四川红层农业面源污染三氮等典型离子迁移研究——以金堂为例

通过分析成都金堂龙镇地下水赋存空间、村民施肥状况,来研究农业面源污染对地下水的影响。采用室内土柱淋滤实验模拟当地包气带土层进行实验,根据淋滤液中三氮等典型离子在一定时间内的浓度变化,分析离子在土壤包气带中的迁移变化以及得出离子在地下水中的迁移量及其浓度变化规律。最终提出切实可行的防治措施以降低施肥对土壤及地下水的污染。     

甲苯在土壤地下水中迁移规律研究

石油泄漏导致甲苯等有机污染物污染土壤地下水,并且甲苯等石油类有机污染物对土壤地下水污染具有隐蔽性强、难以逆转等特点,污染治理难度大。因此,研究甲苯有机污染物在土壤地下水中运移规律是治理的关键。该文以某污染场地为研究区,以甲苯有机污染物为研究对象,考虑了淋滤、吸附的影响,采用模型计算方法,分析了甲苯在污染场地土壤地下水中迁移规律。结果表明：甲苯在土壤地下水中迁移过程中,淋滤作用对甲苯浓度变化影响显著;吸附影响下扩散作用及地下水位变化对甲苯迁移产生的影响均受到抑制。该文获得的甲苯在土壤地下水中迁移规律可为甲苯有机污染物污染场地修复提供依据。     

运城盆地土壤中氟运移规律动态试验研究

针对运城盆地氟污染重点区域取土,借助土柱物理模型试验装置,进行了氟污染物在土壤中的迁移规律研究。得到了不同质地的土壤在连续输入不同污染物浓度条件下,土壤中氟离子浓度随时空变化的过程。结果表明,氟离子化学性质活泼,在土壤中迁移过程比较复杂,氟吸附过程中伴随羟基OH-的释放,故实验过程中土壤溶液pH值由中性过渡到碱性。由于受吸附和解吸作用的影响,表现在氟离子穿透曲线对称性不好,各测点浓度峰值沿程逐渐衰减,拖尾现象严重,垂向迁移距离非常有限,因此运城盆地土壤中的氟离子很难直接垂向淋滤到浅层地下水中,这与实测资料结果一致。     

硫酸根离子在弱透水层中的迁移行为

通过研究地下水中硫酸根离子通过弱透水层时迁移特征的变异规律及其环境效应作用,分析在不同黏性土壤厚度条件下硫酸根离子浓度的变化及其受pH、Eh、钙离子浓度变化的影响特征,以及在不同pH 值条件下硫酸根离子的浓度变化情况。利用土柱填装及淋滤法,得出地下水中硫酸根离子通过弱透水层时穿透能力很强的结论,并揭示了硫酸根离子浓度随渗透土壤厚度的增大而增大,随淋滤液pH 值增大而减小的规律。     

含氮污水灌溉实验研究及污染风险分析

在野外实验基地进行的含氮污水灌溉实验工作基础上,分析了污灌过程中氮化合物在土壤及地下水中迁移转化规律.研究结果表明,污灌对下层土壤及地下水中NH₄+浓度影响较小,但对NO₃-浓度影响较大,尤其是长期进行污灌的土壤,易造成地下水中NO₃-污染.利用本文推导的数学模型,可以定量预测污水灌溉后土壤水及地下水中NH₄+、NO₃-浓度的时空变化.采用Monte-Carlo法,进行含氮污水灌溉污染风险分析,结果表明,进入地下水的NO₃--N最大浓度超过污灌水NO₃--N浓度0.76倍的可能性为25%、超过污灌水NO₃--N浓度0.43倍的可能性为75%,污灌造成的地下水NO₃-污染风险必须引起注意.     

云南滇池流域西芹种植区不同施肥条件下的地下水环境氮素污染

通过野外田间实验,研究了高量施肥处理、低量施肥处理、不施肥处理以及空白对照裸地等不同施肥处理条件下土壤水中各种形态氮的时空分布情况,探讨了地下水环境中氮素在不同施肥处理条件下的迁移转化特征.结果表明,在各种处理条件下,土壤水中硝态氮质量浓度随深度的增大而减小,而亚硝态氮与铵态氮质量浓度在剖面上的变化幅度较大,这种变化主要受土壤水氧化还原电位的影响.硝态氮随时间的变化趋势在4个处理区表现各异:在高量施肥处理区,各层位的土壤水中硝态氮质量浓度总体上呈增大趋势;在低量施肥处理区,硝态氮受作物生长和灌溉的影响呈拍岸浪式向下迁移;在不施肥处理区和空白对照裸地处理区,由于表层土壤中硝态氮背景值较高(0～30 cm处土壤硝态氮平均质量分数达到15.59 g/kg),灌溉水的下渗也导致硝态氮向下迁移.高量施肥处理区和空白对照裸地处理区土壤水的对比表明,施肥可促进0.6～1.5 m深处土壤的反硝化作用,从而增大这些层位土壤水中亚硝态氮和铵态氮的质量浓度.     

基于FEFLOW的三维土壤-地下水耦合铬污染数值模拟研究

`土壤-地下水耦合数值模拟是定量刻画水流和溶质运移的主要手段。现有大范围场地尺度的研究受到数据采集难度及模拟计算量的限制,多是将土壤和地下水分成两个系统,这种方式不利于模型之间的计算反馈,易出现计算误差,因此将土壤和地下水作为整体系统研究具有重要意义。为精确刻画实际场地土壤-地下水系统中污染物迁移规律,揭示变饱和反应溶质迁移模型的参数敏感性,以某铬污染场地为研究对象,基于现场试验及前人研究所获数据,采用Galerkin有限元法建立三维土壤-地下水模型,定量描述六价铬在土壤-地下水中的迁移规律。在此基础上,通过改变补给条件,研究潜水面在土壤-地下水系统中的波动。并讨论阻滞系数和反应常数对溶质运移的影响。结果表明:在土壤中,污染物最大水平迁移距离为场地东南侧300 m;地下水中污染晕最大分布面积约为1.632 km2;垂向上土壤中的六价铬仅需15.6 h即可下渗至潜水面,第6天贯穿含水层。当潜水面随着补给量变化而波动时,地下水中六价铬会随水流进入土壤,影响土壤中污染分布。对溶质运移参数的讨论显示,当反应常数由0增大至10?6 s-1时,迁移出场区边界时地下水中污染物浓度约减少2000 mg/L,较难迁移至涟水河。基于FEFLOW的数值模型,能够解决各系统之间交互性差的问题,提供较为精确的模拟结果。     

重金属铅、铬在土壤中的迁移特征——以泉州市为例

泉州市地处福建省东南部,工农业均比较发达。随着经济的发展,工矿企业遗留下来的污染问题也愈发突出。选择重金属Pb和Cr为研究对象,通过土柱实验和Hydrus-1D软件模拟,研究其在红壤和风沙土中的迁移特征。结果表明:重金属Cr在土壤剖面中的迁移速率和迁移量变化明显,尤其是风沙土,重金属Cr可以在两个月左右迁移至土壤剖面底部(80cm土层厚度)进入地下含水层;而重金属Pb在土壤剖面中的迁移速率很慢,迁移量也不大,污染源产生的污染物绝大多数在研究期内均被表层土壤吸附。因此在场地污染调查、评价和修复时,重金属Pb主要应该针对污染场地表层土壤层,而重金属Cr主要应考虑地下水,尤其是风沙土区域的地下水,且应于污染初期进行污染控制。     

桂林毛村岩溶地下河二十多来的水质演化趋势研究

利用桂林毛村地下河1983年、2007年、2008年和2009年的水化学监测数据和地下水水质资料,研究了地下河二十多年前后的主要离子浓度变化及其形成原因,并在水质评价的基础上预测其水质演化趋势。地下水地球化学分析表明:(1)地下河水中绝大部分离子和指标符合地下水质量标准(GB/T14848-93)规定的、类水质标准,地下水质量较好,但由于施肥方式以及区域环境等的变化,一些离子浓度有所升高,水质有受污染倾向。(2)pH值呈现出下降的趋势,而Cl-、NO3-、SO42-、Mg2+、TFe、K+、Na+、电导率(Ec)、总溶解固体(TDS)、总硬度(TH)和碱度(Alk)升高较显著。(3)地下水离子浓度的变化主要受水-岩地质作用过程、人类活动和区域环境变化的共同影响。     

污水灌溉土壤及地下水三氮的变化动态分析

取徐州奎河的生活污水进行饱和灌溉实验,由埋设在田间的一对蒸渗仪(地下水位保持在1m)观测,结果表明:污水中含量高达5035mg/L的氨氮进入土壤后,大部分被土壤胶体所吸附,迁移能力差,一般不会直接污染地下水。但污水在下渗时,能淋溶土壤中积存的NO₂-和NO₃-离子,使它们在地下水中的含量迅速增加。污灌以后,随土壤含水量、氧化还原电位和Ph值的变化,氨化作用、硝化作用和反硝化作用依次成为氮素转化的主要机制。污灌10d之内,由于淋溶和硝化作用产生的NO₂-、NO₃-会造成浅层地下水的严重污染。     

基于多元回归分析的铬污染地下水风险评价方法

土-水分配系数（K_d）是表征重金属污染物在土壤包气带中迁移能力的重要参数,受污染物质量浓度、pH值、有机质质量分数、铁铝氧化物质量分数等多种因素影响。本文通过实验研究了分配系数与各种影响因素之间的关系,基于多元回归分析方法得到了分配系数与影响因素的关系方程;并以分配系数、泄漏量、土壤孔隙度、初始含水率为风险因子建立了地下水污染风险评价方法。以某工厂铬废液的泄露为案例,采用构建的方法进行地下水污染风险评价。结果表明：该处地下水被污染的风险等级为中等。地下水污染风险评价方法的建立为重金属污染地下水的监测管理提供了一种有效方法。     

地下水污染场地水质空间相关性分析

地下水污染场地的监控需要依据水文地质条件、地下水流场和溶质运移特征,利用水化学的示踪作用开展空间分析,以识别地下水和溶质运移特征。该方法具有简易和经济的优点。以台湾苗栗县某化工污染场地为例,通过对地下水中多种离子浓度的空间等值线分析及对比,判断污染物的来源和分布范围。采用离子浓度的统计特征值P95、P75、P50、P25构成的等值线,作为判断离子空间分布特征的依据,并形成离子之间对比的统一标准。所有离子都采用浓度P95等值线包围的区域作为其污染源,其它三种等值线表示可能出现的污染物扩散范围。在此基础上通过对比发现10种离子的污染源集中出现在场地一个范围内,并形成一个污染带,表明它们的来源具有密切的联系。10种离子P75等值线划出的污染物分布范围同样比较集中,但几乎都分布在污染带的南部,显示离子的迁移方向和迁移距离是一致的。根据离子空间分布的相似性将其分为三组,空间分布相似性高的离子组同时出现在一个区域的机会更多。通过多种水化学成分识别地下水流场和溶质运移特征,提高了结论的可信度,为污染物监控提供参考。     

粉煤灰-粉质粘土对氟离子的吸附作用

不同土层对氟离子的吸附能力不同,在吸附能力较弱的土层建设贮灰场,会导致周边地下水中氟离子质量浓度较高,污染地下水。吉林市来发屯灰场运行多年来,地下水中氟离子质量浓度与背景环境未见明显差异,本文通过对来发屯灰场粉煤灰-粉质粘土和灰场外土层的比较分析,探究吸附机理,结果表明：粉煤灰-粉质粘土对氟离子有较强的吸附能力,能有效防止其对地下水的污染。     

垃圾渗滤液在含水层中的污染规律研究——以阜新市垃圾填埋场为例

垃圾的堆存和填埋会产生大量的渗滤液。渗滤液对垃圾填埋场周围环境能够造成严重污染,尤其使地下水质污染而丧失利用价值。通过阜新市垃圾填埋场现场采集新鲜渗滤液水样、垃圾堆体附近土样的实验研究,获得了新鲜渗滤液的各组分浓度和垃圾堆体附近土壤的性质。结合当地地理气候等情况揭示了垃圾渗滤液中污染溶质在地下水系统中的迁移转化的动态过程,定量化预测了污染范围及时空分布,为研究该地区地下水污染控制、管理和评价提供了可靠依据。     

甘肃某生活垃圾填埋场地下水污染特征及污染途径分析

依据实际调查数据,采用单因子污染指数分析法确定了生活垃圾填埋场地下水中主要污染物、污染程度和污染范围,并进行了土壤和地下水污染耦合性分析,研究结果表明：该生活垃圾填埋场地下水污染物主要为氨氮、总氮、高锰酸盐、锰、挥发酚和氟化物,其污染指数最大值分别为1 407.24、745.00、137.12、97.50、3.60和1.68,污染区总面积0.168 km²;填埋场下游沟谷纵向上,总氮、锰两项指标在土壤中的含量与地下水中浓度变化趋势一致;其污染途径主要为库区防渗层破损,渗滤液垂向沿基岩风化裂隙进入地下含水层,以连续渗漏的方式不断污染地下水,污染物在地下水径流作用下向拦挡坝下游不断迁移。     

油气田地区土壤-水环境中有机污染的数值模拟及模型预测

针对油气田地区的地下水污染日益突出问题，文章综合考虑石油类有机污染物在包气带中扩散、吸附解吸、分配和生物降解等环境行为，建立了土壤－水环境体系有机污染物迁移转化的非平衡动力学模型，并编制了RBCA有限元程序，预测污染物在土壤－水环境中浓度分布变化趋势，探讨了模拟参数κd、κ变化对有机污染物迁移的影响。模拟结果表明：吸附解吸速率参数的变化对污染物达到平衡状态起着决定性作用，其结果可为定量研究有机污染物在土壤－水环境中的归宿提供可靠的理论根据，同时为油气田勘探开发过程中的污染控制与治理措施提供依据和理论指导。     

某地块污染调查及二氯甲烷在土壤和地下水中的分布特征

以某生物医药企业地块为研究对象,结合企业生产历史,识别该地块疑似污染区域以及关注的污染物,通过布设土壤及地下水现场采样点进行现场和实验室测试,研究土壤及地下水中监测因子的含量及分布特征,特别是对二氯甲烷的污染源及其在土壤和地下水中的分布特征进行分析,指出由于地层特征和多种有机污染物的影响,土壤中二氯甲烷的含量未超过国家标准,但在地下水中含量异常高;分析地层对二氯甲烷在土壤和地下水中垂向和侧向迁移的影响,为下一步污染防控提供依据。     

非平衡吸附模型在研究渗滤液对土壤污染影响中的应用

分析了有机污染物在土壤中的迁移转化机理，建立了非平衡吸附作用下渗滤液中有机污染物在土壤中迁移转化的动力学模型，给出了模型的数值解法，模拟出渗滤液在非平衡吸附作用下的污染过程；同时还探讨了模型参数降雨量p，垃圾土土层的厚度h，含水率θ等对有机污染物运移的影响。结果表明：在总的污染源一定的情况下，降雨量的增大和污染土层厚度的增大会使得下层土壤中有机物的浓度降低，为定量研究有机污染物在土壤-水环境系统中分配与归宿提供理论依据，同时也可为监测、治理和恢复地下水污染提供一定的科学根据。     

某化工场地土壤与地下水中多环芳烃的分布特征及迁移规律

选取某化工场地作为研究对象,采集不同深度的原状土壤样品和原状地下水样品,对土壤样品和地下水样品的16种优控多环芳烃进行定量分析,研究不同种类的多环芳烃在包气带和饱和带中的分布特征和迁移规律.研究表明,在平面上,多环芳烃在土壤和地下水中的污染高值区与生产车间分布基本一致;在垂向上,土壤中的16种多环芳烃集中分布在杂填土层,低环和中环的多环芳烃更易向下迁移,并在黏土层产生一定的富集,仅有最低环的萘通过包气带迁移至饱和层中,饱和层中的萘一部分在地下水中扩散,一部分仍继续垂向迁移至更深层的土壤中.通过特定分子间的浓度比值,初步判定场地土壤中的多环芳烃来源为原油的不完全燃烧.     

海水入侵水质变化模拟实验研究

通过模拟海水入侵地下水过程的实验,研究了青岛地区海水对不同土壤浸泡上清液中各种元素的变化,得出了海水入侵过程中常规离子如Cl-、HCO3-、P和Ca2 的变化规律。与此同时,海水含有一定量重金属。在与不同土壤浸泡过程中,实验中分析了Ni、Cd、Cr、Pb、Cu、Mn和Zn共7种元素。上清液中Ni、Cd和Zn浓度增加,Pb、Cu和Cr的浓度略有降低或基本不发生变化。用饮用水和蒸馏水分别与不同土壤浸泡作参比实验,上清液中各种元素基本不发生变化。浸出液中基本上不含重金属。另外,应用海水、饮用水和蒸馏水与不同土壤浸泡时,所有上清液中均未检测出Mn元素。因此,海水入侵过程中,地下水不仅变咸,也使地下水重金属增加。