兰州不同城镇功能区地下水氟赋存特征及影响因素

高氟地下水对生态环境及人类健康存在潜在威胁。城镇化地区受地质背景与人类活动双重影响,地下水中氟的来源及其分布较为复杂,探讨地下水中氟的赋存特征对于保障地下水供水安全具有重要意义。以西北干旱区最大的工业城市兰州为例,采用数理统计、离子比、饱和指数分析等方法,研究了兰州不同城镇功能区高氟地下水的赋存环境特征及主要水文地球化学过程,阐明了人为活动对氟化物迁移富集的影响。结果表明:(1)研究区地下水中F-的质量浓度介于0~4.8mg/L之间,超出地下水质量Ⅲ类标准(1.0mg/L)的高氟水共计13组,超标率为20.3%。(2)受人类活动强度与不同人为源输入影响,不同城镇功能区地下水中氟的赋存特征差异明显,其中西固工业区地下水中氟含量最高,高氟地下水样品占47.4%;城关老城区和断陷盆地新城区地下水中的氟含量相对较低,高氟地下水占比依次为7.1%和9.7%。(3)研究区高氟地下水以SO_(4)•Cl—Na和Cl•SO_(4)—Na型水为主,表现出贫钙富钠弱碱性特点。(4)含氟矿物的溶解、方解石与白云石的沉淀/溶解、黏土矿物表面钙与钠之间的阳离子交换、强烈的蒸发浓缩作用和盐效应是导致研究区地下水中氟化物富集的主要水文地球化学过程。研究表明城镇化、工业化导致天然高氟水进一步劣变恶化,工业废水的泄漏是西固工业区地下水氟浓度升高的重要驱动力。结果可为高氟背景区人为干扰下的氟化物迁移富集研究提供借鉴。

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物(VOCs)污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。

塔城盆地地下水氟分布特征及富集机理

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础上,结合多种水文地质调查数据,利用数理统计、离子比及主成分分析等手段,研究高氟水的成因及其分布规律。结果表明:受气候以及地质等因素控制,研究区地下水氟浓度总体较低,高氟水主要分布于扇前洼地及盆地中部的低洼地带;受承压含水层的顶托补给,地下水氟浓度呈现出上高下低的垂向分带特征。研究区地下水径流途径短,水循环快,水岩相互作用时间较短,且山区地下水以深径流形式循环补给平原区深层承压含水层,再顶托补给潜水,避免了强烈的蒸发浓缩作用。山前洪积扇地下水氟富集主要受控于沉积地层中含氟矿物的风化溶解,而岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换、竞争吸附为平原区地下水氟浓度的主要影响因素。

塔城盆地地下水“三氮”污染特征及成因

地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水"三氮"污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;对比2017年发布的地下水质量标准,深层承压水"三氮"均未超标;浅层地下水"三氮"污染较轻,"三氮"超标点零星分布于地下水的中下游冲洪积平原区,其中,NO3-N超标率最高,超标率为8.8%; NO2-N和NH4-N次之,超标率均为1.3%。沿着地下水流向,从山区到盆地中央的平原区,地下水污染逐渐变重。"三氮"重污染点主要分布在塔城市、额敏县及其周边地区。区内地下水污染点的分布与工矿企业污染源、污水处理厂、垃圾填埋场等大型污染源的分布具有一定的相关性。城市化进程中,生活污水的不合理排放是塔城盆地"三氮"污染的主要来源,而通过排污河流下渗是研究区地下水"三氮"污染的重要途径;氧化还原条件、p H值、包气带岩性结构、补径排条件等是"三氮"迁移转化及其空间分布的主要影响因素。

新疆塔城盆地地下水中铁锰分布特征及人类活动的影响

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017年发布的地下水质量标准,地下水中铁、锰超标率依次为25%和5%,深层承压水铁、锰含量均未超标。地下水中铁锰离子浓度受原生地质环境所控,同时叠加人类活动影响,城镇周边人口密集区尤其是排污沟渠附近地下水中耗氧量、溶解性总固体、铁、锰含量明显升高。地下水中铁锰超标连片区域呈条带状或斑块状分布于塔城盆地北部山区、中部冲积平原区以及南部低山丘陵区的铜钼成矿带,受人类活动影响,在塔城市、额敏县及其周边的地表水和地下水重污染区分布有地下水铁、锰重污染点,污染物特别是有机污染物排放所引起的还原环境促使地层中难溶的铁锰矿物的溶解释放。地层中,尤其是矿床及周边地层中高含量的铁锰是地下水中铁锰的重要来源,沉积层中富含丰富的有机质同时叠加人类活动输入所形成的还原条件是研究区地下水中铁、锰迁移和富集的主控因素。

地下水污染羽对傍河水源地的影响

以西北某城市傍河水源地及其上游原油储备库为研究区,利用地下水数值模拟软件GMS建立了地下水流和溶质运移耦合模型。根据不同的水源地地下水开采方案,应用危害最大化原则,预测未来10年内原油储备库地下水中有机污染羽对水源地的影响。结果表明,虽然原油储备库距离水源地较近,但由于原油储备库所在区域仅有薄层含水层,而水源地处于其下游的断陷盆地内,形成了特殊的水文地质结构。这使得原油储备库地下水向下游的补给十分有限。水源地地下水补给主要来自北面的黄河,即使水源地加大开采也只能对石油污染羽产生很小的拉动作用。在这种情况下,10年之内原油储备库污染羽不会污染水源地地下水。从长远考虑,为增加水源地的供水安全,应恢复黄河南河道,在增加水源地补给的同时,也在水源地与污染场地之间形成天然的水力屏障,可以从根本上防止有机污染羽对水源地的威胁。

基于GMS的兰州“三滩”水源地地下水水质演化及调控对策

为解决兰州"三滩"傍河水源地的咸水污染威胁,在对研究区地下水污染调查的基础上,以研究区地下水系列监测资料为依据,利用地下水数值模拟软件GMS建立了研究区地下水流和溶质运移耦合模型,设计三个水源地地下水资源开采和管理方案,模拟预测其水量恢复效果以及对南侧咸水的阻隔效应。结果表明,若维持现状开采,傍河区地下水位会上升,水质在变好,但南河道以南地下水溶解性总固体逐渐升高,南部咸水会慢慢向水源地迁移。若马滩水源地部分井群恢复开采,南河道以北地下水溶解性总固体有降低趋势,但微咸水和淡水的混合界面将向北迁移。若打通南河道,且马滩水源地部分井群恢复开采,受黄河水和南河道入渗双重补给,傍河区以及南河道北侧地下水溶解性总固体会持续降低,南河道南侧的微咸水体也会有所淡化。恢复南河道是改善和恢复水源地的有效途径。

“引大入秦”灌溉工程对甘肃秦王川盆地地下水化学组分的影响

为研究“引大入秦”灌溉工程对秦王川盆地地下水化学组分的影响,该文在对该盆地地下水进行系统采样分析的基础上,通过对比“引大入秦”工程运行前后盆地内水化学数据,利用数理统计、Gibbs图、离子比等方法,对盆地内地下水化学组分演化进行了深入分析。结果表明:工程运行前,研究区水化学类型以Cl·SO4-Na、Cl·SO4-Na·Mg和SO4·Cl-Na为主。工程运行初期,在灌溉渗水淋洗作用下包气带易溶盐进入地下水,盆地地下水向盐化和硬化方向演化。随着工程的继续运行,包气带盐分被逐步洗脱殆尽,灌溉淋滤水的含盐量逐渐降低,其中处于盆地汇水区的平原区中部下降趋势最为明显,地下水化学类型由Cl·SO4-Na演化为HCO3·SO4-Na(Na·Ca·Mg)和Cl·SO4·HCO3-Na。盆地周缘黄土丘陵区水资源贫乏,受原生沉积地层中高含量易溶盐影响,Cl·SO4-Na·Mg型水分布范围基本保持不变。盆地南部当铺一带地下水由Cl·SO4-Na型演化为Cl·SO4-Na·Mg型水。在这一过程中,研究区水化学组分受硅酸盐岩风化溶解以及岩盐和蒸发岩盐溶解共同作用,在蒸发浓缩作用下富集。盆地地下水受工矿企业污染影响较小,但化肥的使用导致地下水NO3-质量浓度明显升高。研究结果为秦王川灌区地下水资源的可持续发开利用提供参考。

地下水石油烃污染修复技术研究进展

石油在生产、加工和运输过程中,可能通过各种途径进入土壤和地下水。进入地下水的石油烃污染物以苯系物为主,严重威胁人类健康。从国内外地下水石油烃污染现状、石油烃污染地下水模式以及修复控制技术等方面,对该领域近几年的研究成果进行了综述。同时,对未来的研究方向进行了展望。

“三滩”水源地地下水演化及地球化学模拟

为探索兰州市"三滩"水源地水质恶化原因,基于兰州"三滩"水源地不同历史时期的水化学数据,结合对含水层结构的分析,采用反向水文地球化学模拟方法计算了南部高TDS地下水对水源地的补给量以及矿物相转化量。模拟结果从水化学角度进一步证实了南部黄土台塬区咸水入侵是马滩水源地地下水水质恶化的主要原因;水源地西侧的深沟断层割裂了咸水区与盆地的水力联系,这一特殊的水文地质结构是崔家大滩水质变化不大的主要原因。

粉煤灰修复土壤重金属污染研究进展

就粉煤灰固定重金属的作用机理、修复效果以及风险评价进行了总结,并对粉煤灰修复土壤重金属研究的发展趋势进行了展望。

地下水应急开采对兰州三滩傍河水源地的影响

通过建立兰州"三滩"傍河水源地松散岩类孔隙水地下水流数值模拟模型,并根据研究区水文地质条件合理设计地下水应急开采方案,分析了应急开采对黄河水侧渗补给的影响以及水源地地下水位未来5a的演化趋势。结果显示,应急开采条件下,激发了黄河的侧渗补给量,随着时间的推移地下水补采平衡,5a预测期内傍河水源地地下水位未出现持续下降,预测期末水位趋于稳定。

纳米零价铁地下水修复技术的最新研究进展

纳米零价铁(NZVI)是粒径在1～100nm之间的铁颗粒,它的比表面积和反应活性远远大于普通铁屑和铁粉,可以直接注入到含水层的重污染区,形成一个高效的原位反应带,灵活、高效、低成本地治理地下水污染。NZVI不仅可以降解各种卤代烃,还可以降解部分不含卤族元素的有机污染物,吸附或降解地下水中的重金属离子和多种无机阴离子。NZVI地下水修复技术在发达国家已经得到工程应用并正在迅速推广,原位场地因素对NZVI地下水修复效果的影响是今后该领域重要发展方向。NZVI在含水层中的有效分散和运移是今后NZVI用于地下水修复的主要突破点。

1998年以来兰州市地下水环境变化及驱动因素

以地下水污染调查数据、地下水监测数据和遥感数据为基础,分析了1998年以来(1998—2019年)兰州不同区域地下水环境变化趋势,探讨了土地利用变化、污染源排放、地下水开采等城市发展要素对地下水的影响。结果表明:1998年以来兰州市地下水环境变化的主要特征是水质恶化、水位上升。溶解性总固体、总硬度、硝酸根、氟等典型水化学指标在大部分地区呈稳定上升趋势,局部地下水中硝酸根比重增加,出现了硝酸型地下水。污染负荷增加是水质恶化的重要驱动因素,且恶化指标与城市主体功能存在直接关系,城关区是主要的居住、商业区,水质恶化的典型指标为硝酸盐;西固区是化工、冶炼等重工业集中区,地下水污染程度最重,反映工业污染的氟化物上升显著;七里河区、安宁区是商业、居住及轻工业的综合分布区,矿化度、总硬度、硝酸根等指标都有不同程度上升,但升幅不大。西固及三滩地区地下水位上升较为明显,其他城区相对稳定,城市不透水界面阻碍了降雨、灌溉等地表垂直入渗,使地下水位年内波动趋于平缓;水源地开采量减少、沿河工程建设以及地下管网渗漏等因素导致地下水补径排条件发生变化,不仅引起城区地下水位上升,还能够增强污染物淋滤和地下水蒸发浓缩,对水化学环境造成一定影响。

利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究

为钝化修复我国北方Cd污染农田提供一种经济有效的方法,选取我国北方生物质发电厂的灰渣为原料,经改性制成重金属钝化剂,开展等温吸附试验、盆栽试验和原位修复试验的研究。研究结果表明:制备的钝化剂在水中对Cd的吸附性能高于粉煤灰,最大吸附量达10 mg·g-1以上;且中性条件下,沉淀量对总吸附量的贡献率不到30%。盆栽试验中,添加土壤干重3%的钝化剂,稻米Cd降低80%以上;添加2%的钝化剂,小白菜叶Cd降低90%以上。原位试验中,添加1%的钝化剂,玉米根Cd降低53.5%,Pb降低64.4%,产量增加20.5%;添加2%的钝化剂,小麦籽粒Cd降低33%,产量增加72.5%。基于我国北方生物质电厂灰渣制备的钝化剂,主要化学成分为硅、钾、钙等生物有益元素,重金属安全风险很低。

利用新型可渗透反应格栅技术对垃圾渗滤液污染地下水过程作用研究

以垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,选择沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁、石英砂作为填充材料,设计7种地下可渗透反应格栅（PRB）,分别为反应器1、2、3、4、5、6和7。通过连续实验模拟,对PRB技术治理污染地下水的可行性和有效性进行研究,监测反应器处理效果,分别7种反应器内流速、EC、Cl-的变化及对污染物去除效果及其影响进行分析,探索污染物去除机理。结果显示,反应器水渗流速度在80-150 cm.d-1情况下,对COD去除率为82.22%-88.88%,对Cl-去除率为-0.20%-1.68%,对色度去除率为36.38%-71.86%,表明利用新型PRB技术防控渗滤液污染地下水是可行的,但仍有些技术问题有待深入研究。

基于最小二乘法则的回归分析在数据处理中的应用

给出了一种基于最小二乘法则的回归分析方法,推导了通式回归方程的表达式.应用在碱锰电池在线自动分检称重系统的数据处理中,回归误差很小,基本消除了非线性误差带来的影响.

兰州市地下水化学特征及演化模拟

为探究兰州市浅层地下水水质演化过程,通过对兰州市浅层地下水所取的40组水样进行分析测试,运用描述性统计、相关性分析、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例系数方法对该区地下水特征进行分析,并运用PHREEQC软件反向模拟地下水演化规律。结果表明:兰州市地下水pH平均值为7.59,地下水呈弱碱性,地下水TDS值相对较高,其平均值为2353.21 mg/L;SO^(2-)_(4)和Na^(+)分别是研究区地下水中优势阴、阳离子;SO_(4)·Cl-Na·Mg和SO_(4)·HCO_(3)-Na·Ca型为主要地下水化学类型。研究区地下水化学组分主要受蒸发-浓缩作用影响;在两路径模拟中,均为方解石发生溶解,Na^(+)和Ca^(2+)发生阳离子交替吸附作用,白云石、岩盐、石膏均发生沉淀。

G.723.1语音编解码优化方案

G.723.1双速率语音编解码协议是广泛应用于多媒体通信、蜂窝移动通信等领域的双速率语音编解码协议。复杂的编解码算法是造成在嵌入式处理器上软件实时实现的一大瓶颈。本文针对G.723.1语音编解码协议提出了一种算法优化方案,通过码本搜索方法的一系列改进,比ITU-T推荐程序节省了40%左右的运算量,为进一步的嵌入式开发提供了很好的基础。

快速城镇化进程中珠江三角洲高铵地下水赋存环境及驱动因素

地下水中高浓度的铵态氮对生活饮用水安全及生态环境存在潜在威胁。相比较硝态氮,高浓度的铵态氮不仅有各种人为来源,天然沉积环境更是造成高铵地下水的主要成因。本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析等方法深入探讨了研究区高铵地下水的赋存环境特征及驱动因素。结果表明,研究区地下水中NH_(4)^(+)质量浓度介于未检出~180 mg/L。研究区1539组地下水样品中,NH_(4)^(+)质量浓度大于10 mg/L的高铵地下水69组,其中含NH_(4)^(+)质量浓度大于30 mg/L的高铵“肥水”23组。对比2005—2008年历史水化学数据,2009—2018年新增建设用地孔隙含水层高铵地下水样品比例增加25%。高铵地下水呈斑块状分布于三角洲平原区第四系底部低洼的基底、洼地等退积层序发育的淤泥质含水层中。淤泥层等富含有机质和总有机碳的沉积层是珠江三角洲地区的“生铵层”,有机氮的矿化是三角洲平原区城市化孔隙含水层中高铵地下水的主要驱动力。城镇化扩张引起生活污水及富铵工业废水的泄漏入渗是城乡结合部高铵地下水铵氮的重要来源。三角洲平原区中性至弱碱性富含有机质的还原环境是高铵地下水的主要成因。风化溶滤、阳离子交换吸附、海陆交互作用是珠江三角洲高铵地下水质演变的主要水文地球化学过程。