考虑对流-扩散-吸附-降解时成层介质中有机污染物一维运移的解析模型

针对成层介质中有机污染物一维运移问题,建立了考虑对流-扩散-吸附-降解时成层介质中有机污染物的一维运移模型,并采用分离变量法获得了该模型解析解。通过将一维运移解析模型的计算结果分别与现有解析解的计算结果和数值方法的计算结果进行对比分析,对所建模型正确性进行了验证。基于所建解析模型,以4层土体为例,对有机污染物一维运移过程展开了参数分析。结果表明,渗滤液水头hw引起的对流作用会加快运移过程,增大底部通量。与hw为0.0 m时相比,hw为2.0m下的底部通量可增大一个数量级以上;降解作用会降低质量浓度和底部通量。当运移过程达到稳态时,与降解半衰期t1/2趋近于无穷大时相比,t1/2为100a下的底部通量可降低约45%;Robin边界常数α的增大会使得底部范围内的质量浓度降低,同时也会使得底部通量增大,但不同α下的底部通量在同一数量级内变化。

填埋场污染物在有限厚度土层中一维对流–扩散–吸附解析解

为避免垃圾填埋场对地下水的污染,衬垫系统的截污性能至关重要。针对卫生垃圾填埋场衬垫底部设有地下水导排层的工程要求,建立了污染物在有限厚度土层中一维对流–扩散–吸附解析模型并求解,其中模型底部采用Cauchy边界模拟渗滤液污染物透过衬垫向零浓度环境传质。算例结果表明,解析解与商用软件数值解所得浓度场分布完全吻合;参数分析表明,吸附、扩散和对流参数对击穿曲线均有较大影响,为延长击穿时间,应尽可能采用吸附性能好的土层并严格控制衬垫上的水头高度。

多孔介质中三氯乙烯的非线性吸附-对流-弥散模型

研究三氯乙烯(TCE)在含水层中的迁移转化规律,对评价其在环境中的影响、预测其在环境中的行为规律及确定相应的修复技术有着重要的意义。TCE在细砂中的等温吸附规律研究采用批试验和模拟柱试验方法。批试验结果采用四种不同的非线性等温吸附模型进行拟合。结果显示,Linear-Langmuir-Freundlich(LLF)模型的拟合效果最佳,且该模型能较好地描述表面吸附和分配作用。利用经典对流扩散模型,将以KCl为示踪剂的柱试验结果采用非线性最小二乘法反演模拟柱中的纵向弥散度;利用非线性吸附对流扩散模型,将TCE的模拟柱试验结果采用遗传算法反演吸附参数;结果显示Langmuir等温吸附模型描述柱试验中的吸附模式最好。即批试验与柱实验中的吸附模式是不同的。该结论表明必须重新审视非平衡吸附理论在运移模型中的适用性,以及该理论适用的前提条件。在试验结果和模型反演获得的参数基础上确定的TCE在多孔介质中运移的一维非线性吸附-对流-扩散模型,能够很好地揭示TCE在多孔介质中的运移规律,且模型中的阻滞系数是质量浓度的非线性函数。