张掖盆地晚更新世至中全新世气候变化:孢粉学和重矿物学证据

为确定张掖盆地晚第四纪沉积地层时代和探讨其蕴含的古气候信息,笔者利用孢粉分析、重矿物分析、光释光测年等方法对研究区晚更新世以来气候变化特征进行了重建,并确认了当地全新世和晚更新世地层界限。结果表明:地层自下而上划分为4个孢粉组合带和植被类型及气候特征:①深度为56.8~26.4 m,年龄为112.7~63.3 ka,属末次间冰期,粉组合为松–板栗–藜–菊–蒿,针阔叶混交林草原植被,为晚更新世温暖较湿润气候。②深度为26.4~2.6 m,年龄为63.3~11.8 ka,与末次冰期相当,孢粉组合为松–麻黄–藜–蒿,植被类型为针阔叶混交林草原植被,为晚更新世干燥寒冷气候。③深度为2.6~0.8 m,年龄为11.8~8.9 ka,全新世早期,孢粉组合为松–藜–蒿,稀树针阔叶混交林草原植被,较凉较干气候。④深度为0.8~0.15 m,年龄为8.9~7.8 ka,全新世早期向中期过渡期,孢粉组合为松–藜–菊–蒿,稀树针阔叶混交林草原植被,为温暖较干气候。孢粉组合所揭示的晚更新世—中全新世气候变化特征,对于揭示张掖盆地甚至西北干旱区的古气候变化具有重要意义。

基于现场检测的邢台百泉泉域岩溶水硝酸盐氮形成特征

为了揭示邢台百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐影响因素及成因,采用便携式分光光度计建立了水中硝酸盐氮现场快速定量检测方法,通过水文地质结构和水化学分析,研究了百泉泉域岩溶地下水中硝酸盐氮的分布特征及其与常规水化学指标之间的关系。实验结果表明:硝酸盐氮在0.60~30.00 mg/L浓度范围内线性关系良好,方法检出限为0.2 mg/L,现场检测与实验室标准方法检测结果之间的相对标准偏差为0.23%~6.70%,差异性检验结果为t=0.984,表明两种检测方法测定结果一致。硝酸盐氮分布特征表明:防污性能较差的百泉泉域西北部岩溶裸露区和东部被第四系上更新统砂砾石含水层直接覆盖的部分岩溶水排泄区硝酸盐氮浓度较高;径流区硝酸盐氮浓度整体较低;采样点岩溶地下水中硝酸盐氮浓度均在地下水质量标准规定的Ⅰ~Ⅲ类水。研究区岩溶地下水水化学类型较为复杂,阳离子以Ca、Ca·Mg型为主,阴离子以HCO_(3)、HCO_(3)·SO_(4)型为主,HCO_(3)·Cl-Ca·Mg型和Cl·HCO_(3)·SO_(4)-Ca型地下水中硝酸盐氮含量较高,硝酸盐主要来源于城镇污水,受大气降水和农业活动影响较小。研究成果为建立地下水中硝酸盐氮现场检测标准方法及百泉泉域岩溶水资源的供水安全和生态保护提供了参考依据。

论场地土壤和地下水污染调查与风险评价的程序和内容

通过分析、对比发达国家场地污染调查与风险评价技术流程的大量信息,结合工作实践,充分考虑我国的实际情况,视土壤和地下水为相互联系的一个整体,提出了我国现阶段场地尺度土壤和地下水污染调查与风险评价的技术程序和工作内容。

某石油化工场地土层挥发性有机物的污染特征

在调查华北平原一个污染年限超过35年的石油化工场地时,采用便携式仪器土层测气方法,快速、准确地测定了场地内40多个钻孔不同深度土层中挥发性有机物(VOCs)的浓度。基于对场地地质水文地质条件的认识,以及通过对大量数据的分析对比和应用空间变异分析方法,得出了对场地土层介质中VOCs污染特征的如下认识:(1)土层VOCs浓度的垂向变化可概括为污染源淋滤型、包气带扩散污染型、地下水波动带污染型和混合污染型四种污染类型;(2)在包气带砂土层和粉土层中,VOCs的扩散规律可近似用指数模型描述;(3)包气带土层中VOCs优先积聚在渗透性强的砂性土层中,砂土层中VOCs浓度是粉土层中VOCs浓度的1.5～12倍,平均3.76倍;(4)土层VOCs浓度的水平变异性表现为包气带土层的变异性要比地下水波动带土层大,且水平变异性能在25m尺度内得到充分显示;而土层VOCs浓度的垂向变异性随地而异,变化复杂,很难用统一的一个量化尺度来表征。本文对这一典型污染场地的剖析,有助于从事污染场地调查人员认识我国华北平原石油化工类场地的污染特征,并为调查与治理类似污染场地提供技术依据。

石油污染地下水取样方式对比试验研究

为了获取取样方式对石油类污染物浓度影响的实证数据,笔者在华北平原一口石油污染的监测井内,开展了不洗井与洗井、不同取样器具采集地下水样品的对比试验研究。试验结果表明:洗井会减小不同取样器具造成的污染物浓度差异程度;采用手动惯性泵和小提桶采集的水样浓度普遍较高,而用低流速气囊泵采集的水样浓度普遍较低,浓度最大可相差40倍,平均为5倍。采用不同取样方式造成污染物浓度差异的主要原因可能是轻质石油物在水中的比重分异,以及取水影响范围内污染物在井管内、砾料层内和含水层内分布不均造成。试验结果提醒我们,在采集石油类污染地下水样品时,洗井是一道必不可少的野外工作程序,采用不同取样器具会对污染物浓度产生较大影响。因此,在进行地下水质量评价、污染风险评价以及地下水污染修复效果评估时,应考虑这种不确定性。

浅论地下水污染源强

基于作者对国内外土壤和地下水污染理论、调查技术、风险评价文献资料跟踪,以及对不同类型污染场地调查实践与认识,论述了地下水污染源强的定义、分类、识别及表征方法。从地下水、污染源、地下水污染源、污染源强4个概念入手,给出了地下水污染源强的定义。借鉴污染源分类的思想,对地下水污染源强进行了分类,并提出了采用资料信息收集、现场调查、动态监测、模拟试验等手段识别地下水污染源及源强的思路。初步建立了地面及包气带水相污染源强、地面或近地表固相污染源强、非水相液态污染源强3种地下水污染源强的量化表征方法。

论污染场地的几个问题

为了更加科学、规范地开展污染场地调查工作,作者依据多年积累的污染场地调查经验和对国外相关研究成果的跟踪,对污染场地的定义、分类、调查阶段划分及污染调查测试清单的确定进行了探讨。通过分析对比十余个发达国家污染场地的定义,给出了污染场地的定义。借鉴污染物属性与地下水赋存介质分类法思想,提出了污染物种类与场地介质组合的污染场地分类方法。基于场地调查工作的实质,考虑简化性、标志性和可操作性,将污染场地调查划分为资料收集、初步调查、详细调查三个阶段。在归纳总结国内外筛选和确定优先控制污染物研究成果的基础上,结合实际情况和工作经验,提出了确定污染场地调查测试清单的步骤与方法。

1:5万冲洪积扇含水层水质调查方法探讨

以豫北山前冲洪积扇含水层为研究对象,探讨1:5万冲洪积扇含水层水质调查方法。该方法由工作量预部署、野外调查和取样点布设3个阶段组成。工作量预部署阶段,以前期调查资料为基础,编制工作区地形地貌、潜在污染源、地下水流场和水化学类型演变图,并赋值叠加形成不同调查点密度分区的野外工作图,宏观控制调查工作量;野外调查阶段,重视pH值、溶解氧、电导率和氧化还原电位的测定与质量控制,根据调查区块环境状况调整调查点密度,布点兼顾地下水点与非地下水点及不同深度水点间的比例;取样点布设阶段,以地质环境对含水层进行分区,以不同深度水井地下水功能对含水层进行分层。利用调查点现场水化学参数,识别并圈定水质变异区,分别采用判断法和均布法布设水质变异区和水质正常演化区取样点。该方法可为类似地区开展高精度地下水水质或污染调查提供参考。

超声辅助提取/离子色谱法测定铬污染土壤中的六价铬

建立了超声辅助提取/离子色谱法测定铬污染场地中铬(Ⅵ)的方法。选用0.3 mol/L的KCl溶液作提取剂,对12组土壤样品中的铬(Ⅵ)进行超声辅助提取20 min。采用Metrosep A Supp 4-250(250 mm×4.0mm)型阴离子分离柱,以4 mmol/L Na_2CO_3-1 mmol/L NaHCO_3混合溶液为淋洗液对样品进行分离分析。铬(Ⅵ)在0.01~20 mg/L浓度范围有较好的线性关系,相关系数(r^2)为0.999 8;该方法的检出限为0.003 mg/L,加标回收率为96.4%~106.8%,相对标准偏差(RSD,n=3)为0.56%。该方法具有简便、快速、准确等优点,适用于铬污染场地的监测与调查。

我国饮水型地方病地质环境特征与防治对策

地方病是指在一定地区内发生的地球化学性疾病、自然疫源性疾病和与不利于人们健康的生产生活方式密切相关疾病的总称。我国是地方病流行较为严重的国家．地方病分布广、病种多、受害人口多。经过几十年的艰苦努力，地方病防治工作取得了显著成绩，但地方病防治工作形势依然非常严峻。

地下水污染调查多级监测井建造及取样技术

多级地下水监测井能够在一个井内监测多个深度段水质和污染状况,在场地污染调查污染羽三维描述中起着不可替代的作用。一口多级地下水监测井可等同多口单管监测井,节约施工成本和维护费用。本文在实地典型污染场地调查的基础上,对多级监测井建造及其取样技术进行了研究,为以后的工作奠定了基础。

石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析

以冀中平原某石油类污染场地为例,从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查入手,采用物探、坑探、钻探综合调查技术和定深取样等一些取样方法,对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。结果表明:整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染,30m深度内包气带和饱水带已被污染,50m深度的地下水中有有机污染物检出,石油类场地的污染特征主要表现为土壤及其地下水中含有高浓度单环芳烃和卤代烃。且单环芳烃在土壤与地下水中的浓度高于其它有机污染物。

石油污染地下水中细菌分子生态学研究

采集了某废弃炼油厂的石油污染地下水样品,提取水中微生物总DNA,构建细菌16SrDNA克隆文库,并通过16SrDNA序列的系统发育分析,对样品中的细菌种群多样性以及群落结构进行了研究。结果表明,文库中阳性克隆的16S rDNA序列分属11个细菌类群,分别为Betaproteobacteria(38.1%),Alphaproteobacteria(35.3%),Gamaproteobacteria(5.1%),Deltaroteobacteria(5.2%),Bacteroidetes(4.0%),Verru-comicrobia(2.5%),Epsilonproteobacteria(1.9%),Nitrospira(1.3%),Planctomycetes(1.3%),Candidate Di-vision OD1(1.3%),Unclassified Bacteria(3.8%)。在这一生态系统中,Betaproteobacteria和Alphapro-teobacteria类细菌占据主导地位,二者所占比例均在三分之一以上。群落中最主要的降解菌是噬氢菌属(Hydrogenophaga)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)细菌,它们在文库中所占比例达23.9%和19.5%。该石油污染地下水样品中细菌与许多其他已知的降解菌亲缘关系较近,如Sulfuricurvumkujiense、Trichlo-robacterthiogenes、Rhodoferax ferrireducens以及红细菌属(Rhodobacter)、甲基单胞菌属(Methylomonas)和涅瓦菌属(Nevskia)细菌等。此外,文库中克隆的16S rDNA序列与许多类似的污染场地中发现的环境克隆相似性很高,如煤焦油污染的地下水、苯污染的地下水、原油污染的土壤、溴甲烷和氯甲烷污染的土壤、抗生素生产废水以及活性污泥等,证明该石油污染地下水中有大量降解菌群的存在。石油污染物的种类对降解菌群的组成有一定的选择作用。

铸铁和椰壳活性炭混合介质修复高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水研究

铬是人体和动物必需的微量元素之一。但高浓度的铬,尤其是地下水中的Cr(Ⅵ)可能对人体健康和环境造成很大的危害,因此研究高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水的修复技术至关重要。应用铸铁和椰壳活性炭作为模拟柱中渗透反应格栅(PRB)的反应介质,为了防止实验过程发生堵塞,添加适当河沙,通过铸铁的还原作用及椰壳活性炭的吸附作用研究PRB对高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水的修复效能。结果表明:铸铁、椰壳活性炭、河沙的质量比为3∶1∶4、Cr(Ⅵ)为400 mg/L条件下,完全穿透时反应材料对Cr(Ⅵ)整体去除率为67.0%,PRB反应介质寿命为165d;侧孔Cr(Ⅵ)浓度随时间延长而逐渐增大,离进水口越近,材料去除Cr(Ⅵ)的能力降低越快;出水及沿程在没有Cr(Ⅵ)检出时pH为4.5～7.0,出水有Cr(Ⅵ)检出时pH均大于7.0;出水中无Cr(Ⅵ)检出时,总铁(TFe)含量较高,Fe(Ⅲ)含量较少,有大量Fe(Ⅱ)产生,出水有Cr(Ⅵ)检出时,对应的Fe(Ⅲ)和TFe检出浓度均较低,说明柱体内铸铁材料基本钝化完全。

北方某钢铁厂部分厂区土壤重金属污染的初步调查

对北方某即将搬迁钢铁厂的部分厂区土壤重金属进行了初步调查,主要利用SPSS相关和变异分析、Surfer空间分析及归一化处理对重金属污染的空间分布特征进行了描述。一区污染最为严重,有Hg、Mn、Zn、As、Cr和Cu;二区污染物主要为As、Pb和Zn;三区污染主要有As、Cr和Co;四区污染物有Cr、Co、Mn、Cu和Pb,污染相对较低。研究为调查区域搬迁后的土地规划提供了科学依据。

中试尺度下可渗透反应墙位置优化模拟——以铬污染地下水场地为例

可渗透反应墙(PRB)是一种高效的地下水污染原位修复技术。不同水文地质条件下,污染场地墙体位置布设合理性影响其修复效果,而利用地下水数值模拟可实现墙体位置优化。文章以某Cr^6+污染地下水场地为例,基于Visual Modflow建立了研究区平面二维稳定流数值模型,并通过模型检验。根据墙体的设计尺寸(长20 m×宽2 m×深12 m)及填充材料的渗透系数(80 m/d),利用所建模型分别计算了4种布设方案(墙体尺寸大小和填充材料渗透系数相同,布设位置不同)下墙体的捕获区宽度、粒子滞留时间和通过墙体的Cr^6+通量。结果表明:4种布设方案模拟的滞留时间和捕获区宽度取值差异性不大,变异系数小于2%;Cr^6+通量差别较大,变异系数高达76.32%,主要由地下水中Cr^6+浓度空间分布不均引起。对比分析4种方案的各评价指标,方案2求得的捕获区宽度为21.9 m,粒子滞留时间为4.1 d,Cr^6+去除量可达127.7 mg/d,可作为最佳布设方案。本研究建立的地下水流数值模型符合场地实际情况,可有效评估PRB截获污染羽的范围和去除目标污染物的能力,为铬渣类污染场地PRB原位修复工程设计与实施提供技术支撑和参考依据。

地下水污染的原位修复技术——PRB法

原位修复地下水污染技术,具有经济、高效等特点。国外大量研究表明,此技术可以有效去除地下水中的重金属和有机污染物。本文主要介绍了原位修复技术中的PRB方法及其特点,并通过实验验证了其对地下水中重金属、有机物和三氮等污染物的去除效果,以此为基础,讨论了在我国开发应用该技术的前景及应注意的问题。

某石化污染场地含水层自然降解BTEX能力评估

地下水污染问题是国家关注的重要环境问题之一,监测与评估含水层自然降解污染物能力是防治地下水污染的基本手段,也是国外地下水中修复技术研究热点课题。以华北平原某石油化工类场地为案例,通过调查场地水文地质条件、土壤及地下水污染现状,监测场地地下水中苯系物(BTEX)浓度及相关化学参数变化,运用微生物水文地球化学方法和水文地质方法,估算了该场地含水层自然降解苯系物量。这一研究成果为评估我国石油类场地地下水污染的自然修复能力提供了实证和基础数据。

物探方法在浅源石油烃类污染探测中的应用

应用探地雷达和高密度电阻率法,在冀中平原中部某典型石油烃类污染场地进行探测,得到了浅源石油烃类污染物的异常特征。通过对探地雷达和高密度电法资料的分析,得出石油烃类污染物呈现低电阻率、低介电常数特性,根据这个特点圈定出了此污染场地内储油池区域的污染扩散晕。实践证明,这两种物探组合在此类污染场地探测中具有推广价值。

FPXRF用于污染场地铬分布特征及迁移规律研究

采用无扰动、直压式GeoProbe钻机获取铬渣场地不同深度土层(表层至含水层)连续原位样品,应用便携式X射线荧光光谱仪(FPXRF)对土层样品中的铬进行现场测定,并与电感耦合等离子体原子发射光谱法测定值进行对比,分析FPXRF测试数据质量。实验结果表明,在优化的分析测试条件下,现场测试结果与实验室测试结果一致,FPXRF检出限为19.89 mg/kg。FPXRF现场测试的总铬与便携式分光光度计现场检测的六价铬结果揭示,渣堆区包气带和第一含水层均受到重金属铬污染,渣堆边缘区包气带中铬含量出现间歇性降低、升高的动态变化过程,含水层介质中总铬和六价铬浓度最高值分别达400 mg/kg、390.4 mg/kg,渣堆区深部土壤污染物由渣堆渗滤液垂向迁移导致;渣堆下游土层污染范围主要为第一含水层,由渣堆区深部土层中重金属铬在地下水侧向径流作用下迁移扩散导致。研究结果为工作区土壤和地下水环境风险评价及修复工程设计实施提供了参考依据。