铬污染土壤动态浸出特征及对地下水影响的模拟

以原长沙铬盐厂污染土壤为研究对象,利用动态淋溶试验,研究不同淋溶模式下土壤六价铬[Cr(Ⅵ)]淋出特征及其对地下水的影响。结果显示,淋溶流速会影响土柱中Cr(Ⅵ)达到解吸稳定所需要的时间,即在连续淋溶模式的高、中、低3种流速条件下,达到平衡的时间分别为1、4、15 d,而间歇淋溶模式的Cr(Ⅵ)浸出效率略低于连续淋溶模式,这主要是受到土壤中孔隙水更新效率的控制。利用COMSOL Multiphysics?5.6构建试验中Cr(Ⅵ)迁移的模型,计算连续、间歇2种淋溶模式下6种不同情景中Cr(Ⅵ)的质量浓度变化及累积浸出质量,结合模型计算与柱实验结果分析发现,当土壤中Cr(Ⅵ)质量分数达到二类用地筛选值(5.7 mg/kg)后,淋出液中Cr(Ⅵ)质量浓度仍为地下水Ⅴ类水标准(0.1 mg/L),此时淋出液中Cr(Ⅵ)质量浓度仍对地下水环境造成威胁;同一时间段内,间歇淋溶柱高流速情景下有最小淋出率(33.67%),连续淋溶柱高流速情景有最大浸出率(83.99%)。研究表明,在场地地下水污染治理过程中,需要考虑土壤修复标准对地下水的影响,即水土共治。研究成果可为重金属污染场地修复工程提供参考。

裂隙地下水渗流及溶质迁移数学模型研究进展

针对裂隙地下水渗流及溶质迁移多场耦合数学模型,综述模型研究的发展历程与阶段性成果,将现有模型划分为基于不同介质概化的等效孔隙介质模型、多重介质模型、离散裂隙模型,基于不同耦合方法的非全耦合模型与全耦合模型,以及基于不同模型推导途径的力学途径模型与混合耦合理论模型。针对该领域研究的关键科学问题总结其发展趋势,探讨裂隙地下水渗流及溶质迁移多场耦合数学模型研究的难点及潜在发展方向,为裂隙地下水流及溶质迁移研究提供理论参考。

地下水三氯乙烯原位生物修复及其影响因素综述

对地下水三氯乙烯(TCE)原位生物修复技术的研究现状进行了综述,阐述了三氯乙烯(TCE)好氧共代谢和厌氧还原脱氯的降解过程,将地下水TCE原位生物修复的影响因素归结为生物因素和工程因素。其中生物因素是指与TCE生物降解机理相关的因素,工程因素是指与场地修复工程的设计和运行有关的因素。结果表明,目前生物因素研究较为成熟;工程因素的影响更为普遍,建立正确的场地概念模型对其修复的成败有重要作用。因此,TCE原位生物修复设计前应更注重对污染场地的水文地质条件和水化学条件的调查,并结合数值模拟方法对污染场地进行更准确的概化。

关于我国地下水水质保护的思考与建议

参考国外近20年的地下水保护措施,并针对我国地下水管理中存在的问题,提出了我国地下水水质保护建议:1)建立地下水水质保护技术框架;2)成立专门的地下水水质保护机构,规范化地下水水源地管理;3)完善国内地下水保护的政策和法规.

四川德阳浅层地下水高含铁成因分析

四川德阳地下水含量丰富,是主要饮用水水源,但铁含量高。通过模拟试验考察了pH值、微生物、铵态氮、氧化还原条件和有机质等因素对土壤二价铁浸出的影响。试验结果表明:(1)酸性条件下土壤二价铁浸出浓度相对较高;(2)在土壤溶液中添加有机质的情况下,随着有机质浓度的增加,土壤溶液中二价铁浓度也增高;(3)在没有微生物参与的条件下,土壤溶液二价铁浓度较低;(4)还原环境土壤溶液二价铁浓度受铵态氮的浓度影响较小;(5)还原条件下,土壤二价铁易被溶出且相比氧化环境下溶出浓度高。结合当地的水文地质和环境地质条件分析得出:德阳浅层地下水的弱酸性、土壤丰富的有机质含量以及还原环境为影响其地下水铁含量的主要原因。

潜流人工湿地除氮的生态动力学模拟

对某潜流人工湿地建立生态动力学模型,利用MATLAB编程模拟湿地中氮素的迁移转化过程,确定了主要除氮机制。模拟结果显示,该模型能较好地模拟出水中有机氮、氨氮和硝态氮浓度的变化趋势和范围。进一步进行氮素质量平衡分析可知,该人工湿地的主要除氮机制为硝化、反硝化和植物吸收,有机氮、氨氮和硝态氮的总去除率为60.53%,其中反硝化过程去除43.10%,植物吸收去除13.98%,沉淀去除3.45%。

NAPL泄漏事故场地地下水污染风险快速评估与决策

根据环境事故应急管理的需求,结合事故污染场地的特点,研究提出了非水相液体(NAPL)泄漏事故场地地下水污染风险的快速评估方法.该方法由3个连续的阶段组成:第1阶段为事故与场地调查,采用场地调查的方法获取事故与污染物信息及场地水文地质参数;第2阶段为计算和评价,以NAPL泄露污染场地为例,采用简单的数学模型判断事故对地下水影响的紧迫程度,以及对下游敏感点的影响;第3阶段为分析与决策,综合分析前两阶段的结果,制定场地应急控制措施.通过案例应用展示了该方法在事故污染场地地下水应急管理中的应用.

微生物作用下多环芳烃在土壤中的迁移特征

以菲、蒽和芘为研究对象,通过淋溶实验考察抑菌和未抑菌条件下三者在土壤中的迁移过程,结果表明,微生物的存在抑制PAHs淋出：抑菌条件下180 d时菲、蒽和芘的淋出率分别为8.74%、28.53%和13.56%,未抑菌条件下240 d时菲、蒽和芘的淋出率分别为0.95%、1.47%和0.37%。抑菌和未抑菌条件下3种PAHs均易吸附于表层土壤中：淋滤240 d时,约75%的菲分布在进水端0-2 cm;超过90%的蒽分布在进水端10 cm以内;85%的芘分布在4 cm以内;微生物通过阻滞作用和降解作用影响PAHs的迁移,菲、蒽和芘在土壤中都能被土著微生物降解;60 d以前土柱中PAHs降解以好氧降解为主,60 d以后,PAHs的生物降解转为厌氧降解。

环境事件污染场地健康风险评估方法初步研究

提出一套针对重大环境事件的污染场地健康风险评估方法,该方法以高风险优先控制为原则,以指导场地应急修复为目的.在污染源识别中,依据事故企业所属行业,快速圈定可能出现的污染物种类及其对场地的影响范围,估算污染物总量,判定污染物分布及影响深度;在取样方案设计中,提出针对事故污染发生特点和场地特征设置的取样方案;在暴露评价中,暴露途径的选择以该途径能在应急修复技术范围内得到有效控制为原则,暴露途径一般应包括:食入消化,呼吸吸入,饮用场地内地下水3种;在风险表征中,分别对污染物在多种暴露途径下的总风险值和同一种污染物在不同暴露途径的风险值进行排序,优先控制高风险污染物和高风险的暴露途径.

地下水LNAPL层的原位曝气模拟研究

曝气法(Air sparging,AS)已经成为修复地下水、土壤有机污染的重要技术,与数值模拟技术相结合可优化修复条件。文章利用TMVOC多相流模型研究了地下水位处LNAPL层的迁移转化,并通过情景模拟比较曝气法对污染修复的贡献率。只考虑地下水水流的对流-弥散作用时,目标污染物苯并没有得到彻底去除,只是通过下边界流出。60 d苯的质量损失率仅为1.79%;而连续曝气30 d后苯的去除率就可达到31.4%,最终脉冲曝气苯的损失率为44.8%。增大曝气量能提高气相渗透率及气相-液相接触面积,扩大污染物修复范围;当超过某一值(12 m3/h),其增量对污染物修复影响甚微。当曝气点位于低渗透岩层下方时,低渗透岩层会阻碍气流的垂向迁移,位于低渗透岩层上方的污染物很难得到除去。曝气法适用于溶解、挥发性较好的污染物。

地下水除砷技术的研究进展

砷是一种毒性很高的物质,地下水中存在砷污染,将对人体健康产生危害。重点介绍了地下水除砷技术的研究进展,评价了各种方法的优缺点。新型吸附材料具有较高的砷吸附容量,氧化法与吸附法等相结合是处理地下水中As(III)的有效途径,生物除砷成本低,无二次污染,具有广阔的发展前景。最后,展望了砷去除技术的发展方向。

官厅水库生物固氮作用对水体富营养化的响应

以官厅水库富营养化水体为研究对象,利用乙炔还原法测量水体生物固氮能力,结合变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术对固氮生物nifH基因进行分析。实验结果表明,官厅水库水体存在生物固氮现象,固氮速率为0.172-9.35 nmol/（m3.d）,与水体氨氮、总氮、总磷呈显著相关性（P=0.998,r=0.000;P=0.986,r=0.000;P=0.968,r=0.002）。DGGE图谱显示：各点固氮细菌丰度差异较大,Shannon-Weaver指数为0.80-2.45,固氮细菌丰度和总氮、总磷存在较强相关性（P=0.737,r=0.094;P=0.787,r=0.063）。随着水体富营养水平的上升,固氮微生物多样性急剧增加,水体固氮能力也随之上升。自然固氮可能对原本富营养化的水体产生更大危害。

葡萄糖对水-沉积物微界面NH_4^+和O_2流速影响的微电极原位监测

通过模拟实验,用微电极技术原位监测有机负荷(葡萄糖)对水-沉积物微界面NH4+和O2流速的变化,结果表明:1)有机负荷沉降提高了水-沉积物界面好氧微生物的活性,导致界面耗氧速率加快;2)有机负荷沉降,引起水-沉积物界面上NH4+流先由向水体释放转为向沉积物内流,后慢慢恢复到初始的释氮状态.

地下水曝气技术(AS)的国内外研究进展

地下水曝气法(Air Sparging,AS)凭借其高效、原位的优势已经成为治理土壤、地下水有机污染的重要技术,其修复机理是将加压空气注入到饱和含水层以下,有机污染物通过相间传质作用(溶解、挥发、解吸、生物降解等)转化为挥发性污染物,并随气流迁移至包气带,再由其他抽气装置收集到地表气体处理设备。本文总结了AS技术在理论模型、曝气性能影响因素(气体流型、曝气影响半径)等方面的研究现状,归纳了气体流型的发展过程以及测量曝气影响半径的常见方法。地下水曝气法在国外地下水、土壤有机污染修复中的应用越来越广泛,理论研究方面也比较成熟。文章比较了AS技术在国内外的研究和应用情况,认为目前该技术应朝着综合的方向发展,以提高污染物修复效率。

基于iTOUGH2的地热模型资料价值分析方法

数值模拟是地热能开采最重要的手段,然而受地层复杂性、隐蔽性、勘探经费等限制,地热模型具有不确定性,目前对资料价值的分析和讨论较少。详细阐述了利用iTOUGH2软件进行资料价值分析的流程,并结合五点抽注的地热模型设计了监测方案。选定"现有数据"和"预估数据",确定预测目标最大容差;然后分别对校正和预测两个阶段执行资料价值分析,得到各观测点的资料价值。结果表明:不同观测类型、不同观测位置的资料价值大小不同,同一资料在不同模型阶段的价值不同;预测温度的容差大于最大容差,可优先考虑在抽水井处增加温度监测。该方法可以为优化监测网提供科学依据,不仅适用于地热模型,也可服务于地下水流和污染物的运移模型。

污染场地渗透系数非均质性表征研究

介绍了分区赋值、克里格和序贯高斯随机模拟3种表征渗透系数非均质性方法的原理,对比了不同方法对结果的影响。以某污染场地为例,综合考虑地层、数据采集方法和非均质性表征方法设计了5种方案,研究不同方案对地下水溶质运移模型的影响,探讨了不同表征方法的优缺点及差异性。研究结果表明:序贯高斯模拟法所得的空间分布结果,能反映出存在于局部区域边缘的渗透系数的突变,克服了另外两种方法的局限性。分层序贯高斯随机模拟法能够体现出较为连续的渗透带的分布范围及场地内部渗透性发生变化的位置,较其他几个方案的结果准确性较高。应用分层赋值法能够最大程度地表征污染羽的范围;应用分层随机模拟法能够较为全面地描述出污染羽分布的浓度变化差异。在进行污染场地溶质迁移模拟时,应综合考虑地层岩性、数据采集方法和非均质性的表征方法来描述渗透系数的空间分布。

一个联网工作的物探微机辅助解释系统

利用 PE-3200系列小型机的终端仿真方式实现了 PE 机和 IBM PC/XT,AT或其兼容机之间的联网通讯,PC 机不仅能够作为 PE 的终端工作,PE 和 PC 之间还可以进行二进制码文件和 ASCII 码文件的双向传输。解剖了在 PE-3200机上运行的大型物探应用软件 INTERPRET 人机联作解释系统的内部数据流程和执行数据库文件的数据结构,从数据库文件中提取并转换了与解释成果有关的数据记录。提供了在数字化板上对纸剖面进行半自动解释,和进行断层组合,断层封闭的计算机辅助工具。根据从 PE 机传送来的解释成果数据,或从半自动解释工具得到的数据文件实现了绘制等 T0图,等厚图,构造图,测网底图,断层标识图和组合断层图的绘图软件包,所绘制的等T0图,构造图等图件中,等值线将不穿过断层区。提供了在图件上用多种汉字绘制图头,图标和责任表的功能,以及按用户比例绘制各种尺寸图件和局部放欠图(大尺寸图以拼图方式绘制)的辅助绘图工具。

水中邻苯二甲酸酯的分析检测

邻苯二甲酸酯作为增塑剂被广泛应用于工业领域,导致了较为普遍的环境污染。简要介绍了邻苯二甲酸酯的理化性质及对人体的危害,综述了水中邻苯二甲酸酯类化合物的前处理技术以及检测技术,并对检测过程中存在的问题进行了讨论,对邻苯二甲酸酯检测方法的未来发展进行了展望。

时间序列模型在北京西山地区岩溶地下水位预测中的应用

作为北京水资源储备区,北京西山地区地下水位动态变化对北京市水资源管理具有重大意义。时间序列模型是研究预测地下水水位动态变化特征的有效方法。为了解北京西山地区地下水位未来变化趋势,本文选用北京西山地区地下水位长观序列,通过拟合序列的趋势项、周期项及随机项分量,建立地下水位动态变化模型。模型精度检验表明模型拟合程度良好,预测结果显示西山地区未来五年内地下水位呈现动态平衡状态。

太原盆地浅层地下水中富集元素空间变异特点

利用统计学结合GIS研究太原盆地浅层地下水中As、F、Cr^6＋、Cl、Fe、Mn6种元素的空间变异特征，空间变异性所用拟合理论模型主要是球状模型和指数模型．结果表明：太原盆地浅层地下水Fe浓度超过地下水Ⅲ类标准样品，占总样品数的45．8％，Mn占48．4％，F占27％，As占24．9％o，C1占24．7％，Cr^6＋。占16．3％．其质量浓度均呈对数正态分布．半方差分析表明，6种元素都存在块金效应，变程为2～33．8km，其中Cl，Fe，F，Mn块金系数值与基台系数值的比值小于25％，说明系统具有强烈的空间相关性，结构性因素（地质条件、气候、含水层性质、土壤类型等）占主导地位；As，Cr^6＋块金系数与基台系数比值在25％～75％之间，则说明系统变量具有中等的空间相关性，结构性因素与随机性因素（人为因素、特殊的地质条件等）共同发挥作用．