基于伴随状态方法的地下水污染源识别研究

地下水污染源的识别不仅可为地下水治理方案的制定提供依据,还可用于追究相关排污对象的责任。传统的污 染源识别方法面临计算负荷的困难,而伴随状态方法只需运行少量的污染物运移模型。通过灵敏度矩阵建立污染源特 征与污染物分布的数学关系,根据溶质运移模型推导出伴随状态下的污染源识别模型。分别考虑二维均质、非均质含 水层中的单点与多点污染源污染问题,将伴随状态方法应用于污染源特征识别的四个案例中,根据监测数据识别污染 源的位置及源强。结果表明,伴随状态方法在地下水污染源识别中有较好的适用性,可用于识别地下水污染源的位置 及源强特征,并具有很高的计算效率。     

地下水污染源识别的数学方法研究进展

地下水污染源识别模型可利用有限的观测资料估计污染源位置、污染物泄露强度及其泄露过程,是制定地下水污染修复方案的依据。在阐明地下水污染源识别基本问题基础上,综述了污染源识别研究的两大类数学方法,一类为直接方法,包括反向追踪法和基于正则化的方法;另一类为间接方法,包括基于优化的方法和基于概率统计的方法。同时指出了当前污染源识别数学方法应用中存在的主要问题:地下水污染源识别问题的复杂性、地下水有机污染问题和模型求解效率的低下性。对土壤-地下水的联合管理、基于物联网的地下水污染监测、对非水相流体（Non-aqueous Phase Liquid,NAPL）类污染源识别以及基于图形处理器（GPU）的异构并行计算将是未来研究的重点方向。     

地下水硝酸盐污染源解析及氮同位素分馏效应研究进展

地下水硝酸盐污染已成为世界范围内最严重的环境地质问题之一。全面并准确识别硝酸盐污染源,对地下水的有效管理及污染防治具有重要的指导意义。从地下水硝酸盐来源、同位素检测方法、污染源同位素特征、定量解析模型构建、硝酸盐主要转化过程及同位素分馏效应等方面进行总结,比较不同解析方法在硝酸盐溯源中的应用与发展,建议采用多学科、多方法相结合的方式,提高对硝酸盐污染源的全面理解。同位素富集系数是定量解析硝酸盐污染源的重要参数,在源解析过程中探讨硝酸盐转化及同位素分馏机制,能够更好地诠释地下水硝酸盐来源和迁移转化过程,提高源解析的准确性,为地下水硝酸盐污染的准确溯源与有效防治提供参考。     

地下水污染风险源识别与分级方法

由于目前缺乏一套完整成熟的地下水污染风险源准确识别与分级方法, 在综合解析污染源结构、污染物输移过程评价的基础上, 构建了涵盖地下水易污性和地下水污染源两部分多因素耦合的风险源识别模型, 其中从污染源特性和污染物性质两方面建立了污染源危害性评价参数体系.以地下水易污性指数和污染源潜在危害性评价指数作为风险源分级指标, 采用乘积模型进行了风险源的评价与分级.选择某水源地对所建方法进行实例分析, 确定了地下水污染的高风险源区.结果表明, 污染源和地下水易污性共同决定了地下水污染的风险源, 所建方法对地下水污染的预防及污染源的有效监管有重要意义.      

模糊因子分析在地下水污染评估中的应用——以河南省洛阳市为例

传统的多元统计法难以定量化表征不同污染源对单个样本点的影响,本文引入了一种新的方法——模糊因子分析法.将该方法应用于洛阳市地下水污染来源解析研究,通过模糊聚类和因子分析对研究区样品进行分类,探明主要的污染源类型及其对整个研究区和单个样品点的污染贡献率.计算结果表明:洛阳市浅层地下水主要有以下四个污染源:基岩风化、加工制...     

地下水苯系物微生物降解及其碳同位素标记

微生物降解是地下水中有机物自然衰减评估的关键,单体稳定同位素是一种有效的评估方法。在对某油罐泄露场地地下水流场识别的基础上,刻画不同地下水中污染物、微生物及电子受体特征,发现随着与污染源水力联系的减弱,污染物浓度明显减小,微生物群落结构和电子受体氧化还原作用类型与源相似的程度也逐渐减弱,呈现出“污染源-下游源区-下游污染羽-上游源区-侧翼污染羽”的空间变化规律。甲苯、间/对二甲苯碳的同位素标记结果发现,降解程度“侧翼污染羽﹥下游污染羽﹥下游源区”,与电子受体表征降解量的排序相反;该场地微生物降解符合一般化学反应“勒沙特列原理”:污染物浓度越高,降解量越大,但降解程度相对减小。     

我国地下水污染调查建立全流程现代化调查取样分析技术体系

在实施全国首轮地下水污染调查评价过程中,通过综合攻关和集成创新,建立了调查、取样、测试与质量控制技术体系。研发了系列取样技术,攻克敏感性痕量组分采集技术难题,解决了送样周期问题;借助遥感技术与卫图解读土地利用与污染源分布信息,解析历史污染源分布;集成水土污染快速调查系统,实现现场快速查明污染现状、识别污染源;建立了数据库建设与质量保障技术体系;构建了有机分析测试与质量控制技术平台。提升了我国地下水污染调查技术水平,先后组织了千余人的技术培训,培养了一大批创新型地下水污染调查评价技术专业人才。     

地下水污染强度及渗透系数场的反演识别研究

在制定地下水污染修复方案时,污染源参数和渗透系数场是最重要的地下水数值模型参数,但前人研究多集中于单一类型参数的识别。文章中采用地下水污染物运移模型（MT3DMS）和数据同化方法（迭代局部更新集合平滑器,ILUES）构成地下水污染源识别的求解框架,并利用Karhunen-Loève展开技术实现渗透系数场的参数降维,最后通过同化水头与浓度数据实现地下水污染源强和渗透系数场的联合反演。结果表明：（1）ILUES算法能精确识别污染源参数和渗透系数场,并且具有很高的普适性;（2）精确表征渗透系数在空间上呈现出的非均质性,是预测污染物迁移路径、反演污染强度的关键;（3）ILUES算法参数影响着反演效果,综合考虑计算效率和计算精度等,可以得到算例的最佳样本集合大小（Ne=4 000）和ILUES算法最佳参数组合（局部临近样本集合占比α=0.4,相对权重b=4）。但在实际工程案例中,如果对精度的要求不是过高,经验组合（α=0.1,b=1）更值得推荐。研究结果对于区域地下水资源调查、评价和管理等工作具有较强的实践意义,并可为后期地下水污染预测及地下水监测井网优化提供技术支撑。     

中国南方岩溶地下水面源污染风险评价及防控对策

我国南方发育分布了约80万km2的碳酸盐岩地层、3 620个岩溶地下水系统,赋存了1 806×108 m3/a岩溶水资源,为南方69个城市约5 000万城市居民及8 000多万农村人口提供了供水水源。但是岩溶水受到了程度不同的污染,而农业面污染源对岩溶水所产生的污染已经远远超过非面源污染,威胁着岩溶地区供水安全。岩溶地下水污染风险评估研究意义重大。作者在全面系统地分析了南方岩溶水特点、污染类型及污染途径等的基础上,结合已有的实验研究结果总结了岩溶地下水污染的防护能力,提出了污染风险识别、污染概率估算、污染风险评价与防控的理论方法,并以贵阳为例,对岩溶地下水面源污染风险进行了评价,针对岩溶地下水面源污染特点提出了防控对策。     

用模糊综合评价法确定地下水污染状况

本文按污染源不同在对地下水水质分类的基础上.利用模糊综合评价方法.对该区地下水水质污染状况进行了评价,并论述各区地下水水质污染的主要原因。