可控条件下柴油污染沿海土壤的电阻率特征研究

采用单因素分析法,通过室内配制淤泥、砂土、壤土样品研究土壤颗粒及组分、含水率、含油率及时间对柴油污染土电阻率的影响。结果显示,3种土壤的电阻率差异很大,并且含水率影响大于含油率。未污染和污染土样的电阻率都随含水率的增加呈幂指数下降趋势,符合Archie公式,且变化趋势砂土壤土淤泥。含水率15%时,3种土样电阻率都随含油率增加呈下降趋势;5%含水率淤泥土样电阻率呈下降趋势,砂土土样变化不大,壤土电阻率变化呈上下波动,总体趋势下降。不同含水率未污染和污染淤泥电阻率都随时间变化呈上升趋势,不同含油率较湿土样电阻率随时间上升,而微湿土样呈降低趋势。研究成果可为土壤柴油污染的电阻率法监测提供理论支持。     

铬污染土壤的导电性、频谱激电性和介电特性的实验结果

研究了铬污染土壤的导电性、激电性和介电性,给出了在不同含水率、不同浓度铬盐污染物的情况下,铬污染土壤样品的电阻率、复电阻率和复介电常数与污染物浓度及含水率变化关系的一些实验观测结果.土样中的观测结果表明,所有污染样品的电阻率、复电阻率幅值均随污染浓度和含水率的增加而减小;但对反映土壤样品容性的复电阻率相位参数而言,则有...     

铬污染土壤超低频复电阻率频散特性

在超低频段(2-5~26Hz)内,研究了铬污染土壤复电阻率在不同含水率、铬含量和孔隙率下的幅值及相位频散特性. 结果显示,铬污染土壤复电阻率的幅值随频率的增大呈单调递减趋势,但相位随频率的变化曲线呈平放的S形. 含水率、铬含量和孔隙率的变化均会引起土壤复电阻率的幅值和相位大小的改变,而相位峰值的位置只对含水率及孔隙率的变化较为敏感,与铬含量变化的关系不大. 含水率从0.08增至0.24时可导致相位峰值的位置产生约8Hz的右移;而当w(Cr6+)从0.5g/kg增至4.0g/kg时,相位峰值的位置基本不发生变化. 表明铬含量和含水率的增大均会引起电阻率减小的异常现象,若单纯地使用电阻率很难区分引起这2种异常现象的原因,但结合土壤复电阻率频散特性特别是相位峰值的位置可以进行有效判别,进而可判定铬污染场地的铬含量分布.      

铬污染土壤电阻率特性及其影响因素研究

为了研究电阻率法用于土壤环境监测的可行性,本文采用SoilMillerBox法进行铬污染土壤的电阻率影响因素实验,依据实验数据建立了污染土壤电阻率与三因素（铬污染物含量、含水率、土壤孔隙比）之间的关系模型,并于模拟污染场地中利用电阻率层析成像法对其进行验证.结果表明,根据三因素正交实验得到影响污染土壤电阻率变化的主次因...     

时/频域激电参数在铬污染模拟场地探测中的应用

在低供电频率(2-4、2-2、20、22、24 Hz)范围内,利用研发的时/频域测量系统,在室外铬污染模拟场地进行时/频域激电探测,实测视电阻率、视极化率、相角,结合最小二乘反演算法,研究各参数对铬污染低阻异常区域及其对铬浓度(以w计)差的体现. 结果显示,视电阻率和视极化率随着铬浓度差的增加而迅速减小,视电阻率从背景值的80 Ω·m左右减至50 Ω·m以下,视极化率从背景值3.0%~3.8%减至0.6%~2.2%;在不同的供电频率下,相角对含水率和铬浓度差的体现有所差异. 试验数据还显示,当供电频率从2-4 Hz增至24 Hz时,实测相角数值较为平均,但是经过最小二乘反演后,相角上限从6.27°减至1.75°. 研究结果说明,单纯的时域参数(视电阻率和视极化率)很难区分含水率和铬浓度差引起的低阻异常,但供电频率在2-2~20 Hz范围内时,频域参数相角可以区分含水率和铬浓度差引起的低阻异常.      

不同影响因素下石油污染土电阻率特征研究

通过室内配制标准样品的方式,利用Miller Soil Box法研究了土壤类型及组成、石油种类、含水饱和度、含油饱和度和孔隙率对石油污染土电阻率的影响,并利用灰色关联度法确定了电性变化主控因素,探讨了石油污染土电阻率公式.结果显示,不同土壤类型及组成的石油污染土电阻率大小存在差异,但影响因素主次顺序均为含水饱和度、含油饱和度、孔隙率;不同石油种类污染土电阻率差异较小;电阻率受土壤初始含水率影响较大,不同初始含水率状态下电阻率变化规律不同.通过引入含油饱和度改进Archie型公式,重新拟合石油污染土电阻率和污染物含量数据后发现,计算值和实测值的变化趋势更接近.     

铬污染土壤介电性质影响因素研究

为了探讨复介电常数法在铬污染场地进行监测的可行性,通过试验比较了不同铬污染物质量分数、土壤含水率和孔隙比下的土壤介电性质的频散特性.结果表明,污染土壤复介电常数呈较为明显的随着频率升高而降低的频散特征,频率低于50 MHz时,土壤复介电常数的实部和虚部变化较为明显;随着铬污染物质量分数、含水率和孔隙比的增大,土壤复介电常数的实部和虚部均有增大的趋势.通过分析土壤复介电常数和含水率、铬污染物质量分数及孔隙比的变化关系,推导了土壤含水率与介电常数实部、铬污染物质量分数与介电常数虚部的关系模型,并能够对铬污染土壤的铬污染物质量分数及含水率进行分析评价,为介电常数法用于土壤中铬污染物质量分数的快速检测提供了有益的探索.     

不同浓度锌离子污染土的工程力学性能试验研究

通过直剪试验、压缩试验和三轴试验对人工制备最优含水率下不同浓度锌离子污染土的工程力学性能进行测试,研究了不同锌离子浓度污染土的抗剪强度和压缩特性。结果表明:随着锌离子浓度的增加,污染土的内摩擦角和压缩系数增加,内聚力和压缩模量下降,而污染土的孔隙比随着锌离子浓度的增加先减小后增大;在不同垂直压力下,随着压力的增加,污染土的压缩系数整体先减小后增大,压缩模量先增大后减小。     

ERT技术在无机酸污染场地调查中的应用

利用高密度电阻率法对硫酸废液污染的场地进行污染调查,由于硫酸废液侵入土壤,使其介质的溶质浓度发生了改变,导致SO₄2-与地表潜水作用,电传导性提高,被污染土壤含盐量增加,但是电阻率降低与未被硫酸废液侵入的土层形成了一定的电性差异. 通过二维和三维电阻率层析成像(ERT)技术,圈定硫酸废液侵入土壤中的分布范围、侵蚀深度以及扩散羽流等,并对ERT结果进行土工试验异常验证. 结果表明:硫酸废液污染土壤的视电阻率小于6.0 Ω·m,污染区域长度达25.0 m,深度约4.0 m;地表土污染长度为12.0 m,表面宽度约4.0 m,污染土壤的总体积约为222.0 m3.      

LNAPL在砂质含水层中动态迁移的电阻率法监测试验研究

在海滨潮间带采集细砂,通过室内柴油泄漏模拟试验,利用自制电阻率监测系统对轻非水相液体在砂土-地下水系统垂向渗透过程进行电阻率变化动态监测;通过配制不同含油率砂土测定其静态电阻率变化规律,探讨电阻率变化的影响因素;最后取样分析测定污染含水介质稳定后含水率及含油率,对监测结果有效性进行了验证;并利用显微成像法对污染砂土进行了微观形态分析.结果表明,柴油污染砂土微观形态上胶结现象明显;柴油渗透海滨砂土过程电阻率大小同含水饱和度,比电阻率和含油饱和度之间存在良好的相关性,均可用Archie公式拟合,n值分别为2.36和0.15;通过电阻率测定可以有效估算柴油透镜体厚度;电阻率随深度的变化可以反映含油率和含水率的垂向分布.本研究为轻质油品储罐或者海上油品输运过程泄露造成的海滨砂土地下污染扩散过程监测及机制研究提供了一种有效的方法,也可为其他典型石油泄漏污染场地的电阻率法探测或监测提供参考.     

海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异,指导海滨场地的污染探测,设计了黏土和砂土两种土壤,在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液,测量复电阻率的幅值和相位响应;在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水,对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明:受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显,0.1 Hz下被2%渗滤液（渗滤液体积占溶液总体积比例为2%）污染的土壤中,与背景值相比,黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%,砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%,且渗滤液浓度越高,幅值和相位的值就越小;而对于电阻率背景值较低的土壤（如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域）,通入渗滤液后,其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染,受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤,而当渗滤液浓度较高时,二者几乎没有区别.研究显示,正常条件下,复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关;而在天然低电阻率背景条件下,渗滤液污染引起的电阻率变化很小,但相位变化较为明显,这种相位的变化有可能被识别出来.      

典型铬渣污染场地健康风险评价及修复指导限值

通过对青海某化工厂铬渣污染场地钻孔采样,分析了样品质地及铬含量,得到场地的水文地质及铬污染状况.根据场地区域生活现状,运用美国环保局健康风险计算模型,评估了现有条件下该场地对周边居民的潜在健康风险.同时,结合场地的修复目标,应用地下水溶质运移方程及土壤中Cr6+的解吸曲线,探讨了场地污染物的修复指导限值.结果表明:场地表层0～4m为黄土状土,4～22m为砾砂,铬污染区域面积约4×104m2;现有条件下场地Cr6+对人体的健康风险值为9.39,需要对Cr6+进行修复治理,而Cr3+的健康风险值在可接受范围内;通过计算得到场地表层0～4m黄土状土Cr6+的修复值为60mg·kg-1;4～22m砾砂Cr6+修复值为15mg·kg-1.     

盐渍土电阻率试验研究

为了更深入的了解土体电阻率的特性,使其在理论与工程应用上发挥作用,对甘肃瓜州盐渍土进行电阻率室内试验,通过控制含水率、含盐量、干密度三个因素进行正交测试,分别研究了电阻率随含水率、含盐量、孔隙率及饱和度的变化规律及特点。试验表明:盐渍土电阻率随含水量、饱和度的增加呈减小趋势,随孔隙率的增加而增加,在孔隙液未饱和阶段随含盐量增加而下降,在过饱和阶段变化不明显,各因素互相影响,共同作用。由室内试验获得的数据提出经验模型公式,为工程中电法勘探的结果验证与反演解释提供依据。     

污染土的电阻率特征分析

分析污染土对电阻率有影响的可能因素,通过向砂质黄土中加入充当污染物的NaCl、汽油和垃圾场渗出液的室内模拟实验,得出了模拟污染物对黄土电阻率的影响关系。结果表明,污染物的种类、含量不同,对黄土电阻率的影响程度也不同。证实了电阻率法可检测黄土的污染范围及程度,为我国西北地区黄土污染场地的评估及重新开发利用提供参考。     

重金属污染场地电阻率法探测数值模拟及应用研究

为了分析重金属污染场地的电阻率法探测效果,建立典型污染场地的电阻率模型,采用有限元法对电阻率法探测进行数值模拟,分析电阻率法探测的典型装置———温纳装置对于不同污染程度和污染区域的探测效果.模拟结果表明,电法装置的探测效果受到污染程度和污染区域埋深的影响,污染程度越严重,探测得到的低阻异常越明显,污染区域越容易识别;反之,污染程度较轻时(污染土壤与背景土壤电阻率比值大于60%),温纳装置探测无法得到明显的低阻异常,不利于污染区域判断;污染区域越靠近地表,则越容易被检测出,污染区域埋深较深时,视电阻率断面图异常不明显,不易污染区域判断.实际场地电阻率法探测结果也表明,电阻率法能够正确检测出污染相对严重的区域.     

石家庄某铬污染场地土壤现状调查与评价

以河北省石家庄市井陉县某铬污染场地为例,根据HJ 25.2—2014《污染场地风险评估技术导则》进行场地现状调查及风险评价。结果表明:该场地主要污染区域集中在铬渣堆场、浸取车间和转化车间3个区域,属于重度污染区域,其总铬和Cr~(6+)含量最高分别达到69 500,68 300 mg/kg。该场地在开发前需进行场地修复,针对场地不同污染状况,高浓度和低浓度铬污染土壤分别建议采用化学淋洗法和化学还原-固化稳定化法处理。     

压实膨润土非饱和渗透系数的一种预测分析方法

用新疆柯尔碱膨润土制备不同干密度土样进行土水特征曲线实验和渗透实验,得到不同干密度土样的土水特征曲线,通过van Genuchten模型预测出相应的非饱和渗透系数,进而得到不同干密度土样非饱和渗透系数与含水率的关系。结果显示:非饱和渗透系数随着含水率的减小非线性的减小,随干密度的增大而减小。当含水率较高时,非饱和渗透系数随含水率的变化比较小;当含水率较小时,渗透系数随含水率的变化比较大。而干密度对渗透系数的影响伴随整个实验过程,当干密度较小时,随着干密度的增大,渗透系数受干密度影响较大。当干密度较大时,此时干密度的进一步增大对渗透系数的影响不大。     

垃圾填埋场污染土的电性与磁性响应研究

以武汉市二妃山垃圾填埋场为研究对象,运用污染土的电性、磁学以及地球化学等分析手段,借助多元统计方法,研究土壤剖面电性、磁学参数与元素含量之间的关系,探讨土壤电阻率法和环境磁学方法在城镇垃圾填埋场污染土快速监测中应用的可行性.研究表明,电磁法测深技术可获得污染土壤地层的垂向电阻率分布情况,污染后的地层电阻率呈现阶梯变化,具有明显分层现象.说明了电阻率法在污染区域划分具有一定的可能性.根据电阻率垂向特征,对剖面进行了环境磁学和重金属分析的样品采集和测定分析,发现土壤的磁学参数与电阻率、重金属含量具有良好的一致性.污染后土壤具有电阻率减小,磁化率增大,重金属含量升高等特点,证明了电阻率和磁化率都能较好反映出土壤的污染程度.污染土典型样品的热磁曲线表明,污染后的土壤比未受污染的土壤含有更多的铁磁性矿物.由此表明利用土壤电性和磁性对污染程度的指示作用都具有良好的响应,可替代繁琐的重金属检测.     

热强化气相抽提修复东北地区苯污染土壤研究

以东北地区黏土为研究对象,配置模拟污染土,通过实验室小试探究抽提速率、土壤含水率以及热强化作用对气相抽提修复苯污染土壤的影响,同时探究了不同含水率土壤在中心热源加热条件下的传热效果和土壤温度变化规律。结果表明:1)气相抽提修复苯污染东北黏土的最佳抽提速率为10 L/min;2)黏土土壤含水率为5%~20%时,气相抽提修复效果随着含水率升高而逐渐降低;但在热强化作用下,其修复效果随含水率增加呈先下降后升高趋势,且修复效果在含水率为5%时最佳;3)在中心热源加热条件下,黏土在含水率为5%时传热效果最好,土壤温度由热源中心沿径向呈非线性衰减,越靠近热源点附近衰减越明显;4)热强化气相抽提修复苯污染黏土时,中心热源温度为160 ℃时修复效果最佳。     

典型铬渣污染场地的污染状况与综合整治对策

对比了国内外污染场地的管理现状.通过方法学筛选国内2处化工厂的铬渣堆存场地作为典型铬渣污染场地,并对土壤和地下水进行采样分析.结果表明,这2处铬渣污染场地均存在土壤和地下水污染,特别是在铬渣堆积区域的土壤中w(总Cr)超过当地土壤背景值的数倍～数十倍,地下水中w(Cr6+)超过Ⅴ类地下水质量标准达1 000倍.Cr6+极易迁移扩散,污染面积大,其中1号铬渣污染场地污染土壤总量约19.5×104 m3,2号场地污染土壤深度约达4 m.通过分析2处典型铬渣污染场地污染特性,提出了全国铬渣污染场地综合整治对策的技术路线和规划.