多溴联苯醚在河套农灌区土壤和水体中的分布特征

PBDEs作为一类全球性的新兴持久性有机污染物,因其具有疏水性,土壤和沉积物对其有很强的固着能力,被认为很难进入地下水中。文章在河套平原典型的黄河农灌区采集地下水、地表水以及表层土壤样品,利用GC-μECD和GC-MS方法测定发现,地下水和地表水中均检测到PBDEs,且主要为BDE209,其在地下水中含量高达5.3μg/L,而地表水中仅为0.03μg/L,揭示PBDEs存在污染地下水的可能性。对土壤中PBDEs的分析发现,其优势同系物为BDE47、100、183和99,主要富集在地面以下0~5 cm和10~15 cm处,该范围普遍发现农用地膜(PBDEs≤5μg/g)的残留物。此外,研究区主要农作物(玉米、番茄、瓜类、小麦和葵花)中,广泛利用地膜的玉米种植土壤中PBDEs的含量最高,达77.13 ng/g。研究显示,降雨淋滤以及灌溉水入渗作用下,地膜中PBDEs的释放可能是研究区土壤以及地下水中PBDEs不可忽略的重要污染源。

饱水过程中松散土体渗透性变化研究

针对三峡库区广泛存在的紫红色岩(土)的工程地质特征,考虑库区水位的变化,以黄腊石滑坡群的石榴树包滑坡表层原状松散土体为研究对象,设计一定流速条件下的饱水试验,探索在流动的水溶液饱和条件下紫红色松散土体渗透性随时间的变化规律,并分析变化原因。研究发现:饱水过程中,紫红色松散土体的渗透性有很强的时间效应,随着饱水时间的积累,渗透系数呈现显著的线性增大后减小并最终趋于稳定的规律。对比饱水前后土样微观结构以及化学成分分析结果,发现水流对松散土体颗粒的物理运移以及水对土体的化学溶蚀作用、水土之间的离子交换吸附作用影响土体的结构,从而影响了紫红色土体的渗透性。

胡敏酸作用下多溴联苯醚三维分子结构变化特征

尽管持久性有机污染物多溴联苯醚（PBDEs）具有疏水性,土壤和沉积物对其有很强的固着能力,仍然在地下水中检测到PBDEs污染物,其中,可溶性有机质胡敏酸（HA）与PBDEs的相互作用可能是影响PBDEs在土壤—地下水中迁移的关键。为揭示HA作用对PBDEs环境行为的影响机理,文章基于Hyperchem软件平台,构建HA和PBDEs的三维分子结构,计算并对比作用前后结构参数的变化,结果发现：（1）PBDEs分子结构在水环境中是不稳定的;（2）随着溴原子个数的增加,PBDEs的表面积、体积、疏水性和极性增大,PBDEs疏水性在4.27-11.39之间,远大于HA（-0.95）;（3）HA对PBDEs的影响主要通过氢键或羟基发生,作用后,HA和PBDEs的分子空间构型都发生了改变,PBDEs的栅格表面积、体积和极性均增强,而疏水性降低到2.63-8.99之间。研究显示HA作用改变了PBDEs三维分子结构,导致其疏水性减弱,从而促进了PBDEs在水环境中的迁移。

天然饱水-失水对三峡库岸边坡土体的影响研究

三峡水库运行后水位周期性涨落,导致边坡土体在天然条件下长期处于被库水饱和-失水-再饱和的交替过程。分析2005-2009年库区水位变化,以及边坡土体在库水涨落被饱水-失水的次数与时间长度,分时段采集三峡库区库岸石榴树包滑坡堆积土样,分析其化学和矿物成分,观察土体微观结构,探索天然饱水-失水过程中水-岩相互作用对库岸边坡土体的影响和力学效应作用规律。研究结果表明,天然饱水-失水过程对库岸不同高程土体的化学组成和物理结构影响显著,其中172 m高程比168 m高程处受饱水-失水过程的影响较大。饱水-失水作用后,土体中SiO2、Al2O3、Na2O成分的含量上升,CaO、烧失量含量下降,土体的结构由致密的斑块状结构逐渐变成散乱的絮凝状结构,对库岸土体的力学效应产生了巨大的影响。

Gas Bench Ⅱ-IRMS测定地下水中溴同位素新技术

建立了利用Gas Bench Ⅱ联用同位素比值质谱仪(Gas Bench Ⅱ-IRMS)用于测定地下水中溴稳定同位素的方法。基于溴比氯更容易被重铬酸钾氧化的性质,将Br-氧化成Br2,而氯残留在原溶液中,从而把溴与氯分离开;再利用AgNO3将溴以AgBr的形式沉淀下来,然后将AgBr转化成CH3Br进行溴稳定同位素质谱测定。反应中,CH3I用量为20μL,AgBr用量为0.5mg。本测试流程需溴4～10mg,质谱测试时间由1.5h缩短为800s,测试精度优于±0.1‰(2σ)。该方法可以用于地下水中溴同位素测定,在水文地质研究中具有广阔的应用前景。

水-岩作用下赵树岭滑坡松散岩土体细观结构演化的SEM测试分析

以三峡库区典型滑坡——赵树岭滑坡为例,采取滑坡堆积体中松散岩土体试样和库水试样在室内进行水-岩相互作用试验,在不同饱水时间下对溶液进行离子测试和松散岩土体扫描电镜(SEM)测试,根据测试结果分析库水中离子浓度的变化和松散岩土体的细观结构变化过程。研究结果表明:松散岩土体与库水的相互作用主要有离子交换、溶蚀、吸附作用;水-岩相互作用对土样细观结构存在影响,且随着饱水时间的增长,松散岩土体试样的结构由斑块状结构向絮状结构、凝块状结构发展,出现溶洞式架空孔隙,孔隙度明显增大,团粒化程度不断降低,最终导致结构强度的降低。

深厚软基处理中袋装砂井长度的研究

利用袋装砂井长度是砂井地基固结速率的重要影响因素,分析软基处理中处理区与下卧层之间的相互作用,对深厚软土地基固结度的计算方法进行合理改进,推导出计算固结度时砂井底面孔压不相连续的计算关系式,并从深厚软基中非理想因素、砂井长度方面对固结度的影响进行论述。结果表明,固结度随砂井长度的增加呈抛物线趋势先升后降。同时,从砂井长度对砂井处理费用的影响上进行定量关系计算,结果表明呈正相关性,因而,从理论上论证了袋装砂井最优长度的客观存在。通过某试验段工程实例,利用砂井深度与固结度增加百分比和投资效益比关系,结合总施工工期对固结度的要求、施工条件等对袋装砂井最优长度的确定方法进行研究,确定了最优砂井深度,实例计算结果表明,最优砂井深度为h0=22 m,利用沉降观测数据分析,比原设计的h=25 m砂井更为经济、合理,处理效果也达到设计要求。

基于指数法和模糊综合评价法对盘龙铅锌矿区的水质分析与评价

为了研究广西盘龙铅锌矿区水质污染情况,使用指数法和模糊综合评价法,分别对选取的12处地表水和14处地下水水质数据进行分析与评价。指数法结果表明:1处地表水监测断面的水质呈重度污染,主要污染因子为总磷、铁和锰,分别超出地表水Ⅲ类标准限值的3.27、2.31和5.84倍;1处地表水监测断面的水质呈轻度污染;其余监测断面的水质良好。模糊综合评价结果表明,矿区地下水水质在Ⅰ~Ⅲ类水范围,其中,42.86%的地下水水质为Ⅰ类水,18.75%的地下水水质为Ⅱ类水,31.25%的地下水水质为Ⅲ类水。Ⅲ类地下水主要分布在盘古和尾矿库周围,主要污染因子包括砷、铅和镉。

水力截获技术在地下水污染修复中的应用——以某危险废物填埋场为例

填埋场渗滤液引发的地下水污染问题日益严重,防渗失效情况下,如何采取有效措施阻止污染物扩散成为保护地下水的关键。本文以某危险废物填埋场为例,假设填埋场防渗结构完全失效,渗滤液随大气降雨连续入渗直接进入地下水,以Ni作为主要污染物,利用Visual MODFLOW模拟软件建立了Ni在地下水中迁移扩散的模型,预测其在地下水中的时空迁移扩散规律,并在此基础上,通过优化抽/注水井,建立有效的水力截获带对地下水污染进行修复。结果表明:六抽一注井群系统,单井抽水量为350m3/d时的修复效果最佳;水力截获技术可以直接将受污染水体抽除,将污染羽控制在拟建工程内部,以达到有效保护周围地下水环境的目的。

硝酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响特征及机理

设计并开展批实验,分析不同浓度NO_(3)^(-)(0~50mg/L)影响下MTA与土壤的相互作用特征,结合XRD、SEM-EDS、XPS等表征测试进一步揭示影响机理.结果发现:(1)土壤对MTA的平衡吸附量(Qe)随着反应体系中NO_(3)^(-)浓度的增加而逐渐增大,当NO_(3)^(-)浓度从0增加至50mg/L时,Qe从27.73mg/kg增加至32.95mg/kg,SEM-EDS测试结果发现随着NO_(3)^(-)初始浓度的增加,反应后土壤表面的砷含量有所增加.证实NO_(3)^(-)的存在能够促进土壤对MTA的固定,且NO_(3)^(-)浓度越高土壤对MTA的固定作用增强.(2)添加NO_(3)^(-)的土壤-MTA反应体系中,反应后溶液中NO_(3)^(-)含量出现不同程度的减小,同时检测到NH4+的生成,而土壤中有含砷、氮的铝氧化物和铁氧化物生成.分析认为:MTA主要被土壤中的铁和铝氧化物吸附,当存在NO_(3)^(-)时,伴随着溶液中NO_(3)^(-)部分发生还原转化成NH_(4)^(+),土壤表面的Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)(氢)氧化物,从而促进了MTA的吸附.

广西盘龙铅锌矿区水质调查与评价研究

准确的水质评价对水环境保护有重要意义。以广西盘龙铅锌矿区为例,采集并分析了12个河流断面水样和矿区废水,运用模糊综合评价法对水质进行评价。研究结果显示,矿区地表水水质总体较好,但矿区下游三个监测断面存在磷、Fe和Mn污染,主要与农业活动及矿产开采有关。矿区废水呈强碱性,主要污染物COD_(cr)、Pb和Hg等经尾矿库储存和沉淀后浓度有所下降,但仍严重超标。评价结果表明,矿区生产和周边农业活动对矿井涌水影响较小,对下游地表水质影响显著,且下游四个监测断面水质均属于劣V类水。尽管矿区废水经处理后水质有所改善,但仍属于劣V类水。

三峡库岸红层土体饱水失水过程中水土化学作用研究

三峡库区水位波动下,岸坡广泛分布的红层土体长期处于"饱和-失水-再饱和"过程,边坡稳定性受到显著影响,其中复杂的水土化学作用被认为是引起土体结构和力学变化的关键因素。选取石榴树包滑坡红层土体为研究对象,设计反复饱水-失水试验,分析水、土化学成分和土体矿物组成变化特征,结合热力学模拟,揭示其反复饱水-失水过程中水土化学作用规律。结果发现:饱水-失水过程显著影响库岸边坡水土化学作用,饱水过程主要发生方解石矿物溶解,该作用随着饱水-失水过程次数的增加而增强;其次该过程发生阳离子交换,以溶液中Ca^(2+)、Mg^(2+)置换出红层土体中Na^+,溶液中K^+置换出红层土体中Mg^(2+)反应为主,其中Ca^(2+)与Na^+的交换反应随饱水-失水过程次数的增加而减弱。

基于BP神经网络的岩溶水库渗漏评估——以贵州林歹迎燕水库为例

岩溶地区修建水库的渗漏问题是水库能否正常运行的瓶颈。岩溶区水库渗漏的影响因素复杂繁多,难以用具体的数学模型建立各参数之间的非线性关系,以定量评估水库的渗漏量。以贵州岩溶地区林歹迎燕水库为例,通过收集57个同类水库渗漏实例,在详细分析库区水文地质条件的基础上,构建了BP神经网络模型,利用其反向传递并自我修正误差的功能优势,定量预测评估迎燕水库的渗漏量。结果表明:迎燕水库的渗漏量约为0.003m3/s,与库区实际监测结果基本一致,表明BP神经网络模型可以有效地应用于岩溶地区水库渗漏量的评估,可为岩溶水库渗漏评价提供一种新思路,对我国岩溶地区水库修建的选址以及对邻近矿区地下开采的影响评估具有重要的参考价值。

气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用仪定量检测市售猪肉中二噁英

采用高分辨气相色谱 高分辨双聚焦磁式质谱联用仪 (HRGC HRMS)定量检测了市售猪肉中 1 7个 4～ 8个氯原子取代的二英和呋喃 (PCDDs Fs)。样品中的二英经过索式抽提、浓缩、碳柱富集、色谱柱纯化和分离 ,以HRGC HRMS 多离子检测方式对样品中的PCDDs Fs进行定性分析 ,同位素稀释技术定量 ,该方法定量可精确到pg g水平。结果表明 :该方法的检出限TCDF和TCDD均为 0 0 1pg g。同位素标准物的回收率分布于 68.6%～ 92 .4 %之间。样品中 1 7个同系物异构体以OCDD的含量为最高 ,为 0 .65 3pg g,OCDF为0 1 2 6pg g,其它均未检出。采用WHO的毒性等量因子 (TEF)计算样品的PCDDs Fs浓度为 0 .0 0 0 1pgTEQ g。该方法定性、定量准确 。

多次饱水下水化学作用对库岸土体的微结构效应研究

三峡库区水位涨落导致库岸土体长期处于饱水再失水的反复过程,水动力环境的改变导致其中产生复杂的水化学作用,进一步影响了库岸边坡的稳定性。采集库区库岸土样进行三次饱水再失水试验,测定三次饱水后溶液中离子浓度,观察饱水前后土体的微观结构。通过构建饱水溶液中离子浓度变化与库岸土体的多元回归方程,定量分析水化学作用对其结构参数的影响;通过微结构参数体现的宏观力学特征,进一步分析水化学作用对其工程力学性质的影响。研究发现:(1)库岸土体的颗粒特征主要受到饱水溶液中K^+、Mg^(2+)、Pb^(2+)、F^-、Ca^(2+)的影响,且K^+、Mg^(2+)、Pb^(2+)、F^-浓度与颗粒粒径呈负相关,与颗粒分维、颗粒分布分维呈正相关关系,而Ca^(2+)浓度则相反;(2)库岸土体中方解石和白云石矿物的溶解作用,溶液中K^+被吸附或与其他离子的置换反应会增强土的抗剪强度、内聚力和渗透性;(3)三次饱水下,库岸土体的力学强度增强。

紫红色松散土体在不同饱水环境中的化学反应特征试验研究

以特殊的紫红色土为研究对象,采取三峡地区黄腊石滑坡临江松散土进行室内饱水试验,根据能量最低原则建立热力学反应模型,通过线性规划求解,分析不同饱水环境下随时间积累过程中紫红色松散土矿物反应特征及规律。研究表明:松散土在不同溶液浸泡条件下化学反应类型不同,江水和弱碱性溶液中主要发生白云石矿物的溶解,自来水、纯水和弱酸性溶液中主要发生方解石矿物的溶解和Ca2+与K+的交换吸附。另外,不同浸泡环境中不同时间的水-土化学作用活跃程度明显差异,弱酸性溶液与松散土的化学反应在饱水1~7 d最为强烈,其他四种溶液与松散土的化学反应在饱水7~16 d最为强烈。饱水后期,不同溶液浸泡条件下的水-土化学作用都减弱并最终趋向于平衡。

地下水科学与工程专业中软件应用课程建设与推广——以桂林理工大学为例

伴随着计算机信息技术的高度发展,软件开发与应用能力在高等教育中起到越来越重要的作用。对于地下水科学与工程专业学科,应用专业软件解决地下水环境中的实际问题,成为本科甚至是研究生教育模式改革的需要,更是培养应用型和研究型人才的需要。本文结合桂林理工大学地下水科学与工程专业中软件教学课程的建设与推广实例,总结分析了地下水科学与工程专业软件课程建设、内容以及存在问题,对比分析不同毕业需求下需要掌握的主要专业软件,为地下水科学与工程专业教学与实践教育提供了理论基础。

本科教学过程质量监控机制现状分析——以桂林理工大学为例

工程教育专业认证要求高等院校在本科教学环节中建立完善的教学过程质量监控机制。以此为依据和导向,为保证毕业生的毕业要求达成,我国高校普遍建立了完善的教学过程质量监控机制。本文系统整理了近十年桂林理工大学教学过程质量监控机制的制定、修订和发展情况,从教学质量标准体系、组织体系、质量监控体系和质量反馈调控体系等方面综合分析了该机制的组成和执行现状,旨在为我国其他高等院校本科教学过程质量监控的建设和发展提供参考。

基于AHP和GIS的矿区岩溶塌陷易发性评估——以贵州林歹岩溶矿区为例

岩溶矿山疏干降压显著改变矿区地下水流场,加剧岩溶塌陷及地面沉降等地质灾害,制约着矿山生产效益。本文针对贵州林歹矿区的岩溶塌陷问题,分析致塌因素及机理,结合专家打分法和层次分析法(AHP)确定各评价因子及其权重,继而利用地理信息系统(GIS)的空间叠加技术建立并验证矿区岩溶塌陷易发区评价模型。在此基础上,预测矿区延伸开采至1 040 m中段时,隔水底板在是否遭受破坏的这两种不同水动力条件下的岩溶塌陷易发区。结果显示,矿区的现状评价模型具有很高的精确度;矿山延伸开采过程中,隔水底板遭受破坏将给矿区带来不可挽回的灾难,其首要任务是保护隔水底板不受破坏。本文突破了矿山岩溶塌陷防治的瓶颈,也为矿山水害防治提供一种新方法,具有显著的经济效益和社会意义。

硫代砷形态测试分析技术及环境行为特征

砷的形态分布是影响地下水环境中砷迁移转化行为的关键。最新研究发现硫代砷是富硫高砷地下水中砷的主要存在形态。然而,中国关于高砷地下水中硫代砷形态的定量检测成果有限,现有报道多是对水样进行酸化处理后进行砷酸盐和亚砷酸盐形态分析,这一处理导致砷和硫发生沉淀从而使得硫代砷形态被破坏或被忽略。该文系统对比分析了几种不同硫代砷形态的制备、分离和定量检测技术,总结了硫代砷的形态分布及环境行为特征。未来对高砷地下水污染的研究应着重发展硫代砷形态的测试分析技术,调查硫代砷形态在高砷地下水环境中的地球化学行为特征,并探讨其对传统意义上的(亚)砷酸盐地球化学行为的影响。