学法、主成分分析法、正定矩阵因子分析模型、自组织映射技术6种常用方法的基本原理及在地下水污染识别领域的应用和研究动态,总结了这些方法的优缺点与适用性,并就上述方法在地下水污染研究中的应用前景和发展趋势进行了展望。

地下水污染修复技术及其国内工程应用进展

地下水污染具有长期性、隐蔽性、难恢复性等特点,开展地下水污染场地的修复工作是一项巨大的挑战。对此,国内外研究团队提出了多种修复技术,但如何选择适用于我国地下水污染场地的技术或技术组合,对我国地下水污染治理具有重要意义。本文对常用修复技术在我国的工程应用情况进行调查整合,并从技术原理、场地水文地质条件的适用范围及工程应用效果等方面对其进行具体探讨,综述了地下水污染场地修复技术筛选常用方法,希望为我国地下水污染场地修复提供些许参考。

我国焦化场地地下水污染修复技术筛选方法及应用

如何科学地为焦化地下水污染场地选择合适的修复技术是一项巨大的挑战,为解决这一难题,构建了“我国焦化场地污染修复数据库”,提出了焦化场地地下水污染修复技术筛选流程,并从技术可应用性、社会和环境、修复费用及修复时长4个维度构建了修复技术筛选体系,基于遗传算法的层次分析法和熵权法计算修复技术筛选体系指标权重,并应用蒙特卡洛算法模拟了场地信息,减少了场地信息获取的不确定性,使评价结果更为科学.将该模型应用于我国某焦化场地地下水污染修复技术的筛选,结果表明,抽取-处理技术在四个维度的得分排名均在前两名且总分排名第一(21.6680),推荐采用抽取-处理技术进行修复,与实际场地应用情况一致.

页岩油气开发影响下的地下水污染风险评价方法综述

水平钻井与水力压裂等原位开采技术的应用引发了世界页岩油气开采的热潮,但由此可能造成的地下水污染风险导致公众的强烈担忧。对页岩油气开发造成地下水污染的主要途径与风险评价方法进行了综述。在已有研究的基础上,首先介绍了页岩油气开发造成地下水污染的特征污染物、污染途径与迁移驱动力,然后综述了页岩油气开发影响下的地下水污染风险主要评价方法,指出了指数叠加法、过程模拟法和统计方法在页岩油气开发场景中的研究现状与发展方向,最后对页岩油气开发影响下的地下水污染评价方法的后续研究方向进行了展望。

基于集成替代模型和遗传算法的地下水污染源信息识别

准确识别污染源信息是高效治理和修复地下水污染的前提。为解决使用传统模拟优化方法识别污染源信息过程中产生的严重计算负担问题,文章首先建立BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型、支持向量回归(support vector regression,SVR)模型和核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)模型代替传统模拟优化方法中的地下水水流和溶质运移模拟模型。然后,使用简单平均法和遗传算法(genetic algorithm,GA)计算权重值并建立集成替代模型进一步提高模型精度。最后,将表现最优的基于遗传算法建立的集成替代模型嵌入识别污染源信息的优化模型中。算例结果分析表明,嵌入基于遗传算法建立的集成替代模型的优化模型相较于传统模拟优化模型计算时间由11 d大幅度缩短至39 min,且求解所得的污染源信息参数接近真实值,可用于解决污染源信息识别问题。

某化工园区地下水污染迁移及控制数值模拟研究

某化工园区潜水中氟化物超标,为控制受污染地下水扩散,沿下游河堤修建防渗帷幕。通过分析研究区水文地质条件,应用FEFLOW 7.0建立地下水数值模型,预测防渗帷幕修建前后受污染地下水迁移情况,并评估防渗帷幕污染控制效果。结果表明:化工园区受污染地下水在以粉砂、粉细砂等岩性为主的潜水含水层中迁移速度快,第200天时污染物对源强附近及下游大片范围地下水造成污染;在污染源下游沿堤修建防渗帷幕短期虽可有效阻断污染物持续迁移,但会导致污染物在帷幕前端聚集,一段时间后地下水污染羽会绕过防渗帷幕发生渗流污染,须配合其他治理措施综合控制地下水污染。

基于自适应多保真度Co-Kriging代理模型的地下水污染源反演识别

为高效率高精度地进行地下水污染源反演识别,综合运用高保真度和低保真度地下水溶质运移数值模拟模型,研究应用集成差分进化算法的Co-Kriging方法建立模拟模型的多保真度代理模型;在此基础上,探索应用马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)-DREAM_((D))算法,并采用自适应更新多保真度代理模型策略进行地下水污染源反演识别.为验证上述方法的有效性和可行性,开展了数值算例研究.结果表明:相比仅基于高保真度模型输入-输出样本构建的Kriging代理模型,联合运用高保真度和低保真度模型输入-输出样本构建的Co-Kriging代理模型对模拟模型的逼近精度更高;耦合多保真度Co-Kriging代理模型和MCMC-DREAM_((D))算法能够得到较高精度的污染源反演结果,且能够大幅度减小计算负荷;同时,采用自适应更新多保真度代理模型策略能够进一步提高污染源反演识别精度.

地下水污染监测网设计模拟的优化技术研究

地下水污染具有修复困难、存在隐蔽等特点,监测过程中地下水流速、污染介质含量等条件也会对地下水污染监测网的实际监测效果造成影响。基于此,当考虑到地下水渗透率、污染物排放速率等不确定性对监测网的稳定产生的影响时,结合模拟优化法与蒙特卡罗法对地下水污染监测网运行过程中的不确定参数进行求解,推导最优监测网设计方案。同时,考虑到蒙特卡罗法计算负荷过大的问题,构建XGBoost替代模型,代替模拟模型与优化模型进行耦合计算,用以全面提升监测网对实际地下水污染物的监测精度,助力地下水监测与治理工作的升级发展,期望能为各地地下水污染防治工作者提供一定的参考。

江苏某工业用地土壤及地下水污染状况调查研究

本文介绍了一处位于典型化工园区内的疑似污染地块土壤及地下水状况调查全流程工作内容。通过第一阶段调查结果分析,确定了调查地块的布点方案和检测指标。经现场采样以及实验室监测分析,检测结果满足地块作为第二类用地开发要求。本文最后总结了对于工业园区地块污染状况调查的关注重点及注意事项。

关于土壤与地下水污染防治协调路径的思考

随着工业化及城市化进程的快速发展,土壤与地下水污染问题日益严重,给防治工作带来了诸多困难。为了有效解决这一问题,需采取多种防治技术,如生物修复技术、化学修复技术、物理修复技术等。相关人员在实际应用中需按照具体情况合理选择此类技术,以实现最佳的防治效果,有效防治土壤与地下水污染,从而为生态环境及人类健康提供保障。

地下水污染及监测方法研究

地下水是人类饮用水的重要来源,然而随着城市化进程的加快,人类生产生活对地下水的利用不断增加,再加之过度开采、污水排放、化肥农药使用等因素的影响,地下水面临着日益严重的污染威胁。地下水污染具有陷蔽性特点,给污染治理造成了较大困难,加强对地下水污染的监测,保护地下水资源尤为重要。基于此,本文分析了地下水污染的监测方法,提出了地下水污染的治理措施,从而为进一步研究和实践提供参考。

马鞍山向山垃圾填埋场地下水污染调查及脆弱性评价

本文以马鞍山市向山生活垃圾场为研究对象,研究区采用的垂直防渗形式,但防渗效果不太理想,填埋场对周围水源产生了巨大影响。采用DRASTIC模型,结合填埋场的特征评估了马鞍山市向山生活垃圾填埋场地下水含水层的脆弱性和污染源的风险。研究结果显示,该填埋场的污染风险评级较高,而含水层整体被归类为容易受污染的类型。研究为马鞍山市生活垃圾填埋场地下水污染的防治提供了科学依据。

地下水污染与中国古代都城的迁移

中国古代王朝、政权都城频繁迁移的原因一直没有很好的解释,自然、政治、军事、经济、文化等外在因素都不构成都城迁移的内生动力。选择水源丰沛的“水地”是古代建都的基本要求。由于古代城市居民饮水主要靠凿井获取浅层地下水,而人畜粪便、生活污水、垃圾、人畜尸体、圮毁建筑等日常污染物严重污染了地下水,给中国古代城市居民带来了持久性伤害,北方的西安、洛阳、北京等著名古都及其他城邑基本如此。为此,先民靠开凿新井、城外挑运、城外引水等方式来缓解地下水污染所造成的饮水困难,而弃城迁移是中国古代城市无法解决饮水困难后的最终选择。古代都城在一地持续时间的长短,与该地水资源的丰富程度和地下水水质状况密切相关。地下水污染是造成中国古代都城频繁迁移的内生动力,中国古代都城及城邑大多因地下水污染而完成其由盛转衰的生命周期。

离子色谱技术在地下水污染源水质监测中的应用

目的由于现行技术在地下水污染源水质监测中应用效果不佳,污染物回收率较低,而且相对标准偏差(RSD)比较高,针对线性方法存在的缺陷,提出本研究技术在地下水污染源水质监测中的应用。方法使用自动取样装置在地下水污染源上游采集水样并过滤。通过对各污染物标准溶液进行稀释,配制标准工作溶液,利用离心器对水样进行离心处理,利用离子色谱仪检测水样,根据标准工作曲线识别污染物以及生成对应的离子色谱图,根据污染物离子含量计算质量浓度,以此完成基于离子色谱技术的地下水污染源水质监测。结果本研究技术污染物回收率在90%以上,RSD值低于0.1。结论本研究技术在地下水污染源水质监测中具有良好的适应性与可靠性。

基于知识图谱的中国地下水污染研究量化分析

该文以1980—2022年CNKI数据库中的5327篇有关地下水污染的论文为样本,分析该领域的研究进展、总体概况、热点主题等。研究发现40多年来我国地下水污染的研究进程分3个阶段,发文量逐年增加,研究热点集中在地下水污染与防治,发文量和被引率最高的杂志为《中国环境科学》。环境科学与资源利用(82.5%)和地质学(10.5%)是该领域的主体学科,研究领域集中在工程技术研究和应用基础研究,并形成以中国地质科学院、中国环境科学院、中国地质大学、北京师范大学为主的核心机构群,机构内作者之间的合作更加紧密。