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。

场地污染地下水抽出处理系统井群加权优化方法研究

井群布设是地下水修复抽出处理技术的关键环节之一。为提高抽出处理技术的修复效率,以某污染场为研究对象,建立非线性-动态-多目标的模拟-优化模型,以污染物去除率最高、修复达标时间最短、资金成本最低为优化目标,设定单井、双井、三井模式下不同的抽出流量,采用加权优化方法对井群布设方案进行对比计算。结果表明:整体而言单井模式修复效果较差,侧重资金成本时双井模式抽出方案修复效果整体较优,侧重达标时间成本时三井模式抽出方案修复效果整体较优;单井模式恒定流量抽出修复效果较优,多井模式下后期若适当降低抽出流量,可减少总抽出量,节省资金成本,井群动态管理可提高修复效率。研究验证了加权优化方法在井群优化应用中的灵活性和实用性,可为加权优化方法结合数值模拟方法在抽出处理技术的井群布设优化中应用提供参考。

典型地球化学与水文地质特征对污染物自然衰减影响研究进展

监测自然衰减技术(MNA)作为污染场地有效的风险防控手段在世界范围内得到广泛应用,该技术应用的核心是确定污染物衰减能力及效率。而其衰减能力及效率会受到污染物本身特性,以及场地典型地球化学、水文地质条件等固有特征影响,明确场地固有性质对污染物自然衰减的影响对该技术的合理应用具有更为重要的实际意义。以场地典型地球化学特征与水文地质特征为重点,阐述了两者对地下水中污染物自然衰减过程的影响及其作用机理。沉积物有机质和矿物组成等典型地球化学特征控制污染物的吸附络合行为,同时参与电子传递过程从而影响污染物的生物降解及化学转化过程;水文地质条件方面,含水层岩性及结构特征会导致渗透性、吸附解吸能力有所差异,从而影响污染物的自然衰减能力,地下水流速控制污染物对流弥散作用,同时影响污染物从沉积物固相向地下水的溶解释放以及生物降解动力学过程。总体上,由于有机质、矿物、微生物组分的复杂性,加之水文地质条件的不均质性,场地固有性质对污染物自然衰减的影响研究还有待进一步加强,尤其要通过长期的场地监测,识别污染物衰减的时空动态规律,深化对场地典型地球化学、水文地质条件与污染物相互作用机制的认识。

某污染场地地下水中溶解性有机质组成特征及其自然衰减指示作用

溶解性有机质(DOM)影响着地下水中污染物的降解转化行为,其结构组成的变化可以反映外来污染物的迁移转化过程。以山东某污染场地地下水为研究对象,利用三维荧光光谱(EEM)、同步荧光光谱(SFS)和荧光区域体积积分法(FRI)分析研究区地下水DOM的组成及结构变化规律,并结合自然衰减能力评估方法——水文地球化学指标分析方法和微生物学分析方法探讨DOM光谱信息对地下水有机污染自然衰减效果的指示作用。结果表明:在地下水有机污染持续存在和长期的微生物作用下,地下水DOM中类腐殖质和类蛋白物质组分含量均增加,随着生物降解作用越来越强烈,DOM中类蛋白物质占比逐渐升高。基于FRI分区理论,提出可用特定荧光分区相对含量比〔P(Ⅰ+Ⅱ)/PⅤ〕,即类蛋白物质与类腐殖质物质的相对含量比,作为快速判断地下水有机污染自然衰减生物作用效果的代替表征指标,P(Ⅰ+Ⅱ)/PⅤ越大,表明自然衰减中的生物降解作用越强。

地下水回补环境污染风险研究进展

地下水回补是缓解水资源危机保障水资源利用弹性的有效方式.科学认识多水源多路径回补潜在的环境污染风险是地下水安全可持续回补的关键.地下水回补过程对污染物具有降解作用,但也存在直接与次生污染的双重风险.直接污染来源于回补水及回补场地地表污染源,主要污染组分为氮磷营养盐、有机碳、盐分、有机污染物/新污染物、病原菌等,次生污染一是来源于回补后含水层氧化还原、溶解沉淀、吸附解吸等条件变化导致沉积物矿物背景组分的释放,二是水位抬升导致包气带残留污染的淋溶释放,常见的污染指标有As、Mn、硝酸盐等.对于回补水质标准的限定,以及地表污染源的管理是防范直接污染的主要措施,而对于水源的预处理,场地地球化学条件与水源组分的合理匹配,回补水位阈值的科学调控是防止地下水次生污染的关键.未来应进一步增强新污染物及非常规毒理性组分在入渗过程中的迁移转化特征研究、含水层矿物成分与回补水源耦合作用的长期效应研究以及多组分协同去除效应的优化回补工艺等研究,以保障不同回补条件下的地下水环境安全.

浅析城市水生态系统的保护与修复——以郑州市为例

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源，是生态与环境的控制性要素。随着我国人口的快速增长和经济社会的高速发展，生态系统尤其是水生态系统承受越来越大的压力。目前，从水资源、社会经济和环境相协调的角度来看，郑州市的社会经济规模已经超出了水资源承载能力。文章针对郑州市水生态系统退化和破坏的根本原因，通过对其水生态系统的现状分析，提出对当地水生态修复及保护的一些方法措施，从而达到人水和谐、水生态系统与经济社会协调发展，将郑州市建设成生态环境良好、人居适宜、生物多样性丰富的生态型城市。