气动力循环井强化Fe^(2+)/O_(2)/配体高级氧化体系修复对硝基酚污染地下水

本研究将气动力循环井(GCW)与Fe^(2+)活化O_(2)的高级氧化体系耦合,在持续补充地下水含氧量的同时实现修复药剂的高效传输和均匀分布,以强化Fe^(2+)/O_(2)/配体高级氧化体系的修复效果.通过二维模拟槽实验,结合示踪染色等可视化手段,明确了GCW作用下地下水流场的变化规律和溶质传输强化效果.在此基础上,选取三聚磷酸钠(STPP)为配体,通过井内注入药剂的方式,考察了高级氧化体系修复对硝基酚(PNP)污染含水层的效果.结果表明,GCW实现了对药剂的高效传输、为高级氧化反应提供充足的O_(2),在GCW强化作用下,整个模拟槽内PNP均有降解,15h平均降解率达62%,成果为有机污染地下水的高效修复提供了新的思路.

石油污染地下水有机污染组分特征及其环境指示效应

通过采集我国北方某污染场地地下水样品,用GC-MS扫描分析石油烃成分及含量,研究油田开采情况下石油烃污染物在地下水中的分布变化及其对环境的指示作用.结果表明,地下水中总石油烃(TPH)均值为4.75mg/L;组分包括烷烃、芳香烃、酯类、醛类以及醇类等有机化合物,烷烃类含量最高,占总油百分含量平均值为65.6%;沿着地下水流向烷烃和芳香烃所占百分含量减少,分别从70.05%和14.56%下降至57.72%和10.58%,而非烃类逐渐富集,其百分含量从15.39%增加至31.72%.由样品色谱参数可知:场地Pr/Ph值在0.73-1.27之间,表明地下水处于缺氧的还原环境;Pr/C17值在0.42-1.51之间;Ph/C18值在0.61-1.30之间,指示出较强的微生物作用;细菌数与非烃类含量、Pr/C17以及Ph/C18之间呈现出正线性相关性,Pr/C17和Ph/C18值越大微生物作用越强.不同季节对石油烃浓度变化也有一定影响.

吉林西部地区高砷地下水砷的阈值分析及风险评价

高砷地下水导致的砷中毒是吉林西部地区近年来新发现的地方病。为评价饮用水中砷对人体健康产生的潜在危害,在野外调查、采样分析的基础上,开展了水砷安全阈值分析,确定了砷的总质量浓度0.05mg/L为研究区的水砷安全阈值,建立了地下水健康风险评价模型,进行了地下水砷健康风险评价。结果表明:研究区地下水砷引起的个人年均风险度最高达2.11×10-3 a-1,其中高砷的第四系承压水中97.06%的采样点水砷对人体的个人年均致癌风险度,大于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受值5.0×10-5 a-1;作为备用水源的第三系大安组、泰康组承压水69.57%采样点砷的致癌风险度也超过最大可接受风险水平。通过对风险度评价结果与砷中毒病情等资料的对比分析,风险评价结果与砷中毒病情基本一致,验证了评价结果的合理性。

基于GIS的吉林省地下水水质模糊评价

研究利用GIS空间分析与地统计分析工具,采用模糊综合评价方进行地下水水质评价。以吉林省为研究区域,选取10项具有代表性的水质指标进行评价。利用GIS生成吉林省矢量网格地图,由克里格插值估算出研究区域内的评价指标值,得到以网格为单位的各单项指标的预测分布图。根据模糊综合评价模型,评价吉林省地下水水质状况,并绘制吉林省地下水水质类别图。结果表明:区域内Ⅲ类水分布最为广泛,其次为Ⅴ类水;东部、南部城市延边、白山、通化、辽源等水质状况良好,达到Ⅲ类以上,其中白山及延边部分地区地下水类别达到Ⅱ类;白城、松原、长春及吉林市的部分地区地下水环境质量状况较差,属于Ⅴ类水质,其原因在于氟化物与氨氮污染较重。

吉林市城区土地利用对地下水污染空间分布的影响

利用吉林市城区91眼监测井2013年的地下水水质监测数据,采用改进内梅罗污染指数法求取地下水污染指数,同时考虑第二松花江两岸地下水污染的非连续性,采用Kriging方法进行分区插值,然后叠加融合得出城区地下水污染指数空间分布图.结合吉林市城区土地利用类型,采用CM模型和SLM模型提取监测井不同半径范围内的土地利用类型,利用多元回归分析方法确定监测井最可能受污染的范围,最后利用Kendall秩次相关检验法和回归分析方法分析城区土地利用类型对地下水污染空间分布的影响.研究结果表明,吉林市城区地下水污染呈现出明显的空间分布特征;城区地下水受到不同程度的污染,其中江北片区和中心片区较为严重;在考虑地下水流动的情况下,监测井最可能受污染的范围为沿地下水流向方向500m;吉林市城区土地利用类型对地下水污染空间分布有较大影响,其中传统工业用地、居民和商业用地、城市交通设施用地为主要因素,其Kendall秩次相关检验τ值分别为0.248、0.174、0.143;在各研究片区,该3种土地利用类型和地下水污染空间分布也存在较好的相关性.

胶体在地下水中的环境行为特征及其研究方法探讨

在收集查阅国内外已有研究资料的基础上,对地下水中胶体稳定性、迁移机制以及模拟预测方法进行了详细归纳和总结。研究表明,胶体稳定性主要受自身理化性质和水文地球化学条件的影响,其受控于胶体粒径、形态、电势电位以及地下水的pH、离子强度等条件。胶体在多孔介质中的迁移机制主要表现为胶体沉积和形变阻塞,其中针对胶体稳定性的差异性,胶体沉积过程分别表现为表面封阻和过滤熟化。目前有关胶体在地下水中迁移的模拟技术已发展得日益成熟,但结合多孔介质非均质性和胶体化学性质非均质性的数学模型还需进一步探讨。

基于随机理论的地下水环境风险评价

针对确定性模型难以描述含水层非均质空间分布的问题,提出基于随机理论的地下水环境风险评价方法。以矩形场地地下水污染风险评价为例,采用蒙特卡罗法生成大量渗透系数随机场,模拟含水层参数各种可能的非均质空间分布,在此基础上建立场地地下水流模型与溶质运移模型,分别计算污染物在地下水中的迁移转化情况。统计大量随机模拟中污染事故发生的频率,当模拟次数足够多时,污染频率收敛于污染概率,污染风险即通过污染概率体现出来。该方法将模型参数设为满足一定分布特征的随机变量,避免了确定性方法得出的武断的评价结果,可为工厂的选址、水源地的选址等工作提供科学指导。

基于时间序列分析改进法的地下水位动态预报——以吉林省桦甸市为例

采用逐步回归法替代传统时间序列分析模型中的多项式拟合法和自回归法,仅选用对因变量影响较大的自变量建立方程,提高了模型的精度。依据桦甸市26130018号观测井2000—2008年逐月的地下水位埋深资料,分别利用传统的、改进的时间序列分析法建立模型,以2009—2010年的观测数据进行精度检验,选择较优的改进模型预测了2011—2013年逐月的地下水位。结果表明:2个模型均满足精度要求,但经过改进后,随机方程和趋势方程的相关系数分别由0.830 7和0.803 9增至0.913 5和0.970 9,拟合结果明显提高。

人工回灌对地下水水质影响的室内模拟实验

人工回灌过程中的水岩相互作用机制较为复杂,目前有关评价人工回灌过程对地下水化学场影响范围和影响程度的研究还十分缺乏。以上海市某人工回灌试验场为例,采用室内模拟实验手段,对人工回灌过程中地下水主要溶质组分的变化趋势及其相关水岩反应进行分析。实验结果表明:回灌过程中,地下水的主要离子成分主要受混合作用、阳离子交换吸附作用及含水层矿物相(方解石、白云石、钾长石)溶解作用的影响;受回灌过程中地下厌氧环境向好氧环境发展的影响,含水介质中的As、Cr、Fe等元素存在溶出趋势,回灌后As-Fe元素的变化量表现出较好的相关性;随着回灌时间的增加,地下水水质的影响范围逐渐扩大,其水化学类型由初始的Cl-HCO3-Na型逐步向Cl-HCO3-Na-Ca型转变。

吉林市城区地下水污染时空演化

通过提出投影寻踪地下水污染指数模型，求得吉林市城区1980～2009年地下水监测井的污染指数．同时考虑第二松花江两岸地下水污染的非连续性，用修正的局部多项式插值方法对各年污染指数进行分区插值，得到各年地下水污染指数分布图．结果表明，吉林市城区地下水受到不同程度的污染，地下水污染指数普遍偏高，江北片区污染最为严重．全区在时间演化上具有“轻一重一轻”的阶段特征，地F水污染时空演化规律与人类活动方式紧密联系．吉林市城区地下水主要污染因子为“三氮”，其中N02对地下水污染的影响最大，对地下水污染指数的贡献度多年保持在0．7上下．

不同时间尺度吉林市地下水位混沌特性与空间分布

0-1测试方法是一种可直接作用于时间序列的二元混沌识别方法,该方法不需要相空间重构,是通过量化指标Kc是否接近于0或1来识别时间序列的混沌特性。通过对Chebyshev映射进行混沌检验,验证了其有效性。运用该方法对吉林市83眼监测井2001—2010年不同时间尺度(5、10、15和30 d)地下水埋深监测序列进行了混沌识别,并进行了混沌程度比较和空间分布研究。结果表明:吉林市不同时间尺度地下水埋深序列均表现出混沌特性。同时,均方位移随时间的渐进增长率K的空间插值结果具有明显的分区特征,即吉林市北部和南部为高值区,城区为相对低值区,并且随着时间尺度的增大,城区K值的相对低值区范围增大。研究表明,0-1混沌测试方法简单有效,并且具有反映数据序列混沌程度的特性。

地下水曝气技术气流模拟实验研究

利用三维模拟槽研究了地下水曝气技术（AS）使用过程中,含水层介质粒径、曝气压力与影响半径（ROI）、气体流量、气流流型之间的关系.结果表明：曝气过程中ROI随曝气压力的上升而增大;气流质量流量随曝气压力的增加而增大,压力较大时二者呈线性关系;气流流型由介质粒径决定,与曝气压力无关.介质粒径为1～2mm时气流呈倒圆锥形,介质粒径为4～8mm时气流呈抛物线形.

利用Tween80溶液冲洗修复萘污染地下水模拟实验

采用Tween80溶液冲洗修复萘污染地下水,分析了Tween80溶液质量浓度和冲洗流速对修复效果的影响,并考察了Tween80溶液对萘的增溶效果及对萘在介质上吸附特性的影响。结果表明:萘和Tween80在中砂介质上的吸附分别符合线性吸附和F型吸附;Tween80增溶萘效果较好,10.0g/LTween80溶液中,萘的表观溶解度达到500mg/L,约为水相饱和溶解度的17倍;确定Tween80洗脱萘的临界解吸质量浓度为2.0g/L;不同质量浓度、不同冲洗流速修复萘污染地下水实验结果表明,10.0g/LTween80溶液、3.0mL/min流速为最佳冲洗修复参数,萘的去除率达到90%以上。

地下水和土壤环境中雌激素运移和归宿的研究进展

环境内分泌干扰物已成为引起全球关注的环境问题;地下水和包气带土壤中雌激素的富集、运移和归宿关系到人类和生态健康。本文通过对环境雌激素的性质、分类、检测方法等方面进行综述,揭示其对生物体乃至环境的多种危害和风险,针对地下水和土壤环境特征分析其迁移转化过程、理解其控制和治理技术方法,进而为降低雌激素的生态和环境风险提供指导。通过论述研究环境雌激素的重要意义,提出对雌激素对地下水系统污染防控可能研究领域进行系统展望。

松花江吉林段傍河地带地下水化学特征及成因

为了解吉林省松花江流域傍河区地下水化学现状,采用数理统计、主成分分析法、Piper三线图示法、离子比例系数法及Gibbs图解法,探究区域地下水化学组分特征及成因。结果表明:研究区地下水属于淡水,长白山区地下水主要受大气降雨和碳酸盐、硅铝酸盐溶滤作用影响,优势离子为Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-、SO_4^(2-),形成HCO_3+SO_4-Ca+Mg型水,在岩石风化及蒸发浓缩双重作用下,地下水化学类型向SO_4+Cl-Na+Ca和SO_4+Cl-Ca+Mg转化;农安县以西及饮马河、伊通河流域地下水在蒸发浓缩、阳离子交替吸附及地表水混合作用下,Na^+(K^+)、Cl^-成为优势离子,水化学类型向着HCO_3+Cl-Na+Ca方向演变;研究区地下水主要污染组分为来源于工农业及生活污水排放的NO_2^-、总Cr、Fe和PO_4^(3-),同时沿流向耗氧量、NO_2^-等组分超标的地表水对地下水质量影响较大。

吉林市平原区地下水水质评价及成因分析

为进行吉林市平原区水质评价和水质成因分析,从该市平原区34个水质监测井的监测数据中选取铁、锰、氨氮等8项指标,运用BP神经网络法进行评价,并将评价结果与《地下水质量标准GBT14848-93》中的加附注评分法进行对比分析。评价结果基本一致,表明BP神经网络方法的评价结果可信,能够对地下水水质进行综合评价。该评价方法不需要确定权值,避免了赋予权值时主观误差的产生。所绘制的吉林市平原区地下水水质分区图表明,平原区地下水Ⅳ、Ⅴ级别水质区占较大面积,而Ⅱ、Ⅲ级别水质区分布较少。公因子空间分布图表明,平原区地下水水质的主要人为影响因素是化工企业的工业废水、烟尘等的不当排放,排污管道的渗漏,工业废弃物和生活垃圾的堆放以及农业中化肥农药的过量使用等。

吉林市城区地下水化学时空变化特征分析

根据吉林市城区多年地下水监测点的水质数据,采用数学统计法,离子比例系数法以及Piper图解法,对该地区地下水化学特征进行时间、空间分析。结果表明,研究区的水化学类型沿地下水流方向从Cl·HCO3-Ca·Na·Mg、SO4·HCO3-Ca·Mg型水向HCO3·Cl-Ca·Na型水变化,较为明显的是研究区TDS值呈现由东南向西北方向逐渐增大趋势,符合当地的水文地质条件。研究区溶滤作用、蒸发浓缩作用以及离子交换作用是该区水化学类型形成的主要因素,高矿化度地区主要分布在吉林市的江北一带,其原因与人类开采地下水以及工业污染有关。

基于用水安全的地下水资源可持续利用研究——以延边州为例

在以用水安全、经济、资源、环境协调发展为主导思想、以用水安全为前提的基础上,对延边州地下水水质及社会经济条件进行了具体分析,根据分析结果建立了基于用水安全的延边州地下水资源可持续利用体系。在构建延边州地下水资源可持续利用体系的过程中,考虑到了用水安全系统、地下水资源系统、社会经济系统、环境系统之间的关系,共包含了有23个指标。将该体系用于对延边州地下水资源的可持续利用状况进行了分析评价。评价结果表明:延边州的地下水资源可持续利用指标为1.97,可持续利用发展态势为危险;延边州的地下水资源量为26.13亿m^3,但有8 449 km^2的地下水资源量由于用水水质不安全无法可持续利用。针对评价结果,提出了5项地下水资源可持续利用的对策及建议,即应实施分质供水、集中供水、集中进行水处理、加大对污水的处理力度以及控制化肥的使用量等措施。

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.