基于GMS应用的化工区地下水污染模拟与分析

 GMS是目前地下水数值计算的重要应用软件之一,运用GMS可以模拟地下水流分布和地下水污染物的迁移规律等。以化工厂区为例,经过地质模型概化、参数确定、调参等过程,预测污染物的浓度及污染范围。研究了该厂区渗滤液的扩散对下游抽水井的影响,建立了该厂区地下水流模型及溶质运移模型。结果表明,该区域地下水流向为自北向南,沿水流方向水位逐渐下降,水降幅度较为缓和,在下游抽水井附近形成地下水降落漏斗;污染物的浓度在持续增加,局部污染物浓度高达4.1mg/L,污染的范围也逐渐扩大,污染面积约为8.23×10⁵ m²,污染物向下游扩散长度约1084.64 m,在垂向上,厂区位置污染物已经扩散到第二层深水含水层。若不加以控制抽水量,会加剧污染物的扩散速度。     

滏阳河东武仕水库至苏里桥段水质模型研究

近些年来,随着经济发展及工业化进程的加快,滏阳河水环境污染问题日趋严重。通过以氨氮、挥发酚主要污染物为例,根据河流水动力学特性及污染物输运特性,建立了滏阳河东武仕水库至苏里桥段的一维河流水质模型;并运用有限差分法对其求解。结果表明,运用该水质模型对包含马电闸上游桥、张庄桥、联纺桥、苏里桥四个断面在内的模拟河段的氨氮、挥发酚浓度进行模拟,得出的模拟值和实测值的相对误差较小。由此说明,滏阳河东武仕水库至苏里桥段的一维河流水质模型可较好地反映该模拟河段的水质变化状况,对滏阳河水污染的科学治理和水环境的保护与修复具有一定的指导意义。     

基于机器学习的地下水水质预测研究

基于实测的地下水水质数据（pH、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、Fe、Mn 7种）和气象数据（平均气温、最低气温、最高气温、平均最低气温、平均最高气温、20:00—20:00降水量、日降水量≥0.1 mm的时间、最大日降水量8种）,分别使用BP神经网络、随机森林（RF）和支持向量机（SVM）构建了地下水水质参数的机器学习预测模型．对于每一种水质参数,分别使用不同的机器学习算法基于不同滞后期的数据进行模拟,将结果与实测水质进行对比,选择精度最高的机器学习模型及其对应的滞后期作为该水质参数的最优模型和最佳滞后期．结果表明,不同机器学习方法和滞后期的选择对预测精度影响很大,BP神经网络对pH（R2=0.225,RMSE为2.411）、总硬度（R2=0.503,RMSE为47.973 mg·L?1）、氯化物（R2=0.994,RMSE为0.544 mg·L?1）和Fe（R2=0.302,RMSE为7.772 mg·L?1）的预测精度最高,RF对硫酸盐（R2=0.908,RMSE为3.788 mg·L?1）和Mn（R2=0.522,RMSE为0.429 mg·L?1）的预测精度最高,BP神经网络、RF和SVM对溶解性总固体的预测性能均较好（R2=0.994~0.996,RMSE为674.660~950.470 mg·L?1）．此外,硫酸盐和Mn预测模型对应的最佳滞后期为0个月,溶解性总固体和氯化物预测模型对应的最佳滞后期为1个月,pH、总硬度和Fe预测模型对应的最佳滞后期为2个月．      

磷酸三丁酯络合萃取苯酚稀水溶液

以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,苯酚稀水溶液为萃取对象,进行萃取特性、机理以及错流萃取实验的研究.考察了TBP浓度、盐种类和盐浓度以及温度对分配系数的影响,通过实验和对载苯酚络合物有机相的红外光谱分析,确定了其络合物的结构.研究表明:在煤油中TBP的浓度和水相中盐浓度的增加均使分配系数增大,且Na2SO4比NaC l的影响更大;萃取温度升高使分配系数减小,萃取过程的焓变值△H=-10.329 3 kJ/mol.萃取络合物的形式为C6H5OH.(TBP).三级错流萃取苯酚水溶液(初始质量浓度500 mg/L)达到国家规定的排放标准(<0.5 mg/L).     

洛阳市某垃圾场渗滤液对地下水的污染预测

垃圾填埋场的主要危害在于垃圾淋滤液对地下水的污染。本文以洛阳市某垃圾场为例,运用MODFLOW和MT3D软件模拟分析在未来垃圾渗滤液对地下水的污染程度。结果证明,虽然该垃圾场做过卫生防护,但仍然会对地下水造成一定的污染,污染范围随着时间的推移而逐渐增大,因此必须采取必要的防护措施。     

赤峰西部沙漠区高铁地下水的形成及其主要特征

赤峰沙漠区是一个农牧业基地,其地下水量较丰富,井涌水量一般100—500t/d。主要受大气降水入渗补给,并以地下潜流形式排入西拉木伦河和达来诺尔。水化学类型复杂,且含铁量普遍超标,一般1-5mg/L,最高达60mg/L。水中铁量与pH 值基本上呈非线性负相关关系,与总硬度、耗氧量、矿化度呈线性相关关系。基岩和第四系中含铁矿物是水中铁的主要来源。     

数值模拟在评价含油污水对地下水污染中的应用

建立了耦合入渗带与潜水层的地下水渗流和石油污染物迁移的数学模型,给出了模型的数值解。针对可变潜水面边界给出了节点变性和迭代求解方法。在认识大庆宋芳屯油田基本条件的基础上,运用实际地质、水文地质条件和上述模型,对宋一联合站含油污水外排环境的污染范围、程度和自净作用进行了模拟分析。含油污水外排不仅造成土壤的严重污染,而且由于土壤自净能力的降低,最终将使污水以原生浓度进入含水层。由于含水层处于饱水状态,生物降解能力和对污染物的吸附能力不如表层土壤,因此,污染物将在很长的时间内存在于含水层之中。本研究对含油污水外排所造成的土壤和地下水污染提供了定量评价方法。     

帷幕工程对重金属污染扩散阻滞作用数值模拟

 地下水渗流是重金属扩散的主要作用之一。基于地下水渗流规律的对流、弥散、源汇作用,在不考虑生物降解和化学反应的情况下,以帷幕工程为对象,分析其对重金属污染物的阻滞效应。应用GMS 软件建立了污染物运移过程的一维对流-弥散仿真模型和抽压水井扰动下的地下水修复模型。研究结果表明,帷幕工程对重金属污染物的扩散和运移起到了明显的阻碍作用,降低了污染物扩散半径。在污染源持续补给的状态下,365 d 的扩散距离从900 m 缩短为465 m;帷幕工程外部观测点的污染物质量浓度从2.8 mg/L 减少到1.42 mg/L,降低了50%;在抽压水井的扰动下,帷幕工程内部凝固态污染物和溶解态污染物被吸附和被稀释的反应速度得到了提升。     

微生物燃料电池处理苯酚废水

文章采用能作为电子供体的特征污染物苯酚化合物为阳极室的底物,厌氧微生物为阳极催化剂,钛基-二氧化铅电极为阴极来构建微生物燃料电池,利用阳极室处理苯酚废水,同时输出能量,探求利用微生物燃料电池处理苯酚废水的新模式,且为有毒有害物质的去除提供新方法;同时研究不同温度及苯酚质量浓度对微生物燃料电池处理苯酚废水的性能影响。研究表明,微生物燃料电池能够处理苯酚废水,在苯酚质量浓度为0.15 g/L,温度为35℃的实验条件下去除效率为99.63%。     

酸改性膨润土处理苯酚废水的工艺研究

以辽宁膨润土和硫酸为主要原料制备了改性膨润土,并研究了改性膨润土吸附苯酚废水的工艺条件。结果表明：使用改性膨润土0.3 g处理浓度为20 mg/L的苯酚废水,固液比为6 g/L,常温吸附1.5 h,苯酚浓度去除率达到65%~70%;改性膨润土对高浓度苯酚的浓度去除率较低浓度的更好,浓度去除率达到75%。     

随机模拟方法在地下水中COD迁移模拟研究中的应用

本文对地下水中COD运移规律进行模拟研究,考虑到弥散度取值存在不确定性,建立三维对流—弥散模型,将弥散度作为确定性参数和随机函数分别进行模拟。通过模型计算,揭示了研究区COD的空间分布规律以及弥散度取值的随机性对COD在地下水中迁移转化的影响。结果表明,COD运移受地下水流场的影响,其在地下水中的运移主要集中在研究区第一层的砂性土中,考虑随机性时COD在地下水中的运移扩散加快,浓度峰值增大,且在运移过程中横向偏离污染中心的距离更大,污染羽的形状发生变化,浓度等值线也变得略不规则。根据COD浓度及运移范围,对研究区划定出不同等级的水资源污染风险区,为水资源保护及污染防治提供科学技术依据。     

重金属砷在饱和土壤中迁移过程模拟

重金属污染预测和评估是土壤与地下水修复的重点与难点,土壤中重金属迁移过程模拟能够为污染防治和水资源保护提供科学指导。本文基于有限元方法,建立了三维地下水重金属溶质运移模型,考察南京某化工场地重金属As(V)的迁移运动规律。数值模拟通过改变渗透系数、弥散度、分配系数、孔隙率,对比分析不同参数条件下,重金属As(V)溶质在土壤中的迁移规律。引入敏感性指数作为量化指标,比较各参数对重金属砷迁移的影响。数值分析结果表明：污染晕中心砷质量浓度随污染物持续通入逐渐增加到7.12 mg/L,污染范围不断扩大,纵向迁移距离远大于横向;七年后污染物不再注入,污染范围在水流的作用下整体往下游迁移,污染晕中心浓度不断下降,第40年污染晕中心往下游迁移6.5 m,浓度已下降为0.33 mg/L。连续注入污染物10年情况下,增加渗透系数与弥散度都会导致污染晕中心As(V)浓度下降,纵向迁移距离增加;分配系数增加则出现污染晕中心浓度与纵向迁移距离都减少的情况;由于土壤对重金属As(V)的吸附较强,在参数±50%的变化中,分配系数对重金属的迁移距离影响较大,与渗透系数、弥散度的影响程度相当,敏感性指数分别为18.0%、18.0%与16.3%;孔隙率敏感性指数为0.006%,在本文模型下对重金属As(V)迁移的影响几乎可忽略。     

液膜法处理高浓含酚废水的研究

本文研究了液膜法处理高浓含酚废水的工艺条件,考查了不同因素对除酚的影响．实验结果表明：对含酚１００００～４７０００ｍｇ／Ｌ的工业废水,经２～３级液膜处理,出口水中酚浓度即可降至０．５ｍｇ／Ｌ以下,除酚率大于９９．９９％,内相富集酚达２７０ｇ／Ｌ以上,可回收酚．     

防城港二期围海工程后的潮流变化及溢流悬沙输移

用浅滩潮流模型预测防城港二期围海工程对港湾潮流的影响，用泥沙模型模拟溢流悬浮沙的输移范围，结果表明，二期工程后防城港潮流变化不大，溢流悬沙浓度大于１０ｍｇ／Ｌ的最大范围为２０００ｍ。     

磷酸盐在大连湾时空分布的数值模拟研究

大连湾由于接受附近大量的工业和生活废水造成海域严重污染．影响大连湾水质的主要污染物之一为总磷．为此应用数值模型对磷酸盐的时空分布进行了模拟研究．验证的模型结果较好地再现了磷酸盐的时空变化．模拟结果显示,在空间分布上,磷酸盐集中在排污口附近区域,最大值出现在15^#监测点上;随季节变化,在夏季磷酸盐浓度最低为0．011mg／L,4月份达到高峰值0．22mg／L．陆源废水排放位置是影响磷酸盐浓度空间分布的主要因素．由模型计算结果得出的磷酸盐时空变化规律有助于大连湾海岸区域水质污染防治．     

驯化过程对小球藻和螺旋藻生长及酚降解能力的影响

以蛋白核小球藻（Chorella pyreniodosa)极大螺旋藻（Spriulina maxima)为材料,经300mg/L酚驯化的小球藻和螺旋藻降解酚的能力都有了提高,小球藻的酚最大致死浓度由500mg/L上升到700mg/L,酚降解速度提高到驯化前的3．22倍,螺旋藻耐酚能力未见明显改变,最大酚致死浓度仍为500mg/L,但在400mg/L接近致死酚浓度条件下,驯化过的藻体长势较未驯化的藻体要好,驯化后的螺旋藻酚降解速度提高到驯化前的1．24倍。     

氯过氧化物酶与苯酚降解菌株的协同降解动力学研究

氯过氧化物酶(CPO)催化苯酚与H_2O_2发生过氧化反应生成邻苯二酚,能减轻苯酚对降解菌株的抑制作用,加快降解菌株对苯酚的生物降解.实验结果表明:在2 h内适量的H2O2存在时10 U/L的CPO可以使300 mg/L苯酚降解率达到67.85%,而CPO与降解菌株协同作用下苯酚降解率则可达到70.72%,比单一菌株降解率8.52%提高了62.2%.在降解体系中补充邻苯二酚进一步揭示了CPO氧化苯酚的中间产物有利于菌体细胞形成共基质效应,提高细胞的苯酚生物降解效率.降解动力学分析显示:在苯酚质量浓度为100~1 200 mg/L时,CPO与菌株协同降解体系的最大比降解速率qmax=0.000195 h-1,基质饱和常数Ks=1.0501 mg/L,基质抑制常数KI=5.1272 mg/L.     

滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究

基于滇池外海的三维水动力?水质模型, 模拟湖泊水动力及水质的动态过程, 识别湖泊水体中溶解氧特征, 并通过设置外部负荷削减情景, 探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明: 1) 由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用, 滇池底层水体6—9月间存在较严重的缺氧现象; 2) 溶解氧调控底泥氮、磷营养物质的释放, 进而显著地影响底层水体中氮、磷浓度; 3) 滇池底层缺氧状况的改善对外部负荷削减要求较高; 4) 底泥的磷吸收?释放平衡点溶解氧浓度约为3.3 mg/L, 滇池水体中氮浓度的变化更易受外源负荷作用影响。     

Phenolic Compound Removal in Coal-gas Wastewater by O_3-IBAC

IntroductionPhenolic compounds are prevalent in many industrialwastewaters, especiallyin coal gas industrial, wherephenolcompounds are major reagent during the whole productionprocess. Since they must act without changing their ownchemical structures during the wholeprocess, theyare verystable and can withstand adverse situation. As a result,they are usually bio recalcitrancy because of their chemicalstability and partly because of their toxicity tomicroorganisms. Wa…     

垃圾填埋场渗滤液有机物质量浓度的预测

用假设垃圾填埋场液固相中的有机物按一级反应降解而推导出的有机物质量浓度计算模型,并利用其来预测渗滤液中COD质量浓度,根据F.G.Pohland(循环、非循环)和M.E.Tittlehaum的实验数据验证,结果表明:所建立的模型能够较准确地预测垃圾场渗滤液中的COD质量浓度,Pohland循环、Pohland非循环和Tittlehaum循环3种模式下的模型参数相关系数分别为0.892 5,0.947 4和0.916 4.以娄底市垃圾填埋场为例,最终选用了由Pohland非循环模式确定的方程及参数对垃圾渗滤液中的COD质量浓度进行预测.预测结果表明,娄底市垃圾填埋场渗滤液中的COD质量浓度在填埋初期呈逐步上升趋势,最大COD质量浓度出现在填埋后的第210 d左右,为18.324 g/L;随后浓度开始缓慢下降,在填埋后的第720 d左右时浓度约为4.649 g/L.通过与其他城市已建成的垃圾填埋场的监测数据比较,预测结果具有较高的可信度,说明该模型及其参数能够满足垃圾填埋场设计的需要,可为填埋场水处理设施的设计提供依据.