土壤中污染物迁移转化规律的数值模拟研究

考虑到田间土壤的结构性以及运移其中的污染物的化学反应特征,建立了两区双点平衡/动力学吸附溶质运移模型。用拟交替显隐式有限差分格式对模型进行了离散,通过编制的相应程序,对一施药期的水田进行了模拟。研究了土壤中污染物的迁移转化规律,分析了不可动水和非平衡吸附相对浓度分布的影响。结果表明：不可动区水相和非平衡吸附相的浓度具有的滞后现象,在污染前期一定程度上起到了延缓污染作用,而在污染后期又在一定程度上加重了污染。二者的存在均对溶质的迁移转化具有重要的影响,进行数值模拟时应充分考虑二者的存在。模拟及分析结果为土壤环境质量评价提供了定量依据,同时对环境污染的治理与控制具有理论和现实意义。     

渗透系数的空间变异性对污染物运移的影响研究

随机水文地质学方法,较传统的确定性方法而言,是解决非均质含水层中水流和溶质运移问题的一种更为合理的手段。据以往研究,假设渗透系数场遵循对数正态分布,利用直接傅立叶变换方法来生成渗透系数随机场。应用基于随机理论的蒙特卡罗方法,来研究渗透系数的空间变异性对污染物运移结果的影响。实例研究表明,污染物在含水层中运移过程中污染羽的展布范围(二阶矩)随着渗透系数空间变异方差的增大而扩大,而污染羽在空间上的质心位置(一阶矩)基本不受方差的影响,仅取决于渗透系数随机场的均值大小。另外还分析了污染羽在各点的浓度变化方差和变异系数分别随渗透系数变异方差的变化状况。     

基于混合物理论的水力-化学-力学污染物输运模型研究

由于废弃物的堆积以及填埋场上覆盖层的重量,衬垫因此承受一定的压力,发生力学固结;由于黏土本身的结构特性,当污染物通过黏土垫层时可能会发生化学固结,而固结作用可直接对污染物的对流输运产生影响,也会引起土层体积和结构的变化,从而改变其固有的输运性质。从混合物理论出发,建立了水力-化学-力学作用下的溶质输运理论框架,统一地描述了水力-化学-力学作用下变形、水的吸附或解吸附、对流和扩散现象。将输运系数考虑为有效孔隙率的函数,由此反映固结对输运参数的影响。对所建立的数学模型进行无量纲化处理,并使用有限元软件COMSOL Multiphysics进行求解,最后进行了参数分析。研究结果表明,垫层土体中吸附水和自由水之间的化学势差异越大,层间吸附水的解吸附量越大;当土体的软硬性质不同时,当层间吸附水解吸附后,土体固结程度不同,从而对污染物输运过程的影响不同。而当垫层上覆荷载增大时,土体宏观孔隙的扩张的限制作用增强,从而对土体产生一种修复作用,抑制污染物在土体中的输运。     

Studying of quality parameters and organic contaminants in honey samples

Honey is valuable food for mankind since the ancient times. It was the only sweetener till the start of the industrial sugar mass production. As honey plays an important role in our nutrition and its positive effects on health is well known, it is very important to study the nutritional properties and the origin of different honey samples. The usually determined quality parameters of honey： pH values, water content, sugar content, acidity, HMF content, enzyme activity, pollen content, amino acid content, ash content, etc. It is also important to know the content of the organic contaminants in honey. A short time ago there were some quality problems with Hungarian and Greek honey in the European Union. A toxic material （para-dichlorobensene） was found in honey originated from Greece. The amount was higher than the allowable limit in the EU. Therefore, it is necessary to build up a good and applicable traceability system for honey. During the past few years the traceability concept has become increasingly familiar in many sectors of the food industry. Traceability is an essential tool for ensuring both production and product quality. The opportunity to connect traceability with the whole documentation and control system represents an effective means for boosting the consumer＇s perception of a food＇s safety and quality. In our work we have done, which quality parameters can be used for a good identification system.     

Numerical study of soil heterogeneity effects on contaminant transport in unsaturated soil (model development and validation)

The movement of chemicals through soil to groundwater is a major cause of degradation of water resources. In many cases, serious human and stock health implications are associated with this form of pollution. The study of the effects of different factors involved in transport phenomena can provide valuable information to find the best remediation approaches. Numerical models are increasingly being used for predicting or analyzing solute transport processes in soils and groundwater. This article presents the development of a stochastic finite element model for the simulation of contaminant transport through soils with the main focus being on the incorporation of the effects of soil heterogeneity in the model. The governing equations of contaminant transport are presented. The mathematical framework and the numerical implementation of the model are described. The comparison of the results obtained from the developed stochastic model with those obtained from a deterministic method and some experimental results shows that the stochastic model is capable of predicting the transport of solutes in unsaturated soil with higher accuracy than deterministic one. The importance of the consideration of the effects of soil heterogeneity on contaminant fate is highlighted through a sensitivity analysis regarding the variance of saturated hydraulic conductivity as an index of soil heterogeneity. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Aquifer heterogeneity: Hydrogeological and hydrochemical properties of the Botany Sands aquifer and their impact on contaminant transport

Detailed geological mapping and drilling has shown that the contact between the Cambrian volcano‐sedimentary sequence at Rosebery and the Mt Read Volcanics is formed by a major thrust fault dipping east at 40° and having a displacement of at least 1.5 km. The sedimentary sequence is part of the Dundas Group, a Middle to Late Cambrian forearc‐like sequence which unconformably overlaps the volcanics south of Rosebery. The Rosebery Thrust Fault marks the eastern boundary of a zone of folding, faulting and disruption which affects the Dundas Group and the tectonically interfingered and underlying basaltic greywacke‐mudstone sequence of the Crimson Creek Formation. At least some of this deformation occurred prior to deposition of the Ordovician Limestone, as evidenced by marked angular discordances. The complex area can be interpreted as a Cambrian accretionary prism‐forearc‐arc sequence developed above an east‐dipping subduction zone.

The Henty Fault System, which cuts obliquely through the Mt Read belt and encloses a misfit wedge of sediments, pillow lavas, gabbros and ultramafic rocks, is interpreted as a remnant of an inter‐arc basin. The fault system separates a dacitic‐andesitic arc segment to the northwest from a more rhyolitic segment to the southeast. The latter is overlain by a younger arc sequence, the Tyndall Group, which may have been the source for the Dundas Group volcanic detritus.     

实际野外条件下的污染场地土壤和地下水污染限值计算(英文)

加拿大联邦及Alberta省级环境导则为石油烃污染场地提供了多级环境标准及评价方法。其中二级环境标准评价,准许根据污染场地的实际条件计算土壤和地下水污染限值。环境导则限定了计算污染限值的模型和方法。这些模型大都是基于十分简化的野外条件的解析解模型,并根据导则规定的方法使用,以简化应用与审批程序。这些模型的用途和方法与一般通用地下水和土壤污染物运移模型有所不同,在实际运用时这些差别常常被忽略。同时,在复杂野外条件下运用这些模型时,经常遇到确定模型输入参数的困难。介绍了加拿大环境导则中计算污染场地土壤和地下水污染限值以保护地表水环境的模型方法,强调这些模型方法只适用于计算污染限值的特殊目的,不适用于预测污染物运移或套用一般模型拟和调参方法。结合具体计算实例,探索运用Monte Carlo方法评价与表示模型输入参数带来的不确定性。这种方法用参数变化区间(或概率分布)来表示输入参数的变化或不确定性,以求得具有统计意义的保险污染限值。这种方法简单易行,却将二级环境标准评价方法推广到较为复杂(更真实)的野外条件。     

建议纳入地下水调查指标体系的有机污染物——基于迁移性和致病风险的分析

在地下水有机污染调查中,如何准确地选择测试项目,对于正确认识和评价地下水的污染状况是十分必要的.本文通过参照不同标准或规范中所选择的有机指标,依据它们的迁移性和致病风险,从258种有机物中遴选出了29种地下水污染调查评价规范(2006)中尚未包括的有机物(主要是除草剂和杀虫剂).建议在进行地下水有机污染调查时,依据当地的污染源情况,增加相应的监测指标,特别是要加强对致病风险高和迁移性较高有机物的重视.     

黄土高原土壤有机碳固存机制研究进展

黄土高原土层深厚, 蕴藏着大量的土壤有机碳, 由于植被自然生长和生态建设等因素, 黄土高原生态系统发挥了、并在未来持续发挥重要的碳汇作用。在"双碳目标"的重大国家战略背景下, 黄土高原土壤碳汇效应将迎来重大的转机和严峻的挑战。鉴于此, 首先回顾了黄土高原植被恢复进程和土壤的固碳效应, 聚焦植被恢复过程中土壤有机碳固存这一核心过程, 基于土壤物理、化学和生物学的固碳机制和原理, 并结合土壤"微生物碳泵"核心调控理论, 论述了黄土高原植被恢复过程中土壤有机碳的固定过程, 同时概括和总结了土壤有机碳固定的驱动因素; 最后, 对黄土高原土壤碳固存所存在的问题和挑战进行了展望, 为黄土高原乃至我国陆地生态系统土壤碳汇功能、生态效益提升具有重大意义。     

根系分泌的有机酸及其对喀斯特植物、土壤碳汇的影响

根系分泌的有机酸是土壤有机酸的重要动态来源,来源于光合作用固定的碳,是土壤碳流动的最活跃形式。根系分泌的有机酸是一种具有调节作用的植物和土壤碳汇。一方面,在喀斯特土壤环境中,植物根系分泌有机酸的含量增加,影响碳汇的产生和流动,直接调节植物与土壤的固碳增汇能力;另一方面,根系分泌的有机酸通过影响土壤中一系列的动态化学和生物学过程,对土壤养分有效性和养分循环以及微生物的活性产生深刻影响,直接影响土壤的固碳增汇能力,从而间接影响植物的固碳增汇能力。因此,根系分泌的有机酸在喀斯特生态系统的固碳增汇中起着重要作用。      

土壤中可挥发性污染物清除的离心试验研究

土工离心模拟试验技术是研究环境岩土工程问题的有效手段。本文研究了非水相流体污染物在非饱和土中的迁移以及随后的抽气清除过程。 当离心机运行到要求的加速度时,汽油污染物从地下油罐中释放并在非饱和土中迁移一年,之后采用土壤通气法对污染土壤进行修复。对土壤取样分析,得到污染物在土体中的迁移规律和分布特征。试验结果表明,土壤通气法可以清除非饱和土体中的挥发性有机污染物,是一种有效的原位土壤修复技术。     

污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移的耦合分析

基于一维固结方程和对流-弥散方程,提出了一种用于污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移耦合问题的求解方法,其中,自重固结方程由解析解直接求解,污染物迁移方程由显示差分法求解。在自重固结方面,新方法可考虑线性的压缩关系和渗透关系;在污染物迁移方面,新方法能够考虑对流、扩散、机械弥散、线性和非线性吸附以及孔隙率相依的有效扩散系数。新方法与CST1数值模型进行了对比,验证了新方法的正确性。基于所提出的解,分析了固结效应、压缩系数、渗透系数和污染物初始分布形式对污染物在淤泥中迁移过程的影响。计算结果表明:固结效应、压缩性、渗透性和污染物的初始分布形式对污染物的迁移过程有着显著的影响;固结效应能显著地加速污染物的流出;土体的压缩系数越大其污染物累计流出质量越大;土体的渗透系数越大其污染物累计流出质量越大;污染物的初始分布形式对污染物的流出速率影响较大。     

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

我国北方型裂隙岩溶水流及污染物运移数值模拟研究进展

简要回顾了近几十年来我国北方型裂隙岩溶水流及污染物运移数值模拟方面的研究成果,评述了裂隙岩溶水资源评价和污染物运移模拟的计算方法和模拟技术,其中对一些与数值模拟相关的重要问题、近年来研究的热点问题,如模型参数识别及其尺度效应问题、数值弥散和数值振荡问题、Non-Darcy流和Non-Fickian运移问题以及随机方法研究等进行了重点评述,对已有的解决办法进行了比较和对照,并探讨了今后的研究趋势.     

岩溶山区土地利用方式对土壤活性有机碳及其分布的影响

对重庆中梁山不同土地利用方式下的0～50cm土壤活性有机碳含量和分布进行研究。结果表明:不同利用方式土壤有机碳(SOC)含量大小顺序为:竹林＞菜地＞草地＞林地＞园地＞弃耕地,且均表现为0～20cm层大于20～50cm层;土壤溶解性有机碳(DOC)含量平均值大小顺序为:林地＞竹林＞弃耕地＞草地＞园地＞菜地,土壤溶解性有机碳占土壤有机碳的比例随土层深度增加而增加;土壤易氧化有机碳(EOC)含量及其剖面分布与土壤有机碳含量变化相一致,相关分析表明,两者的相关性达到极显著水平(R=0.852,P＜0.0001),对土壤有机碳变化反应敏感。      

欧美地下水有机污染调查评价进展

1999年中国地质调查局启动了第一个地下水有机污染调查项目,当时检测指标只有20个(包括11个挥发性有机污染物、8种有机氯农药和1种多环芳烃)。“十一五”的地下水有机污染调查必测项目包含了38项(挥发性指标28项、有机氯农药9项和1种多环芳烃),取得了地下水有机污染的基本资料。但从对国外文献的调研来看,地下水中有机污染的种类远远超过38种。为了更全面地掌握中国地下水的质量,有必要对不同地区或不同类型的地下水中典型的有机污染物的种类进行研究,为后续地下水有机污染调查的增项做准备。通过检索美国环保局(USEPA)、美国地质调查局(USGS)和欧盟(EU)近年来的地下水质量年度报告和相关文献,调研了地下水中典型有机污染物的类型,选出最常检出的有机污染物,形成最常检出的有机污染物的检出率排序表,列出了检出率高的前50个污染物的名单。     

欧美地下水有机污染调查评价进展

1999年中国地质调查局启动了第一个地下水有机污染调查项目,当时检测指标只有20个(包括11个挥发性有机污染物、8种有机氯农药和1种多环芳烃)。"十一五"的地下水有机污染调查必测项目包含了38项(挥发性指标28项、有机氯农药9项和1种多环芳烃),取得了地下水有机污染的基本资料。但从对国外文献的调研来看,地下水中有机污染的种类远远超过38种。为了更全面地掌握中国地下水的质量,有必要对不同地区或不同类型的地下水中典型的有机污染物的种类进行研究,为后续地下水有机污染调查的增项做准备。通过检索美国环保局(USEPA)、美国地质调查局(USGS)和欧盟(EU)近年来的地下水质量年度报告和相关文献,调研了地下水中典型有机污染物的类型,选出最常检出的有机污染物,形成最常检出的有机污染物的检出率排序表,列出了检出率高的前50个污染物的名单。     

Influence of dissimilatory metal reduction on fate of organic and metal contaminants in the subsurface

Geobacter become dominant members of the microbial community when Fe(III)-reducing conditions develop as the result of organic contamination, or when Fe(III) reduction is artificially stimulated. These results suggest that further understanding of the ecophysiology of Geobacter species would aid in better prediction of the natural attenuation of organic contaminants under anaerobic conditions and in the design of strategies for the bioremediation of subsurface metal contamination. Received, May 1999/Revised, October 1999/Accepted, October 1999     

1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算

土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力和固碳能力的重要指标。因此,研究土壤有机碳的变化,对准确评价区域土壤固碳潜力,实现土壤资源的可持续利用具有重要的意义。利用黑龙江省第二次土壤普查数据和2019年实测土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析了1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层(0~20 cm)土壤有机碳密度(SOCD)的时空变化特征,运用土壤类型法估算了土壤有机碳储量,运用平衡法估算了土壤固碳潜力。结果表明:30多年来表层SOCD平均减少1.06 kg/m²,SOCD减少的地区主要分布在黑龙江省松嫩平原中部和东南部地区;表层SOC储量减少约143.99 Tg,SOC储量减少较多的土壤类型是草甸土、黑钙土和黑土,三者减少量占总SOC储量减少量的84.55%;当前黑龙江省松嫩平原表层土壤固碳潜力为-2.08 Tg,其中暗棕壤、白浆土、黑土为正潜力,其余土壤类型为负潜力。建议通过增施有机化肥、秸秆还田、推广免耕少耕等方法措施,以提高松嫩平原土壤固碳潜力。     

区域性地下水有机污染调查与评价方法

借鉴国外区域地下水污染调查经验,针对中国的实际情况,提出了中国区域地下水有机污染调查与评价方法。内容包括有机调查指标选取,采样井选择和清洗、样品采集、保存与送检,实验分析方法和目标检出限,样品野外采集质量控制和实验分析质量控制,有机污染物检出评价、超标评价和相关分析方法。