浅层地下水PCE/TCE污染原位曝气修复模拟研究

通过TMVOC软件模拟了PCE/TCE在渗流区"自然"环境条件下的污染物泄露、重新分布和原位曝气修复过程中的污染物运移行为,确定了最佳曝气流量和曝气时间。结果表明:PCE/TCE污染物在泄露和重新分布过程中在重力作用和毛细作用下污染范围不断扩大,污染羽在垂直方向到达隔水层,水平方向达到23.3m,顺水流方向的污染范围明显大于逆水流方向。曝气修复初期污染范围会有所扩大,但是污染物浓度和总量会减少,曝气影响范围并不是随着曝气流量的增加而线性增大,超过最佳曝气流量值后,增大曝气流量对影响范围的改变效果不大。论文研究条件下最佳曝气速率为6m3/h,影响半径达18m,需要45d完成修复,实际工程中应根据区域面积及地下水埋深确定曝气井数量。     

基于TMVOC的地下水位波动带苯系物迁移转化模拟

为探究水位波动情况下苯系物的迁移转化规律,提高石油污染场地地下水污染治理精度,以西北某傍河石化场地为研究对象,基于TMVOC模型对特征污染物苯系物开展泄漏模拟,通过情景模拟比较水位波动对苯系物迁移转化的影响,并从污染分布、相间转化等方面,解析地下水位稳定和波动状态下苯系物迁移转化过程差异.结果表明:①TMVOC模型较好地模拟了水位波动状态下苯系物迁移转化过程.②相较于水位稳定状态下,水位波动作用下苯系物污染深度增加0.5 m,污染面积增加25%,总质量增加12 kg.③水位稳定和波动状态下苯系物"气-液-NAPL（Non-Aqueous Phase Liquids）相"占比分别为0.17%、2.03%、97.8%和0.04%、3.69%、96.27%.④NAPL相苯系物饱和度分布与苯系物质量分布呈正相关,水位波动造成NAPL相初始饱和度降低,且初始水位面以下NAPL相饱和度升高.⑤对于苯而言,水位波动状态下非饱和带中苯在液相中的质量是水位稳定状态下的1.11倍,饱和带为10.15倍.研究显示,水位波动显著地影响了苯系物的迁移转化过程,促进了苯系物的溶解,并使更多的苯系物残留在地下介质中.      

地下水LNAPL层的原位曝气模拟研究

曝气法(Air sparging,AS)已经成为修复地下水、土壤有机污染的重要技术,与数值模拟技术相结合可优化修复条件。文章利用TMVOC多相流模型研究了地下水位处LNAPL层的迁移转化,并通过情景模拟比较曝气法对污染修复的贡献率。只考虑地下水水流的对流-弥散作用时,目标污染物苯并没有得到彻底去除,只是通过下边界流出。60 d苯的质量损失率仅为1.79%;而连续曝气30 d后苯的去除率就可达到31.4%,最终脉冲曝气苯的损失率为44.8%。增大曝气量能提高气相渗透率及气相-液相接触面积,扩大污染物修复范围;当超过某一值(12 m3/h),其增量对污染物修复影响甚微。当曝气点位于低渗透岩层下方时,低渗透岩层会阻碍气流的垂向迁移,位于低渗透岩层上方的污染物很难得到除去。曝气法适用于溶解、挥发性较好的污染物。     

滨海平原区某生活垃圾填埋场地下水污染修复模拟

渗滤液是垃圾填埋场区地下水的主要污染源。以滨海平原区某生活垃圾填埋场为例,采用MODFLOW/MT3D建立模型进行污染物的迁移模拟和修复模拟,模拟持续污染和清理污染源并配套抽水井的2种工况下,COD_Mn在浅层地下水中的迁移扩散特征。模拟结果表明：由于滨海平原区浅层地下水含水层渗透系数很小,水动力条件差,污染物主要影响埋深10 m以浅的2个含水层;持续泄漏将造成污染羽中污染物含量很高,但污染物向场外迁移扩散的距离却很有限,20年后污染物超出场界的迁移距离不超过70 m;设置抽水井可有效地清理污染物,但污染羽的清除速度很慢,需要5～10年的连续抽水方可使污染羽收缩至场内。实际修复中,可根据修复进展情况实时调整抽水井的运行和布设,关停已修复好区域的抽水井,同时加大污染中心抽水井的出水量,并在修复多年污染物浓度依然较高的地段增布抽水井,以加快污染修复速度。建立的污染物迁移和修复模拟模型可为其他相关垃圾填埋场地下水环境调查评估和污染治理提供参考与借鉴。     

粤港澳大湾区典型化工场地苯系物污染特征及迁移规律

以粤港澳大湾区某典型化工污染场地为例,共采集了247个土壤样品和20个地下水样品,探讨了场地苯系物的污染分布特征,利用GMS分别从水平和垂直方向模拟分析了该场地苯系物在土壤与地下水的污染迁移扩散规律.结果表明,场地土壤样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯、邻-二甲苯超筛选值,其中苯系物超筛选值的土壤样品主要集中在0. 5～4 m深度范围;地下水样品中苯、乙苯、间,对-二甲苯和邻-二甲苯超标较严重,最大超标倍数分别为140. 00、101. 33、212. 00和103. 40倍,主要分布在浅层地下水.地下水中的苯污染物在水平方向主要以对流/弥散运移方式从西北往东南方向迁移,而在垂向上浮苯主要集中在地下水面处,溶解态苯主要在水动力作用下迁移.模拟验证分析结果表明,MT3D模型能较准确地反映场地苯系物的空间分布和迁移特征,可为粤港澳大湾区化工类污染场地的精准化管控与修复提供科学指导.     

加油站泄漏污染物的迁移分布规律

选择某废弃加油站场地为研究对象,通过采集分析土壤和地下水样品中的铅（Pb）、总石油烃（TPH）、多环芳烃（PAHs）、苯系物（BTEX）、甲基叔丁基醚（MTBE）,分析了污染物在该区域地下环境中的迁移和分布特征.测试结果表明：场地包气带和含水层介质岩性以砂质粉土、粘质粉土和粉质粘土为主,土壤样品中总石油烃（C < 16）和苯均存在超标现象;垂向污染物高浓度值多出现在地下水面附近,其中上层滞水区总石油烃和苯大面积超标,潜水中总石油烃（C < 16）、苯及MTBE超标,承压水尚未被污染.在分析目前石油类污染场地修复技术的基础上,结合场地的实际条件,建议土壤和地下水的修复主要采用异位修复技术.     

地下水曝气修复过程的三维数值模拟

地下水曝气法是去除挥发性有机污染物的重要原位修复方法之一,目前已得到广泛应用,但其现场设计主要依据经验,缺乏系统的设计标准.为深入了解曝气去除污染物过程,并为现场设计提供重要参考依据,针对地下水曝气过程开展了数值模拟研究.水气两相渗流数值模型以水压力和气压力作为基本未知量,利用达西定律和质量守恒原理可以建立水气两相渗流过程的控制方程.利用Van Genuchten(VG)模型及Mualem公式,建立渗透系数-饱和度-基质吸力(K-S-P)三者之间的关系.污染物的去除过程则是在水气两相渗流的基础上,引入污染物的溶质运移、相间交换及生物降解模型.采用开发的有限元数值模型,对地下水曝气过程及污染物去除过程进行三维数值模拟,并将三维数值模拟的结果与二维数值模拟的结果进行对比.结果表明,三维模型的曝气影响区域偏小,在曝气口附近,水有效饱和度最小;在曝气口上方,水饱和度先增大后减小.考虑气体所受的浮力作用或不考虑气体可压缩性均会使计算得到的曝气影响区域偏小.污染物去除边界与曝气影响区域的边界基本一致,在曝气区域内,溶质交换过程大大促进了污染物的去除速率;在曝气区域外,污染物的去除主要通过生物降解作用,去除较慢.结果表明实际工程地下水曝气修复系统设计时,应使得曝气影响区域覆盖污染区域以得到较好的修复效果.研究结果表明,两相渗流模型结合污染物迁移转化模型的三维有限元数值模拟可以较好地模拟地下水曝气法去除污染物的全过程,对地下水曝气的设计、应用与效果评价具有重要指导意义.     

不同生物载体模拟河道反应器的微污染水源水修复研究

分别以弹性填料和AquaMats生态基为载体,比较了2组模拟河道生物反应器启动过程及其修复微污染水源水性能.结果表明,在间歇曝气与逐步增强曝气强度的挂膜启动方式下,悬挂弹性填料的模拟河道反应器运行50d即启动完成,其高锰酸盐指数、氨氮去除率分别高达78.2%、93.5%;AquaMats生态基反应器的高锰酸盐指数、氨氮去除率则在2周后分别达到70%、80%以上.不同曝气方式的影响研究发现,曝气/停曝时间比3h:3h、曝气量250L·h-1工况下,弹性填料生物膜反应器的高锰酸盐指数、氨氮、TN、TP的去除率均优于AquaMats反应器;随着曝气强度减至120L·h-1及曝气/停曝时间比缩短,AquaMats反应器的污染物去除性能逐步提高,表明其在确保一定的污染物去除率的前提下具有低气水比潜力与节能降耗的应用优势.镜检分析发现,弹性填料表面以颗粒物质截留、丝状菌包裹为主,而AquaMats生态基上附着的生物膜微生物群落相对较丰富.研究认为,呈辐射状结构的弹性填料对颗粒态污染物具有较强的截留能力,可实现微污染源水修复系统快速挂膜与稳定运行;而AquaMats生态基内部微孔结构有利于不同功能的微生物富集,可在低气水比条件下强化多种低浓度污染物的协同去除.     

某染料化工厂地块苯系物分布特征分析

为掌握长江中游某染料化工污染地块土壤中苯系物分布特征,对地块17个地下水样品和343个土壤样品进行了测定。结果表明:地下水和土壤苯系物分布区域一致,污染具有同源性;地块地势平坦,土壤水平渗透性差,污染物扩散范围有限。受土壤防污性能影响,苯,间、对-二甲苯及邻-二甲苯主要在7.2 m深度以上土壤中检出;3种物质在土壤中主要以轻质非水相液体（LNAPL）存在,在地下水水位附近出现聚集,在饱和带以溶解态继续向下迁移扩散。土壤中氯苯主要以重质非水相液体（DNAPL）存在,其浓度大,迁移深度深,与氯苯在土壤中存在形态、迁移时间以及地质条件有关。后续修复工程中,建议浅部污染土采用异位常温解吸和化学氧化联合修复技术,深部污染土和受污染地下水一同采用原位化学氧化修复技术。     

潮汐作用对滨海垃圾填埋场地下水污染物迁移影响模拟研究

潮汐过程对滨海地区垃圾填埋场污染物的迁移影响显著.为探究潮汐作用下垃圾填埋场地下水污染物迁移过程,以深圳市某滨海垃圾填埋场为例,构建该场地地下水溶质运移数值模型,分析潮汐作用造成的地下水位周期性波动条件下特征污染物在含水层中不同时期的污染范围及浓度变化规律.结果表明：近海岸地下水位受潮汐作用明显,水位波动主要受含水层水文地质参数和潮水位变幅影响,污染物峰值浓度大幅降低,在含水层中滞留时间明显增加.该垃圾填埋场中特征污染物的污染范围和浓度呈现出丰大枯小的周期性变化特征,其中丰水期末最大污染范围和浓度分别为47547 m2、21.54 mg·L^-1,枯水期末最大污染范围和浓度分别为25605 m2、12.73 mg·L^-1.污染物峰值浓度最大降幅37%,滞留时间最长增加43 d.近海岸地下水污染物穿透曲线呈现日周期性波动,随着远离地表水边界,这种周期性波动越不明显,距地表水边界20 m时,污染物穿透曲线无明显日内周期性波动.研究结果可为滨海垃圾填埋场地下水监测方案的制定和地下水污染治理提供理论依据和参考.     

便携式GC/MS对空气中苯系物的定量分析方法研究

文章采用简单快速的采气袋配气方式,以苯系物为例,研究了便携式GC/MS对大气中痕量有机污染物的快速定量测定方法。分别在Full scan和建立的SIM扫描方式下对苯系物标准样品进行了测定。对比实验结果表明,Full scan和SIM两种扫描方式下苯系物测定结果的相对标准偏差分别在5.1%~28.4%和13%~19%之间,回收率范围分别为46%~186%和60%~110%,方法检出限范围分别为2.504~10.63μg/m3和0.494~2.399μg/m3。总体而言,SIM方式在测定结果的精密度与准确度上均优于Full scan方式。室内外空气样品的测试结果映证了SIM方式在对痕量有机污染物测定的优势。     

沈阳地区地表水、浅层地下水及沿岸土壤中苯

对沈阳地区主要地表水(浑河、细河、蒲河、沈抚灌渠)及其沿岸地下水和土壤中苯系物(BTEX)的污染特点和分布特征进行了研究.结果表明:细河和沈抚灌渠地表水中BTEX检出率较高(33%～67%),苯和甲苯是该区域的主要污染物,ρ(苯)和ρ(甲苯)分别为<0.30～24.90和<0.30～354.00 μg/L;地表水检出的BTEX均未超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006)的限值(1 510 μg/L). 细河两岸的浅层地下水在一定程度上受到BTEX的污染,苯和甲苯的检出率分别为25%～33%和13%～25%,二甲苯和乙苯检出率较低(0～20%). 彰驿镇19个监测井中有2个浅层地下水监测井中的ρ(苯)超过GB5749—2006限值(10 μg/L),夏季ρ(苯)最大值为236.00 μg/L. 沿岸附近土壤中5种BTEX全部被检出,检出率均高于相应的河水. 研究区包气带土壤层虽具有良好的防污性能,但也具有储存和阻碍BTEX挥发和降解的负面效应,对当地的生态系统和人类健康构成了潜在的威胁.      

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.      

Groundwater contamination and natural attenuation capacity at a petroleum spilled facility in Korea

As a remedial option, the natural attenuation capacity of a petroleum contaminated groundwater at a military facility was examined. Hydrogeological conditions, such as high water level, permeable uppermost layer and frequent heavy rainfall, were favorable to natural attenuation at this site. The changes in the concentrations of electron acceptors and donors, as well as the relevant hydrochemical conditions, indicated the occurrence of aerobic respiration, denitrification, iron reduction, manganese reduction and sulfate reduction. The calculated BTEX expressed biodegradation capacity ranged between 20.52 and 33.67 mg/L, which appeared effective for the reduction of the contaminants levels. The contribution of each electron accepting process to the total biodegradation was in the order: denitrification > iron reduction > sulfate reduction > aerobic respiration > manganese reduction. The BTEX and benzene point attenuation rates were 0.0058-0.0064 and 0.0005-0.0032 day^-1, respectively, and the remediation time was 0.7-1.2 and 2.5-30 years, respectively. The BTEX and benzene bulk attenuation rates were 8.69 × 10^-4 and 1.05 × 10^-3 day^-1, respectively, and the remediation times for BTEX and benzene were 7.2 and 17.5 years, respectively. However, most of the natural attenuation occurring in this site can be attributed to dilution and dispersion. Consequently, the biodegradation and natural attenuation capacities were good enough to lower the contaminants levels, but their rates appeared to be insufficient to reach the remediation goal within a reasonable time frame. Therefore, some active remedial measures would be required.     

大学校园室内BTEX浓度水平变化规律及健康风险

采用Tenax-TA吸附/热脱附-气相色谱法(TD-GC)对大学校园室内外空气中5种苯系物(BTEX,苯、甲苯、乙苯、间/对-二甲苯和邻二甲苯)的平均浓度进行了检测。检测结果显示,5种苯系物的平均浓度均低于国家标准值。被测空气的苯系物中甲苯所占比例最大,为27.9%～32.0%。室内BTEX浓度稍高于室外,多数采样点的室内浓度与室外浓度比值(CI/CO)大于1.0。通风可有效降低空气中苯系物浓度。大学校园室内空气中的苯对学生的致癌风险为3.67×10-7～1.09×10-6。     

室内空气中苯系物污染现状及治理措施

苯系物指苯及苯的同系物,室内空气中的苯系物主要包括苯、甲苯和二甲苯。本文介绍了室内空气中苯系物的来源以及对人体的危害作用,讨论了目前室内苯系物的治理措施,为苯系物的治理提供一定的理论依据。     

室内空气中苯系物污染现状及治理措施

苯系物指苯及苯的同系物,室内空气中的苯系物主要包括苯、甲苯和二甲苯。本文介绍了室内空气中苯系物的来源以及对人体的危害作用,讨论了目前室内苯系物的治理措施,为苯系物的治理提供一定的理论依据。     

工业污染场地土壤苯系物的检测方法比较研究

以工业污染场地为研究对象,比较和分析了静态顶空、吹扫捕集和固相微萃取等3种前处理方法对土壤中苯系物的气相色谱检测结果差异.结果表明,静态顶空和吹扫捕集两种方法均可对土壤苯系物进行定性定量分析,固相微萃取因土壤有机污染物对萃取探头造成溶解损害而不能检测.静态顶空法检测苯系物各组分的回收率为95.2%～98.2%,吹扫捕集...     

加油站油类污染物自然衰减现场试验研究

利用自行设计制作的一套土壤气体取样监测装置,在北京地区某加油站开展了包气带内石油类污染物自然衰减的现场试验研究.在现场对包气带内的土壤气体样本进行采集,并对样本中的VOC含量及O2、CO2含量进行了检测分析.2个阶段的检测结果表明,经过381 d的自然衰减,污染点位的TVOC浓度减少了99.2%,BTEX的气相浓度占TVOC的比例由17.0%降至12.1%;O2和CO2含量在G3点位呈现出随着土壤深度的增加,O2含量逐渐减少、CO2含量逐渐增加的变化趋势.通过对试验结果的分析得出以下结论:①第一次检测结果表明G3点位附近存在一定的土壤污染,经过381 d的自然衰减,G3点位土壤中的BTEX含量已降至保护环境的标准以下,该污染现场的环境监控措施可以解除;②对造成该点污染的原因进行推断,可以判定污染为短期污染源导致,不存在持续的泄漏源;③自然衰减能够有效清除土壤中污染物,可以作为北京市同类污染场地有效的治理手段加以考虑;④检测污染土壤中O2和CO2含量的变化是判断有机污染物需氧降解的有效手段.