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。     

包气带中原油的迁移和降解研究

在石油的开采和集输过程中,常常有大量的原油抛洒和泄漏,这对土壤和植物地造成严重污染,本文通过大量野外和室内的原油渗透试验,含油地层的淋滤试验和石油的生物降解试验,来研究石油污染物在包气带中迁移,转化和降解规律,从而地下水石油污染的潜在性作出科学的评价。     

地下水含水介质的弥散度测定

以水动力弥散理论为基础,根据改进的水动力弥散装置,以氯化钠作为示踪剂,用电导仪间接地测定溶质的突破曲线,最后用解析法确定地下水多孔介质中溶质迁移的弥散度。     

咸淡水过渡带化学过程的试验研究

通过不同比例的咸淡水混合作用及水岩作用的室内模拟实验,对咸淡水过渡带的水文地球化学作用进行了研究。在咸淡水混合作用的过程中,海水与淡水的混合是以机械混合为基础的复杂的化学过程,混合液的总碱度和pH值均显著上升,而电导率明显下降,方解石和石膏的饱和指数均明显增大,而Pco2降低。在水岩作用的过程中,混合液的pH值、总碱度和电导率均显著上升,石膏的饱和指数由～1．06～-0．71升高至-0．86～-0．50,石膏发生溶解;方解石的饱和指数由0．69～1．07降至0.00-0．10,方解石发生沉淀．最后接近平衡状态。     

不同施肥处理对农田土壤有机氮组分及其矿化的影响

有机氮作为土壤中氮的主要存在形式,其各组分对氮矿化贡献程度不同,因此了解有机氮组分及其对氮矿化贡献成为土壤供氮研究的重点。本文通过室内恒温培养法,采用Bremner法测定不同时间土壤中无机氮和有机氮各组分变化,研究不同施肥处理对典型农田土壤有机氮组分及其氮矿化贡献的影响。研究发现,施加尿素促进土壤有机氮矿化,并随着添加量增加矿化作用越强。施加有机粪肥并未显著改变土壤氮的矿化。施加秸秆改变土壤氮素转化的方向,使得固定作用大于矿化作用,土壤出现氮的净固定,并随着添加量增加固定作用越强。通过对有机氮各组分与矿化累积量相关关系分析发现,尿素处理中酸解氨态氮是矿化作用的主要贡献组分,而秸秆处理中酸解未知态氮成为氮矿化的主体。造成有机氮组分对氮矿化贡献的差异主要原因是施肥种类和肥料与土壤的相互作用。综上所述,在实际农业施肥过程中,采用化学肥料与外源有机肥料配施可以有效地提高土壤肥力和改善作物产量。     

基于改进模糊综合-指数平滑法的地下水水质评价和预测

地下水水质评价是进行地下水资源开发、管理的基础,地下水水质预测是对未来的地下水水质变化趋势进行预报,可为地下水污染防治提供科学的依据。在模糊综合评价中,分别采用聚类权法、加权平均算子和级别特征值法,对传统方法的权重确定、算子选择和结果向量分析等关键环节进行改进;在指数平滑预测中,根据拟合结果确定指数平滑的类型,采用试算法选取权系数,并应用于大沽河地下水源地水质评价和预测。评价结果表明,改进的模糊综合评价可解决传统方法的不适性问题,可根据级别特征值比较评价等级相等的水质,更具实用性和合理性;预测结果表明,李戈庄采区和仁兆-朴木采区未来十年水质将持续恶化,且通过卡方检验分析2016-2017年预测的误差,验证了预测方法的有效性。     

环境因素影响下海湾蓄淡水库底泥盐分释放试验研究

在现场调查的基础上,利用沐官岛海湾水库库区典型底质(砂质粉砂)的原状/扰动土样和地表水(海水和淡水),采用土柱和水槽试验测定了3.5m/s风速或上覆水盐分浓度、pH和温度作用下底泥盐分向上覆水体释放的时-空变化规律,并定量计算出底泥盐分的释放通量。试验结果发现,底泥的盐分释放不同程度地受到环境因素的影响。(1)风的作用能促进底泥盐分释放。在风的作用下,上覆水中盐分浓度的分布存在明显的规律性:表层水体(水土界面之上4cm水位至水体表面)盐分浓度均匀分布,底层水体(水土界面至4cm水位水体)盐分浓度非均匀分布,且在3cm水位处盐分浓度最小。(2)上覆水中盐分的浓度抑制底泥盐分的释放。(3)pH值≤7时,底泥盐分释放几乎不受影响;pH值7时,底泥盐分释放略有增加;(4)一定温度作用下盐分浓度在水体中非线性分布,在水-土界面至7.5cm水位处为高盐分浓度区,7.5cm水位至水体水面盐分浓度含量较低。温度的升高促进底泥盐分释放。     

影响咸淡水界面水敏性的几个因素

文章通过砂柱的水击试验,对水流速度、盐浓度、pH值对咸淡水界面水敏性的影响进行了研究。试验结果表明,咸淡水界面上存在临界盐浓度值和临界流速值,当入流溶液浓度达到临界盐浓度和流速达到临界流速时,都会产生颗粒释放现象,导致砂柱的渗透率下降,水敏性发生。在相同的盐浓度和进水流速条件下,进水的pH值越低,颗粒释放的速度越慢,释放总量越少;进水的pH值越高,颗粒释放的速度越快,释放总量越多。     

黄河三角洲粉土液化的试验研究

在野外自然地理和地质调查的基础上，以黄河地区可液化场地粉土为研究对象，利用室内动三轴和振动柱试验进行测定，分析了动荷载作用下粉土的动应力应变关系并模拟了地震荷载作用下粉土的孔压响应及抗液化强度，得出了液化破坏标准，提出了原状粉土的振动孔压上升模型。对试验结果进行分析发现，随着粘粒含量的增加，粉砂、粉土、粉质粘土、粘土达到相同剪应变所需的动剪应力也依次增加；粉土孔压比0．68、粉砂土孔压比0．87作为液化破坏开始的标志；粉土发生液化所需的循环应力比大于砂土。这些研究为以后建立适合本地区的饱和地基土地震破坏判别方法提供了参数和依据。