土壤二维蒸气抽排去污效果的影响研究

土壤蒸气抽排是一种经济、高效、安全并已被广泛应用的污染场址现场修复技术,它能经济高效地去除非饱和带土壤中的挥发性有机污染物。以土壤和油污染物为例,进行了土壤二维抽排模拟实验,研究了气体抽排流量对去污效果的影响,通过实验可知:在增加气体抽排流量的情况下,抽排气中挥发性较强的有机物质正戊烷(C5h12)浓度下降的很快,最终保存在较低的浓度水平。挥发性一般的正辛烷(C8h18)和挥发性较弱的正癸烷(C10h22)经过长时间的抽排后,污染物也得到了降低,但是最终保持在比较高的浓度水平。得出增加气体抽排流量可以使污染物去除速率大幅度提高,从而缩短了净化时间,获得很好的去污效果。同时对二维抽排模拟实验和一维抽排模拟实验结果做了比较。     

土壤质地和湿度对SVE技术修复苯污染土壤的影响

土壤蒸汽抽提技术(soil vapor extraction,SVE)是一种安全、经济、高效的土壤治理技术,广泛应用于包气带土壤中挥发性有机污染物的去除.本研究选取有机污染物苯为对象,通过一维土柱通风模拟,分析了土壤质地(壤砂土、粉壤土和黏土)和湿度(0%、10%和20%)对SVE技术修复苯污染土壤的影响.结果表明,由于受到粉壤土有机质和黏土的通透性影响,这两组实验的SVE修复效率(68.3%和43.4%)小于壤砂土实验组(98.5%);此外,20%和10%湿度条件下的壤砂土土柱模拟实验会出现拖尾现象,而且湿度越大,SVE的修复效率越低.     

土壤气相抽提影响半径及透气率现场试验

土壤气相抽提技术(SVE)可有效去除非饱和土壤中的挥发性有机污染物。土壤透气率及气相抽提的影响半径是进行SVE系统设计的重要参数,可通过多种方法取得。文章通过在北京市某焦化厂进行SVE现场试验,监测系统运行的土壤气相压力变化,求取土壤透气率及抽气影响半径。监测结果表明:SVE系统运行后,土壤中气相压力降最初不断增大,可...     

油污染土壤气体抽排去污模型及影响因素

为了开展适合我国实际情况的有机污染土壤气体抽排净化技术研究,在对油污染土壤的通风去污过程机理进行分析的基础上,建立了一个简化机理模拟模型.以华北地区典型土壤为实验土样,油污染物为例,通过一维土柱实验,研究了抽排气体流速、土壤含水率和土质对去污过程的影响.实验表明抽排气体流速存在最佳值,土壤含水率对不同土质土壤净化时间影响不同,对粉砂土,含水率升高,净化效率增强;而对粘质土壤,结果正好相反.对模型预测结果进行实验验证表明,本文建立的模拟模型在实验限定条件范围内是准确和适用的.     

VOCs相间非平衡态迁移对土壤修复效果的影响

挥发性有机物（volatile organic compounds,VOCs）普遍存在于工业污染场地,因其易迁移和难降解的特性而受到广泛关注.修复VOCs污染场地时通常存在拖尾、反弹和二次污染物释放的现象,限制了对VOCs的修复效率,这些现象均与修复过程中VOCs在相间的非平衡态迁移有关,但目前仍缺乏定量化的研究.基于此,选择四氯化碳为典型的VOCs,采用沙箱试验,探究了VOCs的相间非平衡态迁移在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术应用过程中对土壤修复的影响.结果表明:在表面通风和土壤挖掘过程中能产生较为显著的二次污染物释放现象;在热脱附和气相抽提联用技术的修复过程中能产生拖尾现象,而在修复结束后则会产生反弹现象,这些现象均为相间非平衡态迁移的表现形式.其中,在表面通风、土壤挖掘以及热脱附和气相抽提联用技术修复过程中,四氯化碳释放通量的最大反弹幅度分别为0.69、2.80和64.00倍,表明相间非平衡态迁移对热脱附和气相抽提联用技术产生的影响最大.研究显示,相间非平衡态迁移在不同的土壤修复工艺中均有体现,严重限制了土壤修复的效率,需要引起土壤修复工作者的高度重视.      

气相抽提法(SVE)去除土壤中挥发性有机污染物的实验研究

研究了土柱直径、土壤粒径和不同污染物等对模拟SVE通风效率的影响.以苯、甲苯、乙苯、正丙苯为污染物进行的实验结果表明,柱底面积/装土高度(S/H)越大,去除率越高.不同粒径受甲苯、乙苯、正丙苯污染的土壤进行的实验结果表明,当土壤粒径由10目变为20～40目后,SVE通风效率降低,污染物去除难度增大.受苯、甲苯、乙苯污染...     

石油类污染物在黏性土壤中的垂直分布规律

为了查明石油类污染物在黏性土壤中的垂直分布规律,本文选择某机械加工厂中机床下润滑油长期滴漏处为研究对象,研究了润滑油穿越地面混凝土层后在黏性土层中的分布特征,并结合土壤性质研究了该场地特征污染点在土壤0.2~3.0m深度范围内总石油烃(TPH)和挥发性有机物(VOCs)的垂直分布规律,以及土壤性质与土壤中TPH、VOCs含量的关系。结果表明:在工业企业石油类污染场地,污染物会透过素填土迁移进入较深层土壤;若地表污染源没有消除或刚停止持续污染,则TPH在表层素填土(0~0.5m)中含量较高,在浅层素填土(0.6~1.0m)中含量较低,而素填土中VOCs含量较低;在黏性土层中,大量TPH和VOCs会被吸附于在土层上方,且污染物浓度随土壤深度的增加显著降低。     

依据VOC浓度变化优化场地SVE通风流量的研究

土壤气相抽提(SVE)中挥发性有机污染物(VOC)的扩散速度是确定SVE抽提流量的依据。为了优化场地SVE通风流量,结合试验现场土壤的土质条件和含水率,测试了污染物在不同均质土质中的扩散速度,绘制了污染物浓度随时间变化曲线。研究表明污染物的扩散在不同种土质和含水率的条件下,浓度的变化具有相似规律:快速上升阶段,出现拐点,浓度稳定阶段;在测试的压力场范围内,结合场地不同的抽提流量(Flow rate)的通风以及停止通风进行浓度恢复的试验,同样获取了场地污染物的浓度变化曲线,即场地污染物浓度平衡破坏和浓度平衡的恢复。测试数据显示,不同土质结构的场地内不同区域的污染物浓度恢复曲线和单一土质的污染物扩散具有相同的规律。因此可以采用扩散速度来求解抽提的通风流量。根据室内外的测试数据,文中给出了理论计算的场地优化通风速率建议。     

油烟净化器对餐饮VOCs排放和光化学特征的影响

选取了北京市21家餐饮企业,检测了净化器前端和后端的挥发性有机污染物（VOCs）的浓度水平,经油烟净化器净化后,烷烃类、烯烃类、含氧VOCs类和苯系物类污染物的排放平均浓度分别为（714.62±212.17）,（264.88±94.58）,（374.72±57.48）和（174.93±55.19）μg/m³,烯烃类污染物中仅对四氯乙烯有明显的浓度降低效果.根据净化器对VOCs污染物的去除效果,有35.7%的净化器净化效率为负值.烯烃类污染物是餐饮油烟污染中臭氧生成的最重要的前体物,占总臭氧生成潜势的48.2%~50.7%.苯系物成为餐饮业排放污染物中二次有机气溶胶（SOA）的主要前体物,占总SOA生成潜势的95%以上.     

挥发性有机物污染场地挖掘过程中污染扩散特征

我国城市工业污染场地主要受挥发性及半挥发性有机污染物(VOCs/SVOCs)的污染.挥发性有机污染物挥发性大,在环境中容易迁移,土壤被挖掘和扰动时,土壤中VOCs很容易形成短时间内的相对较高浓度释放;如果施工人员没有进行适当防护,极易产生健康危害.本研究通过现场快速监测与采样管采样技术相结合,研究污染场地修复开挖过程中气态污染物的分布规律.监测结果表明,在场地开挖的主导风向上,气态污染物浓度分布随距离而下降,并呈现波峰和波谷交替出现的特征.监测结果可以用多个高斯烟团的叠加来拟合.本研究结合工业场所职业健康与安全有关限值,推导污染土壤修复开挖现场安全区域划分的方法,并提出相应分区的个人安全防护响应措施.     

基于土壤气调查的废弃工业场地人体健康风险评估研究

土壤气采样和分析是蒸气侵入评估的一个常用的工具.以某废弃化工场地为研究区,采集污染区域10个点位处的土壤气（编号SG1至SG10）,并分析土壤气中的苯、乙苯、四氯化碳、三氯乙烯、四氯乙烯和三氯甲烷等挥发性有机物.根据测定的土壤气体浓度,结合Johnson ＆amp;Ettinger（J＆amp;E）侵入模型评估了该废弃场地土壤气中挥发性有机物侵入带来的人体健康风险.风险评估结果表明,SG5与SG6处非致癌风险指数大于1,而10个采样点位中有9个（除SG8处）的单一污染物可接受致癌风险均超过1.0E-6.相对于非致癌风险,致癌风险存在面更加广泛,同时程度也比较严重,在进行场地再开发之前需要考虑场地修复等风险管理措施.     

土壤包气带含水率对氯代烃垂向迁移影响的模拟研究

氯代烃类挥发性有机物在土壤包气带中的垂向迁移是该类污染物呼吸暴露风险的重要途径.为探究氯代烃在土壤包气带中的垂向迁移规律,通过室内土柱模拟试验,研究土壤包气带含水率对不同氯代烃〔TCE(三氯乙烯)、PCE(四氯乙烯)〕气相扩散速率的影响,并通过线性拟合筛选出更准确的气相有效扩散系数预测模型.结果表明,土壤含水率与氯代烃气相有效扩散系数呈显著负相关〔R=-0.89,P < 0.01,n=7(TCE);R=-0.86,P < 0.01,n=7(PCE)〕.随着土壤含水率由0.5%增至40.0%,TCE气相有效扩散系数(D_T)由0.035 9 cm2/s降至0.002 5 cm2/s,平衡时间由13 h增至91 h,平衡时气体浓度由4.22 g/m3降至0.31 g/m3;PCE气相有效扩散系数(D_P)由0.033 9 cm2/s降至0.001 1 cm2/s,平衡时间由15 h增至103 h,平衡时气体浓度由3.01 g/m3降至0.12 g/m3.与Penman模型、Marshall模型模拟值相比,Millington-Quirk模型模拟值与氯代烃气相有效扩散系数实测值的拟合程度更好(R>0.95,P < 0.01,n=7).研究显示,土壤包气带含水率的增加对氯代烃气相扩散有明显的抑制作用.      

热强化气相抽提对不同质地土壤中苯去除的影响

研究应用电阻加热强化气相抽提技术对砂土、壤土和黏土中苯去除效果的影响及作用机制.与常规抽提结果相比,在热强化处理作用下气相抽提对砂土和壤土中苯的去除效率提高了13.1%和12.3%,处理时间分别降低75%和14%.热强化处理使得黏土含水率下降,土壤渗透率升高,黏土颗粒表面羧基和乙基的吸收峰消失,有机质含量减少,苯的去除效率与对照相比提高了34%.对于砂土和壤土,热强化主要是通过促进苯在土体中扩散来提高去除效率,从而实现在较短时间内污染物质的大量去除;而对于黏土则是通过降低土壤颗粒表面有机基团的含量,从而降低污染物和土壤颗粒的吸附能力,并通过降低含水率和升高渗透率从而提高土壤中气体的扩散性能,以达到增强气相抽提效果的目的.     

Wheat volatile emissions modified by top-soil chemical characteristics and herbivory alter the performance of neighbouring wheat plants

Plant emission of volatile organic compounds (VOCs) has a significant impact on arthropods and plants and alters important functions in the agroecosystems. Three field source–sink microcosm experiments evaluated variation in wheat plants volatile emissions and its impact on neighbouring wheat plants’ performance caused by genotype, aphid herbivory and soil nutrient availability due to different cropping histories. An electronic nose detected qualitative differences in volatile emissions. Two of the experiments established the source–sink relationships forcing the volatiles through pipes. In these experiments wheat genotype was introduced as a variable of the source plants. In the third experiment, the emissions of volatiles dispersed naturally affecting the neighbourhood only by proximity and wheat genotype was a controlled factor. Plant genotype, aphid attack and soil chemical changes caused by different cropping histories affected wheat volatile emissions despite independent variations in plant biomass or resource allocation. This is the first report of changes in distant plant biomass according to neighbouring plant genotype and agricultural history. Wheat VOCs emissions were associated with changes in soil organic C, Ca, Mg, total nitrogen and cation exchange capacity caused by the different cropping histories of the soils tested. Variability in total biomass and resource allocation increased due to changes in VOCs emissions promoted by longer cropping history or aphid feeding in two genotypes. When volatiles were naturally dispersed into the neighbourhood, tiller weight in the sink individuals depended on plant genotype and cropping history of its neighbours (i.e. VOCs source). These findings highlight that ecological and environmental consequences of agricultural practices are more complex than normally thought.     

土壤气相抽提技术在修复污染场地中的工程应用

针对某化工厂污染场地的修复问题,采用土壤气相抽提原位修复技术将包气带中的挥发性和某些半挥发性污染物抽出,使污染场地得以修复。根据场地条件及污染特性,确定修复系统的组成、运行。样品检测结果表明:修复8个月后,对主要污染物苯,在土壤中的去除率达95.2%~99.9%,在土壤有机废气中的去除率达80.7%。从实际工程应用说明土壤气相抽提技术是一种效果较好的修复技术,为类似污染场地原位修复问题提供工程技术参考。