河口沉积物孔隙水营养盐分布特征及扩散通量

通过2010年夏季在李村河口潮滩区3个站位的采样分析,研究了孔隙水营养盐的分布特征,并利用Fick第一定律估算了沉积物-水界面间营养盐的扩散通量。结果表明,孔隙水营养盐在不同站位间质量浓度不同,呈现出自河口上游向下游逐渐降低的分布趋势。NH₄⁺-N质量浓度为26.21~53.10 mg/L,是孔隙水中营养盐的主要组分。沉积物中有机物的降解反应主要在还原状态下进行,营养盐质量浓度在垂向上的变化受有机质含量及沉积物氧化还原环境改变的综合影响。除NO₃^--N外其他营养盐均由沉积物向上覆水体扩散,沉积物是底层水体营养盐的重要来源。     

咸淡水驱替过程中含水介质渗透性变化的试验研究

在野外水文地质调查的基础上,采集青岛市大沽河下游咸水入侵区砂样,首先对含水介质的粒度和矿物组成进行了分析,然后通过室内砂槽模拟试验,对咸淡水驱替过程中含水介质的渗透性变化规律进行了研究。结果表明,当咸淡水相互驱替时,含水介质的渗透性会发生显著变化,这种变化主要是由于驱替液盐浓度的变化,使得伊利石、高岭石和绿泥石等非膨胀性粘土矿物经释放、迁移、絮凝和沉积,从而重新分布所引起的。含水介质渗透性的变化具有明显的非均质性,即位于距入水处不同水平距离以及不同高度处的含水介质,其渗透性变化规律有所不同。     

水和土壤环境非水溶相污染物的表面活性剂增效修复机制

分析了表面活性剂和非水溶相有机污染物在水和土壤环境中的相互作用,以及表面活性的特性,解释了表面活性剂增效修复水和土壤环境中非水溶相污染物的机制。表面活性剂溶液通过增溶作用和增流作用,驱除地下水含水层中的非水相液体以及吸附于土壤颗粒物上的污染物,提高地下水和土壤中憎水性有机污染物的现场修复速率。增效修复效果依赖于临界胶束浓度(CMC)、污染物和表面活性剂的吸附特性、污染物的溶解性和土壤类型等。表面活性剂能增加化合物的溶解度,降低与水的界面张力,并形成乳液。     

含油多孔介质二维弥散特性初步研究

为了研究含油多孔介质的二维水动力弥散特性,控制砂土中柴油和机油含油率为0、1%、2%,作为供试的含油多孔介质,采用自己设计的二维水动力弥散试验装置测定示踪剂(氯化钙)的穿透曲线,并定量确定了含油砂土的有效孔隙度、纵向弥散度、横向弥散度以及砂土中孔隙水的流速。试验结果表明,有效孔隙度随石油含量的增加而减小,而且含柴油砂土的有效孔隙度减小比含机油砂土更加显著;在纵向上,示踪剂浓度峰值的到达时间和峰值浓度的大小主要取决于孔隙水流速的大小,孔隙水流速越大,示踪剂达到浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大;含机油砂土的纵向弥散度小于清洁砂土,而含柴油砂土的纵向弥散度大于清洁砂土;不同含油率砂土的纵向弥散度变化范围为0.133～0.370cm,横向弥散度变化范围为9.83×10-3～4.64×10-2 cm,纵向弥散度均大于其横向弥散度。     

废弃海底管道拆除安全性指标体系构建与模糊评价

本文以中国埕岛油田某退役油区海底输油管道拆除工程为例,建立了海底管道拆除安全分级体系和模糊评价模型。通过现场调查和专家咨询,将管道拆除过程划分为4个阶段和11个工作步骤,并将各个步骤的安全性影响因素归纳为4个一级指标和15个二级指标。在此基础上,采用层次分析法计算各级评价指标的模糊评价权重,并依据加权平均原则分别对各级评价指标进行模糊综合评价。结果表明,在各一级指标的评价等级中,海底管道拆除的技术方案与设备选择和管道状况对拆除安全产生的影响最大,具有较高的危险隐患。该工程整体安全性级数为临界安全。     

再悬浮条件下沉积物内源磷迁移-转化机制研究进展

对沉积物再悬浮的驱动力及其耦合效应、再悬浮-内源磷迁移转化机制及主要影响因素进行了阐述,探讨了该领域未来可能的研究方向。相关研究发现,沉积物再悬浮的各种驱动力既可以单独作用也可相互耦合,其耦合效应具有显著的时空变异性;再悬浮使还原态沉积物暴露于有氧环境,沉积物中铁、锰的氧化以及沉积物颗粒的吸附促进了内源水溶态无机磷(SRP)的去除,而进入水体的内源有机磷则通过生物矿化和光化学分解转化为SRP;沉积物物化特征、水动力、水生生物以及水体理化性质等因素控制着再悬浮过程中内源磷的迁移和转化。指出再悬浮条件下沉积物内源磷迁移转化的多过程耦合效应、沉积物中磷形态的转化及其生物有效性、内源有机磷矿化与光化学分解机制及其调控因素将是本领域需要进一步研究的重点。     

应用电阻率法确定浅水砂质沉积物中的扩散系数

根据无限稀释溶液中物质的分子扩散系数,估算沉积物中污染物的扩散系数时,需确定地层因数与孔隙度的关系.本研究将Miller Soil Box应用于测定青岛近岸不同粒径砂质沉积物与孔隙水的电阻率,以确定沉积物的地层因数,并结合沉积物的孔隙度,通过曲线拟合建立地层因数与孔隙度的关系式.研究结果表明,运用Ullman和Aller给出的经验m值(当φ≤0.7时,m取2)计算近岸砂质沉积物中污染物的分子扩散系数,将会引起40%~50%的误差;近岸砂质沉积物地层因数与孔隙度的关系可以采用Archie公式表示,即F=φ-m,m=1.52;经验证分析,可取m=1.52代入Ds=D0.φm-1公式,计算浅水砂质沉积物中污染物的分子扩散系数.     

地下水系统环境地球化学反应模型研究

20世纪 70年代后期 ,国外一些学者开始从事地下水系统的地球化学反应模型研究 (Ｂｕｓｂｙ等 ,1991;Ｐｌｕｍｍｅｒ等 ,1983 ,1995 )。通常是根据地下水流方向上水化学组分的变化 ,建立水岩之间的物质守恒方程组 ,进而求得水岩之间的物流量。但是 ,含水介质是由多种矿物组成的复杂体系 ,能列出的物质守恒方程往往比较有限 ,所以通常是把含水介质中所含的矿物分为若干个组 ,并使每组矿物种数等于所能列出的物质守恒方程个数 ,以便通过求解线性方程组的方法来确定若干组的物流量 ,然后用地球化学资料确定最合理的物流量。这种模拟方法有以下几…     

沈抚灌区石油污染土壤恢复方案的数值模拟

在沈抚灌区野外调查和室内外试验的基础上, 建立水分-反应性石油污染物运移的耦合数学模型, 采用数值方法模拟可溶性油(有效油) 的分布规律, 并定量分析了石油污染土壤不同恢复方案的可行性.研究结果表明, 土壤中的化学作用使可溶性油运移速度远远小于土壤水的入渗速度, 所以可溶性油主要分布在土壤耕作层之内, 难以通过灌溉污水的入渗直接污染地下水; 另外, 清污混合灌溉和改变作物结构的控制方案虽然可以大大降低土壤中可溶性油的含量, 但石油污染土壤的彻底恢复还必须依靠地表水或地下水的合理灌溉      

石油污染多孔介质湿润性变异特征

一定程度的石油污染可使多孔介质的湿润性发生变异,导致介质持水能力降低、地下水石油污染、粮食产量品质下降等.采用滴水穿透时间法与酒精溶液入渗法,测定了亚粘土和粗砂在不同柴油、机油含量下的斥水水平,确定了亚粘土、粗砂由亲水表面变为疏水表面的临界含油量.结果表明,亚粘土、粗砂湿润性变异的临界机油含量分别约为7%、0.5%,粗砂湿润性变异的临界柴油含量约为14%,而柴油污染对亚粘土湿润性的影响不显著.另外,当石油污染多孔介质的含水量达到某一临界值时,湿润性将再次发生反转,由疏水表面变回亲水表面.测得机油、柴油污染粗砂的临界含水量约在0.2%~1%之间,机油污染亚粘土的临界含水量在数值上与其含油量近似相等.