闽东地区某化工企业污水处理站地下水污染预测及防治措施研究

以闽东地区某化工企业污水处理站为研究对象,对地下水污染情况进行模拟预测,并提出相应的污染防治措施。通过对该化工企业污水处理站场地野外水位和水质观测数据以及水文地质条件等资料,利用GMS软件构建场地地下水水流和溶质运移模型。对非正常工况下污水处理站防渗破损后特征污染物CODMn和六价铬环境影响进行预测,预测表明,污染物主要沿水流方向迁移,对地下水环境的影响范围随时间逐渐增大,污染物浓度随着迁移距离的增加而减少,不同污染物在地下水含水层中的溶质迁移距离和运移范围不同,预测时间10年后,污染物影响至北厂界处。     

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。     

某简易污泥填埋场污染物调查与扩散迁移研究

未经规范处理进行简易填埋处置的污泥对周围环境存在较大的污染风险。基于某简易污泥填埋场项目,通过对场地地貌及地质条件分析,从污泥、渗沥液、周围土壤、地下水四个方面出发进行污染物调查;并建立污染物Mn的扩散迁移模型,分析不同时间段Mn的扩散迁移规律。调查及模拟结果表明,污泥填埋场存在渗透性较好的沙砾石层,地下水水力联系条件良好,污染物易发生迁移扩散现象;大部分污染物对周边环境影响较小,少部分污染物指标超标;Mn在填埋场周围的地层中迁移速度较为显著,其污染范围在25年后可以达到距离1号坑约400 m的距离,为了防止扩散迁移可在地下水流向方向设置相应污染防治措施。     

基于MOLDFLOW的某污染地块地下水重金属污染风险评价

为摸清某污染地块地下水重金属污染及风险,在开展地下水调查工作的基础上,采用数值模拟的方法,通过地下水条件背景分析、水文地质概念模型构建、地下水流模型构建、地下水水质模型构建等,评估了地下水中重金属的迁移风险.调查表明,污染地块内地下水污染物主要为氨氮、锌、铅、砷、镉、镍,其中镉污染超标最为严重,超标率为67.7％.本污染地块地下水不具有饮用水途径,地下水中有毒有害物质不存在暴露途径.经模拟预测,在不考虑吸附和化学反应时,地表污染物进入含水层的时间小于21 d.在仅考虑对流弥散作用,不考虑污染物在含水层中的吸附与化学反应时,现状条件下地下水中的污染物迁移速度约0.8 m/a.结合区域地下水功能需求和环境管理要求,确定本污染地块地下水修复/风险管控目标为《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中IV类标准,其修复/管控范围为整个污染地块所在区域.     

新疆某地浸采铀矿山退役井场地下水污染特征

地浸采铀对地下水的污染及退役后地下水的复原是铀矿冶工业中的一个重要环境问题.本文对某退役地浸井场地下水的污染状况进行了系统的监测与分析.地浸生产对矿层上部和下部的含水层没有影响,各项指标处于该区地下水的本底范围内,也符合Ⅲ类地下水水质标准.地浸对采区内含矿含水层地下水造成严重的污染,污染组分主要有SO2_4、NO3_、H＋、U、Ca、Mg、Ba、Fe、Cu、Zn、Pb、Mn、Cd、As、Ni、F等,污染物的来源包括地浸生产中加入的化学试剂和岩石、矿物中的各种常量元素、微量元素被浸出释放进入地下水中.污染范围主要分布在地浸采区内,对采区上游地下水的污染影响较小;对采区下游地下水的污染程度较高,污染范围已达到采区下游700~1000 m.退役后天然地下水流场的恢复导致污染晕圈向井场下游迁移,但是由于岩石的“自然净化”作用导致污染物浓度随水流方向显著降低.     

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。     

加油站地下水苯系物迁移模拟研究

以天津市某加油站为例,采用污染指数法进行地下水污染评价,并在水文地质调查的基础上,采用Visual MODFLOW模型进行地下水流场和溶质迁移模拟,预测苯系物在地下水中的迁移过程和污染趋势。结果表明:加油站监测井水质基本指标的现状污染级别为Ⅵ级极重污染,基本指标污染的主要贡献指标为挥发酚、高锰酸盐指数色度、浊度和铁,其次为总氟;特征指标的现状污染级别为轻污染,最明显的污染贡献者为苯系物。采用Visual MODFLOW模型进行地下水流场及溶质运移模拟,结果显示:通过多次模型的校验,所建立的模型基本达到精度要求,符合评估区水文地质条件,能基本反映该区地下水系统的动态特征,可用于溶质运移模拟。污染物运移模拟结果显示,随着时间的推移,污染羽不断随着地下水向东南方向迁移;地下水流速缓慢,苯系物随地下水缓慢迁移,污染下游地下水。     

浑河扇地典型区域地下水有机污染物运移与预测

在地下水污染调查的基础上,根据室内外实验和文献资料获取的参数,利用Visual Modflow数值模拟软件建立浑河冲洪积扇地下水流模型;以水流模型为基础建立浑河扇中游,浑河与细河地表水交叉污染地下水的典型区域的溶质运移模型,选取检出率最高的苯并(a)芘(BaP)作为模拟因子进行有机污染物运移规律的研究与预测,预报BaP在未来10年内的迁移特征,进而提出区域规划建议。研究结果表明:以地表水为污染源,至未来10年,BaP对周边的最大影响面积约9.54 km2,潜水中预测的质量浓度峰值为1.80μg/L,承压水中预测的质量浓度峰值为0.08μg/L;对流-弥散作用是BaP迁移的驱动力,生物降解及吸附作用使其持续衰减;地下黏性土分布连续的区域,BaP扩散滞缓,黏性土对BaP具有阻滞作用。建议将BaP影响区规划为景观带,从而降低污染水发病率。     

基于氮氧同位素示踪的滨州市水体硝酸盐污染来源解析

利用硝酸盐氮氧双同位素技术和同位素混合模型,对滨州市水体硝酸盐的氮氧同位素组成进行分析,在此基础上进行硝酸盐污染溯源,确定各污染源的贡献率．结果表明:研究区地表水和地下水硝酸盐质量浓度分别为0~168.07、0~336.04 mg·L?1,超标率分别为8.70%和27.78%;从河流上游到下游,地表水硝酸盐污染有加重的趋势,地下水硝酸盐污染空间变异性较大．地表水和地下水δ（15N-NO₃）范围分别为4.02‰~10.10‰、9.07‰~18.75‰,δ（18O-NO₃）范围分别为2.24‰~6.14‰、4.93‰~10.64‰;有机肥和污水是本地地表水和地下水硝酸盐污染的主要来源,其平均贡献率分别为45%和81%,其次为含氮化肥,分别占26%和17%。通过定量分析地表水及地下水硝酸盐污染来源,可以为本地区制定防治水体污染措施提供科学依据．      

基于Visual Modflow地下水污染物溶质运移的模拟

垃圾填埋场渗滤液向地下含水层的渗漏是地下水受到污染的一个重要因素,而地下水溶质运移模型是找出污染迁移规律、确定污染范围及污染物浓度分布的重要手段。为研究垃圾填埋场渗滤液对周边地下水的污染状况,本文基于地下水流动模型Visual Modflow和多组分溶质运移模型MT3DMS软件平台之上,通过建立的三维数学模型预测了研究区域未来30年内特征污染物Cl-的污染羽迁移范围。模拟分析结果表明:距污染源越近污染物浓度越高,主要危害沿地下水流动方向的远场地地表水和浅层地下水,深层地下水和污染源上游不受影响;污染物不易污染深层地下水,但是在深层地下水中的迁移速度最大;湖泊对溶质有持续捕获作用;在污染源周围开采地下水会影响溶质迁移速度和方向。上述结果为垃圾场防渗措施的选择和地下水的治理、修复提供了定量依据。     

Transport and Degradation of Phenol in Groundwater at Four Ashes

IntroductionConstruction of the Four Ashes sitecommenced in1 950 by the owners,Midland TarDistillers Ltd.,and since then the plant has beenassociated with the distillation and fractionation oftar acids,bases,and neutrals under the ownershipof six companies[1] (Fig.1 ) .The raw materials(tar distillation oils) were initially obtained fromthe Midland Tar Plant at Oldbury.A new sourceof raw materials was secured in the 1 960 s,as thetown gas industry went into decline,andtraditional processes…     

基于元胞自动机的污染物潜水面扩散仿真算法

污染物由介质进入地下潜水面后,会在饱和带随地下水径流发生扩散。对该过程进行动态模拟与评估,可为地下水污染应急决策提供可视化手段。以元胞自动机为基础,耦合地下水污染扩散的分子扩散和机械弥散过程模型,构建了污染物地下水扩散的元胞自动机规则。采用抛物线方程模拟污染源汇项的输入,在二维平面上通过经验公式推演水动力弥散系数,计算元胞的污染扩散通量。将该方法应用到北京密怀顺地区,动态模拟农药在潜水面的扩散过程,具有较好的可视化效果。     

水质耦合模型在农药对土壤包气带污染中应用

在综合考虑农药类污染物在非饱和土壤环境中的水动力弥散、吸附解吸及微生物降解等环境行为的前提下,建立土壤中农药类化学污染物迁移的耦合动力学模型,模型中充分考虑了溶质在土壤固体骨架上非平衡吸附作用,并对农药阿特拉津在土壤中的运移过程进行了数值模拟,对模型中的几个重要参数(含水率、吸附速率和水动力弥散系数)进行了灵敏度分析;结果表明,土壤水分含量变化对农药类污染物质在环境介质中迁移转化起着重要作用.这对于定量化分析农药类污染物在土壤中迁移对地下水污染的潜在性影响提供了可靠的理论根据,同时可为现场农药环境污染评价提供技术支持.     

基于无网格法的一维水质回溯、预测模拟研究

基于无网格径向基函数配点法,建立恒定水流中的一维污染物浓度回溯和预测数学模型,结合任意时刻的实测污染物浓度空间分布,回溯并预测后期一段时间内的污染浓度分布。模型根据代价函数,并利用交叉验证法构建了不同形式的基函数组合形式,采用枚举法分析形状因子及比例因子等参数的最优取值范围,并与纯扩散及对流-扩散的解析理论值进行了比较。研究结果表明,采用合理的参数值、适当的时空域配点以及观测点数量,该无网格法模型能够准确地回溯并且预测今后的污染物浓度分布特征,为今后水环境工程快速识别污染源、污染物扩散预警提供了一定的参考。     

多规则产品协同设计任务动态排序

针对基于单一特征的任务排序规则的局限性,提出了一种基于复合规则的协同设计任务动态排序方法.在该方法中,建立了协同产品开发中任务完成时间模型、任务排序特征体系.通过仿真方法并在仿真结果基础上,构建了规则权重的多目标函数,求得了各规则的权重.然后用权重对各规则下的排序进行复合和优序处理,确定出优化的设计任务排序.     

基于多相质点网格法的大气污染仿真模拟

为了准确估计不同风速条件对单点源排放的污染物浓度时空分布、粒子抬升高度、污染物扩散范围产生的影响,本文使用以多相质点网格方法（Multi-Phase Particle-In-Cell,MP-PIC）为基础的拉格朗日粒子追踪模型对污染物扩散进行大涡仿真模拟。结果表明:低风速下,受污染源阻挡作用,污染源周边形成方柱绕流现象,污染物在下风方向分裂为两股,污染物随湍流作用在计算域内波动,且计算域内分裂状况始终存在。随着风速的增大,污染物分裂情况逐渐消失,且污染物扩散范围、粒子最大抬升高度随风速增大而减小。风速为2 m·s-1时,分裂的两股污染物之间距离为5-20 m,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为70-87个·m-3;风速为5 m·s-1时,分裂的两股污染物距离为2-10 m,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为212-300个·m-3;风速为10m·s-1时,分裂情况消失,流场稳定时下风向1 000 m至1 300 m污染物最大数浓度为407-502个·m-3。     

基于GIS的环境污染扩散模型

建立预测污染物通过大气和水扩散的数学模型.利用地理信息系统(GIS)技术,在沈阳市地图上,按照污染事故发生的实际地理位置,对数学模型进行模拟和显示.将模型的数值解和GIS相结合,在时间和空间上对污染扩散进行分析,计算不同污染物在不同时段的扩散面积,分析不同地点的污染物质量浓度和污染程度,获取受污染范围内的人口和周边单位等重要信息;从而预测重大污染事故对环境的影响范围和程度,预报突发性环境污染事故对周围人群、环境造成的危害,为应急监测、现场救护和灾后评估提供科学依据.     

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。