地下水中轻质有机污染物(LNAPL)透镜体研究

在二维砂槽模型中模拟了轻质油在均匀多孔介质地下水非饱和区和饱和区中的运移过程。模拟结果表明 ,地下水毛细区是轻质油污染的重点区 ,除了 LNAPL 的残留以外 ,进入地下水饱和区中的 L NAPL 终将被地下水顶托回到毛细区中 ,毛细区以上的绝大多数 LNAPL 也将在重力作用下进入毛细区中 ,试验中观察到达到稳定状态时 LNAPL 透镜体的上边缘略微高出毛细区。利用多孔介质毛细管模型 ,建立了利用界面张力、接触角、介质特征孔隙直径等物理量估算不同位置 LNAPL 透镜体厚度及透镜体可能最大厚度的关系式 ,模型说明 ,由于毛细区中越靠近毛细区上边缘位置 ,油 -水界面上的压差越大 。

地下水饱和区中油—水两相流饱和度的试验研究

本文介绍了在一维砂槽模型中模拟柴油—水两相流在不同粒径玻璃砂多孔介质中运动的试验研究 .研究结果表明 ,柴油—水两相流中 ,残余油饱和度与介质粒径成正比 ,而残余水饱和度与介质粒径成反比 ;由于界面张力的存在 ,油—水界面间存在过渡区 ,对于粒径大于 0 5mm的多孔介质 ,在过渡区上边缘呈现明显的突变界面特征 .研究中尝试对柴油—水两相流动用CCD摄像机摄像 ,并通过图像分析的方法得到了油—水两相流的饱和度分布 ,从而使多相流中饱和度的量化分析成为可能 .

多孔介质两相流的统一毛细压力——饱和度关系曲线

有机污染物 ( NAPLs)在地下水非饱和区和饱和区中的运动属于多孔介质中的多相流问题 ,其中毛细压力与饱和度的关系是求解多相流运动方程的基础。前人的研究表明 ,对于一定的多孔介质 ,建立其中任意两相流的统一毛细压力饱和度关系曲线是可能的。利用多孔介质毛细管模型 ,得到了利用气水两相的毛细压力饱和度关系式推求气 -NAPL、水 -NAPL两相的毛细压力饱和度关系的毛细压力折算系数。从而得出对于同一介质中的任意两相流动 ,只要某两相的毛细压力饱和度关系 (一般选择气水两相 )已知 。

有机污染物在多孔介质中的残留

土壤、地下水中的有机污染物主要以自由态、挥发态、溶解态和残留态等四种形态存在 ,其中残留态的部分是最难以去除的 ,残留量的多少是关系治理费用及治理时间长短的最关键因素。本文以柴油为代表 ,对地下水饱和区中有机物的残留进行了试验模拟 ,与非饱和区的残余饱和度进行了比较 ,揭示了饱和区中有机污染物残余的特点 ,并深入分析了其机理。结果表明 ,砂性介质中 ,地下水饱和区中有机污染物的残余饱和度显著大于非饱和区中的残余饱和度 ,因此可以有效地利用这一特性 ,通过降低地下水位使饱和区中部分残留态污染物转化为自由态 ,提高去除效率 ;与非饱和区中多孔介质粒径越小 ,残留量越大的特性相反 ,饱和区中测得的残余柴油饱和度随介质粒径的增大而增大。不同水位变动速度的试验结果表明 ,水位变动速度对粘性大于水的柴油的残余饱和度影响可以忽略不计。

土壤、地下水中有机污染物的就地处置

有机化合物对土壤、地下水的污染已引起世界各国的普遍关注。地层介质中的有机物主要以自由态、挥发态、溶解态和固态 4种形态存在。有机污染物的自然降解能力较差 ,如不进行人工清除 ,在自然环境中它们可能存留长达几十年之久 ,对土壤、地下水资源构成长期的威胁。传统的开挖处理技术不仅费用昂贵 ,而且当贮油设施的地表被利用时则无法进行开挖处理 (如有建筑物等 )。近年来 ,以地下冲洗法、土壤抽水法和地下水曝气法为代表的有机污染物就地处置技术得到了迅速的发展。本文对这 3种技术进行概要的介绍 ,总结指出决定这些技术可能性的主要因素是地层介质的通透能力 ,有机物的挥发、溶解能力及其可生物降解能力 ,并列出目前的主要有机污染物挥发、溶解及生物降解能力的相对强弱作为制定具体处置技术的参考指标。

多孔介质三相流中的毛细压力和相对渗透率

毛细压力、相对渗透率与饱和度的关系是求解多孔介质多相流运动方程的基础。三相流情况下，同时测定各相流体的饱和度、压力以及渗透率十分困难，所得数据未必可信，本文在各相流体相对湿润性次序确认的基础上，选用Ｂｒｏｏｋｓ—Ｃｏｒｅｙ 的毛细压力－ 饱和度关系式，将两相流中实测的毛细压力－ 饱和度关系式推广到三相流中，从而可以方便地利用两相流的实测结果来得到三相流情况下毛细压力与饱和度的关系。同时，本文利用ｍｕａｌｅｍ 的相对渗透率模型和Ｂｒｏｏｋｓ—Ｃｏｒｅｙ 的毛细压力－ 饱和度关系式推导得到了三相流情况下各相流体的相对渗透率与饱和度的关系。