西南岩溶山区某石化类场地地下水污染风险评价

本论文以西南岩溶山区某石化类场地为例,以污染场地风险评价导则作为指导,结合国内外地下水污染风险评价方法,在完成场地地下水污染风险识别以及源项分析的基础上,建立了符合场区实际水文地质条件的地下水水流及溶质运移数值模型,对不同情形下污染物泄露对场区浅层孔隙-溶蚀裂隙地下水的影响进行预测,结合预测结果建立了场区地下水污染风险...     

石油污染场地浅层地下水MNA原位修复潜能及微生物降解效益评估

监测式自然衰减（MNA）能够高效低耗地原位修复石油污染地下水的场地,微生物对污染物的降解对MNA过程起到了重要作用。在分析东北石油污染场地地下水中总石油烃（TPH）、电子受体的质量浓度分布和变化规律基础上,划分了微生物功能区。采用溶质通量计算法,对MNA原位修复的潜能及其微生物降解效果进行了评估。结果显示,场地微生物降解正在发生,利用的电子受体不同,划分为Mn、Fe和SO^2-₄还原区。污染通量模型计算显示：上游地区微生物降解强度不断增强,下游地区微生物降解强度不断降低。监测期内石油烃总量降低了394 kg,微生物降解为自然衰减过程中的主要作用,其贡献率为64%~93%,每个通量断面内微生物降解率为0.18~0.73 kg/d。由此可以证明,MNA可以有效地修复地下水中的石油污染。     

典型制革污染场地地下水盐污染特征

在区域地下水调查的基础上,以某制革污染场地为研究对象,采集场地及其周围地下水样,对地下水中无机组分检出值进行了统计分析,识别了各组分的平面分布特征,最后对地下水盐污染机理以及各组分之间的关系进行了探讨。研究结果表明,制革厂废水排放、废弃物堆放已对地下水造成盐污染,主要污染组分为总硬度、溶解性总固体、Cl-和SO2-4;受污染的地下水环境以微酸性和还原性为特征;沿地下水流向,地下水中总硬度、溶解性总固体、Cl-、SO2-4、三氮由制革区向下游逐渐减小,基本上呈现出以皮革厂为中心的污染区,污染范围大概为0.20km2;制革污染场地地下水中硬度的升高,同时伴随着溶解性总固体、Cl-、SO2-4浓度升高,各组分之间具有明显的相关性,其主要原因是皮革区地表水污水和固体废物淋滤液入渗过程中经历阳离子交换、钙镁易溶盐溶解及难溶盐溶解等作用,导致地下水中Ca2+、Mg2+Cl-和SO2-4含量增加,最终溶解性总固体也升高;铵氮在含水介质中的迁移转化也是地下水硬度升高的一个重要因素。地下水三氮之间转化主要的途径是硝化作用,与地下水的氧化还原条件有关,氧化性相对较强的地下水中NO3-N含量高,而NH3-N和NO2-N含量相对较低。     

地下水污染场地污染的控制与修复

我国存在大量的地下水污染场地,给地下水资源的使用带来了严重威胁。将地下水污染场地划分为4大类,15个亚类,为制定不同地下水污染场地的管理、控制和修复规定提供了依据;对地下水污染防治规划的内容和方法技术进行了论述。提出了建立地下水污染的预警系统,为污染的预防奠定基础;介绍了地下水污染的控制与修复技术,并对地下水污染防控和治理的基本原则进行了探讨。     

地下水和场地的原位修复

生物修复描述了在地下水和土壤中进行的微生物自然降解过程，该过程是在厌氧(缺氧)条件下进行的。自然降解过程既需要电子给予者(如氧)，也需要电子接收者(如氢)。多数情况下由于这些基本要素的需要(氧或氢)，土壤很快会变得贫乏，氧或氢会以最快的速度阻止自然微生物污染的扩散并达到降解目的。通过固有细菌和自然土壤过程(固有衰减)使土壤和地下水污染物衰减的很大优势在于避免了昂贵的泵吸系统、相关工作、     

汽油污染含水层中芳香烃的自然去除与生物降解特征

石油烃污染地下水是一个普遍而严重的环境问题.用砂卵石、中粗砂、细砂、粉砂和粘土等在实验室内按照自然界沉积物层序制作了一个含水层物理模型,具有给水、排水、监测、抽提、淋滤与注入等功能.利用该模型开展石油烃污染地下水的特征研究结果表明,苯、甲苯、乙苯和二甲苯(benzene,toluene,ethylbenzene,xylene;BTEX)各溶解组分能够被自然去除,其中甲苯自然衰减的速率系数为0.057 5～0.150 4 d-1,二甲苯为0.068 3～0.104 6 d,乙苯大约为0.047 8 d,苯为O.017 8～0.040 6 d.甲苯与二甲苯容易被去除,然而苯的去除则需要较长的时间.作为BTEX去除反应的电子受体,溶解氧、硝酸盐在需氧或厌氧条件下具有优先利用的机会,而硫酸盐则缺乏优先利用的机会.BTEX溶解组分浓度的降低,加上电子受体浓度的降低,可以表明含水层存在需氧条件与硝酸盐还原条件下的内在生物降解作用.其意义在于通过增加含水层中电子受体的浓度,将有助于内在生物降解能力的增强,从而能够提高含水层中污染物去除的效果.     

污染河流中苯系物对浅层地下水影响的室内模拟试验

为了研究污染河流中苯系物对浅层地下水的影响，室内试验选用3种天然砂土作为渗透介质，以生活污水模拟污染河流，68d以后发现，苯、甲苯和苯系物总量的总去除率在粗砂中分别为32．06％、21．39％和27．13％。在两种中砂中总去除率2号柱为76．26％、81．40％和87．99％，3号柱为68．94％、74．41％和81．69％，粗砂小于中砂，并且由于2号柱的粘粒物质含量大，其总去除率大于3号柱和1号柱。苯系物各组分浓度随深度呈递减趋势，苯系物的净化作用主要发生在地表以下0．4m范围内。水动力特征的改变影响污染物的迁移和转化特征，苯系物的去除机理为挥发、吸附和生物降解，其中最主要的是厌氧条件下的微生物降解。     

污染场地地下水调查布点及样品采集技术研究

地下水监测井布点和采样,是地下水污染调查的重要部分。由于污染场地的规模较小和其特殊性,很多区域地下水污染普查的方法并不完全适用于污染场地。本文结合地下水的分布及运动特征,从全面性、系统性、代表性、可行性、经济性五方面,阐述污染场地地下水调查布点应遵循的基本原则。同时,通过探讨国内外地下水采样的规范和要求,总结出适用于我国污染场地的地下水采样技术。     

贵州主要碳酸盐岩含水层污染现状与特征

岩溶地区地下水环境脆弱,易受人类活动及区域环境变化影响.目前将岩溶水污染与污染点所在区域的地层岩性、水文地质条件等结合起来的研究较少.采用改进后的层级阶梯评价法开展贵州省区域地下水污染评价,并结合实地调查分析污染成因.结果显示二叠系栖霞-茅口组,三叠系下统嘉陵江组、夜郎组等,中统关岭组、杨柳井组等是全省污染程度最高的碳酸盐岩含水层,原因与含水层岩石类型和出露位置密切相关.含水层岩石类型与特点决定了含水介质组合类型、岩溶发育程度和污染途径污染距离,石灰岩地层天然防污能力差,以中远源径流型污染为主,白云岩地层天然防污能力较好,以近源入渗型污染为主.贵州产煤地层龙潭组上覆嘉陵江组、夜郎组,下伏栖霞-茅口组最易受煤矿开采及其化工影响,污染组分以铁、铝、锰为主;而三叠系碳酸盐岩分布区域与安顺、贵阳、遵义等大中型城市和磷化工、铝工业、锰系铁合金生产等工矿企业聚集区域重合度高,更容易受到生产生活影响,污染组分多为氨氮、重金属、耗氧量及有机污染组分.      

广州某地块污染场地土壤调查评价及修复方案探析

城市土壤是城市生态环境系统的有机组成部分,影响到城市生态环境质量和人体健康。随着城市快速发展,造成城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题。本文通过对广州某商业地块污染场地土壤、地下水的调查和采样分析测试,查明污染场地主要污染物类型和特性及起火原因,对其进行综合环境质量评价,为污染场地适宜性风险评估及污染场地治理修复提供科学依据。调查结果表明,研究区土壤和水中的部分指标含量较高,环境质量受到影响。针对主要污染物磷的特性,建议采用化学修复方案措施与对策,使污染场地达到无害化处理目的,为政府相关部门决策提供参考依据。     

应用质量通量评估地下水中BTEX和乙醇的自然衰减

近年来,应用于修复石油烃污染地下水的监测自然衰减技术得到了广泛深入研究,同时质量通量方法已逐渐成为评 估地下水燃油污染场地自然衰减监测修复效能的重要手段。通过在室内砂槽中添加乙醇汽油组分,监测其自然衰减,利用 质量通量方法,得出了BTEX和乙醇的质量减少率、自然衰减速率常数K;结合非反应示踪剂溴离子,评价了BTEX和乙醇 自然衰减因素中吸附和微生物的联合降解效应。结果表明,自然衰减是地下水中燃油组分修复的重要机制,质量通量方法 是评估自然衰减的有效方法之一。BTEX和乙醇在自然衰减过程中被去除的比例分别为78.88%和98.71%,其中约98%的 BTEX 因吸附和生物降解联合作用被去除,接近100%的乙醇因内在生物降解作用被去除;BTEX 的自然衰减速率为 0.077d-1~0.167d-1,乙醇为0.353d-1,自然条件下乙醇比BTEX更容易衰减。     

某四氯化碳污染场地自然恢复的地球化学特征

为了给某四氯化碳污染场地修复设计提供理论基础,在场地监测采样的基础上结合地球化学还原脱氯作用的反应过程,筛选了硫酸盐、二价铁、氯化物、三氯甲烷、碳酸氢盐作为标志性组分,开展了场地自然恢复的地球化学特征分析,划分对比了污染羽中部内外两区域各指标的质量浓度差异,结果显示：污染羽中部范围内标志性组分间具有明显的空间相关性,即反应物硫酸盐质量浓度明显降低,伴随了生成物二价铁所占比例的明显升高和降解产物氯离子与三氯甲烷质量浓度的升高,且显示了碳酸氢盐质量浓度的减少;上述指标之间的关系说明了四氯化碳脱氯作用的发生。本次地球化学特征分析显示出该污染场地具有较强的自然恢复潜势。     

石油类污染场地的自然衰减作用

在野外石油类污染场地地质、水文地质调查的基础上,对场地地下水中总石油烃的吸附、生物降解等自然衰减作用进行研究。开展了砂质粉土、粉砂、细砂等场地包气带、含水层介质对总石油烃的吸附动力学实验、等温吸附实验、不同矿化度吸附实验、生物降解实验和挥发实验等。实验结果显示,砂质粉土、粉砂、细砂的吸附平衡时间分别为4、7和10 h;通过计算确定了每种介质对总石油烃的等温吸附模型。矿化度对介质吸附总石油烃能力的影响表现为,矿化度越高吸附量越高。生物降解实验结果表明,在场地水土条件下,降解能力最强,且降解符合一级衰减动力学方程。研究表明,地下水受到污染后,吸附、降解、挥发等自然衰减作用对地下水石油类污染物的去除具有非常重要的作用。     

Experimental and Modelling Approaches for the Assessment of Chemical Impacts of Leachate Migration from Landfills: A Case Study of a Site on the Triassic Sandstone Aquifer in the UK East Midlands

Current risk-based methods for assessing the effects of landfill leachate migration on groundwater resources are conservative and generalised. Cost-effective and practical strategies are required which can robustly determine the potential for contaminant attenuation on a site-specific basis. In this paper laboratory column experiments and reactive transport modelling are evaluated as a combined approach for assessing the chem’ical impact of leachate migration in the Triassic Sandstone aquifer. The results are compared with field data for a landfill in the East Midlands. Columns of aquifer sandstone were flushed sequentially with groundwater, followed by acetogenic or methanogenic leachate to simulate chemical interactions occurring during leachate loading episodes. The key contaminants in leachate (NH₄, heavy metals, organic fractions) were attenuated by ion exchange, redox reactions, sorption and degradation. These processes produce a consistent hydrochemical signature which may help identify the extent of leachate migration in the aquifer. The laboratory results largely replicate those found in the field system, and the behaviour of inorganic contaminants during leachate flushing of the aquifer columns can be described by the reactive transport model. The experimental and modelling approach presented represents a powerful tool for risk assessment and prediction of leachate contaminant fate at unlined and lined landfills.     

The effect of aquifer heterogeneity on natural attenuation rate of BTEX

Monitored natural attenuation can be a viable option for remediation of groundwater contamination by BTEX compounds. Under the field conditions, the rate of contaminant mass attenuation through natural processes, such as biodegradation, to a large extent affected by the groundwater flow regime, which is primarily controlled by the aquifer heterogeneity. Numerical simulation techniques were used to describe quantitatively the relationship between biodegradation rate of BTEX and aquifer heterogeneity. Different levels of aquifer heterogeneity were described by random hydraulic conductivity fields (K) having different statistical parameters, the coefficient of variation (CV) and the correlation length (h). The Turning Bands Algorithm was used to generate such K fields. Visual MODFLOW/RT3D was used to simulate the fate and transport of dissolved BTEX plume within heterogeneous aquifers. The multispecies reactive transport approach described BTEX degradation using multiple terminal electron-accepting processes. First-order biodegradation rate constants were calculated from simulated BTEX plumes in heterogeneous flow fields. The results showed that aquifer heterogeneity significantly affected biodegradation rate; it decreased with increasing CV when h was in the range of up to 12 m, whereas it increased with increasing CV when h was greater than about 12 m. For well characterized aquifers, this finding could be of great value in assessing the effectiveness of natural attenuation during feasibility studies at BTEX contaminated sites.     

某污染场地周边地下水环境质量评价

在分析了某污染场地周边地区水文地质条件的基础上,对区内17个监测点进行了地下水取样测试,并选取17项环境质量评价因子,以《地下水质量标准》(GB/T14848-93)为评价标准,采用单因子评价法、综合指数评价法与模糊综合评价法对某污染场地下水水质予以评价。结果表明,研究区地下水中的N-NH3、SO24-、总硬度、pH、Cr、Mn和As等多项指标超标,地下水水质受到了较严重的污染,其南、北两区域的油库、垃圾场以及城市污水排放是可能的地下水污染源。     

Natural Attenuation of Fuel Hydrocarbon Contaminants:Correlation of Biodegradation with Hydraulic Conductivity in a Field Case Study

Two biodegradation models are developed torepresent natural attenuation of fuel－hydrocarbon contaminants as observed in a comprehensive natural-gradient tracer test in a heterogeneous aquifer on the Columbus Air Force Basein Mississippi,USA．The first, a first-order mass loss model,describes the irreversible losses of BTEX and its individual components, i．e．,benzene（B）,toluene（T）,ethyl benzene（E）,and xylene（X）．The second, a reactive pathway model,describe ssequential degradation pathways for BTEX utilizing multiple electron acceptors,including oxygen,nitrate,iron and sulfate,and via methanogenesis．The heterogeneous aquifer is represented by multiple hydraulic conductivity（ K） zones delineated on the basis of numerous flowmeter K measurements．A direct propagation artificial neural network（DPN）is used as an inverse modeling tool to estimate the biodegradation rate constants associated with each of the K zones．In both the mass loss model and the reactive pathway model,the biodegradation rate constants show an increasing trend with the hydraulic conductivity．The finding of correlation between biodegradation kinetics and hydraulic conductivity distributions is of general interest and relevance to characterization and modeling of natural attenuation of hydrocarbons in other petroleum-product contaminated sites．     

CO2泄漏停止后天然条件下浅层含水层的自我修复能力评价

由于盖层中可能存在未知断层和裂隙或被废弃井穿透,储存于深部地层的CO₂会发生向上运移泄漏影响浅层地下水水质,在天然流场的作用下,受影响含水层在泄漏停止后,可能表现出一定的自我修复能力。以美国某野外试验场地为例,以TOUGHREACT软件为平台,模拟分析当CO₂泄漏停止后含水层的自我修复能力。结果表明：CO₂泄露进入含水层会降低地下水中的pH值,从而引起地下水中碳酸盐矿物（本次研究中为方解石矿物）的溶解发生;当泄漏停止后,在天然流场的作用下,地下水中pH值逐渐回升,说明天然条件下的含水层对pH值具有一定的自我修复能力,但在修复过程中,由于沿途方解石矿物的溶解,使得地下水中Ca的浓度值逐渐升高,研究区天然流场对地下水中的Ca修复效果不佳。     

地下水土有机污染MNA修复研究综述

监测自然衰减技术（MNA）是修复地下水土有机污染最经济和有效的方法之一。在自然衰减的评价中,美国主要是从3个方面的证据来揭示自然衰减的发生：污染物质量减少;表征生物降解的地球化学指标的变化;通过微生物降解菌研究为生物降解提供直接证据。本文总结了目前国际上获取自然衰减证据的主要方法：污染物浓度变化趋势统计法、污染物质量守恒和质量通量分析法、溶质运移的解析模型、溶质运移的数值模型、地球化学证据方法、稳定同位素方法和微生物菌群研究等方法。我国在自然衰减评价方面的研究较少。由于自然衰减修复时间较长、修复效率较低,在实际应用中,联合运用强化衰减修复技术和MNA技术成为地下水土治理的主要发展趋势。