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。     

非均质含水土层中石油运移的电阻率监测

通过自制三维有机玻璃水槽建立非均质土层,设立浅层和内部两个泄漏点,模拟流动相原油在含水土层中的运移及水位波动条件下的重分布过程,并利用自制高密度电极排及电法仪揭示相应的电阻率响应特征.结果表明：原油在土壤中运移受泄漏源位置、泄漏量及土层结构的影响.同一土层内部泄漏点横向扩散较垂向明显,浅层泄漏点为四周扩散,泄漏量越大污染范围越宽,土层渗透性越高污染深度越深.原油泄漏后存在高阻和低阻异常2种情况,土层结构简单且含油率较高时高阻异常明显;土层组分较复杂尤其是盐分和粘土矿物含量较高,或含水率和含油率较低时,易出现低阻异常.水位升高后土层整体电阻率降低,原油向污染区中心集中;水位下降后电阻率升高,原油向四周分散,水位波动使原油进一步弥散.受内部泄漏点影响,垂向深度上离泄漏点越近（0.08m）污染越重,除此之外泄漏点下部（0.15m）原油含量高于上部（0.04m）,显示内部泄漏点原油下移较上移明显.     

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.     

甲苯在北京褐潮土中的运移分布及其STOMP模拟研究

针对我国日益严峻的土壤突发泄漏事故等环境问题,采用二维土槽装置模拟非水相液体(甲苯)发生瞬时泄漏后,其在北京褐潮土中的运移及分布规律,并采用STOMP模型对其进行了模拟.结果表明,泄漏9 h后,含量>1 g.kg-1和>20 g.kg-1的甲苯污染羽横向与垂向距离比分别约为2.3和3.这是由于北京褐潮土的渗透性能较差(渗透系数为0.12 cm.h-1),因此对甲苯的入渗过程有较强的阻滞作用,导致甲苯运移方式主要以水平扩散为主,垂向迁移能力较小.采用STOMP模型对非均质性土层结构(北京褐潮土-砂土和砂土-北京褐潮土2种结构)中的甲苯运移模拟结果表明,由于砂土渗透系数(29.70cm.h-1)远大于北京褐潮土,因此土层分界面的相对渗透率突变是影响甲苯重新分布的主要因素之一.本研究可为非水相液体污染物发生突发泄漏后,及时获取其在土壤中的分布情况提供理论支持.     

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.      

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.     

铬污染土电阻率实验的比较与分析

为了模拟铬污染场地污染土和未污染土的电阻率差异性,通过室内电阻率实验,比较不同含水率下铬污染土和未污染土的电阻率及其斜率的变化;然后通过人工配置铬污染浸出液模拟实际场地低浓度铬污染土,分析低浓度污染土与未污染土的电阻率差异。结果表明:2种土的电阻率随着含水率的增加而减小,但是铬污染土电阻率变化曲线斜率比未污染土小;同一含水率下,铬污染土的电阻率值随浓度增加而减小,但是与未污染土之间仍然有电阻率差异。     

地下污水管线泄漏原位自动监测模拟实验研究

地下污水管线的泄漏将会对土壤、地下水环境产生严重的影响.本研究建立一套基于高密度电阻率测量的地下污水管线泄漏原位自动监测装置,通过室内模拟实验,验证该装置在不同地下水水位条件下对地下污水管线泄漏进行实时监测的可行性.结果表明,当泄漏管线位于包气带中时,能够迅速监测到管线发生的小流量泄漏;当管线位于地下水水位附近,也能迅速监测到管线发生的小流量泄漏,而且通过管线以上土层电阻率的梯度变化,还可推测污染物泄漏的程度;当管线位于地下水位以下时,由于污染物在地下水中迅速的混合并扩散,只有当泄漏达到一定浓度,使电阻率产生能够观测到的变化,才能监测到泄漏发生.本研究所使用的装置能够对位于不同地下水位和埋深条件下的污水管线泄漏进行实时自动监测.     

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...     

地下水水位波动对石油污染物迁移及透镜体位置的影响

近年来石油类污染在土壤和地下水环境中日益严重,由于天然及人为因素导致的地下水水位波动会造成污染物的二次迁移,扩大污染范围,因此探究水位波动对污染物迁移的影响刻不容缓。以柴油为例,利用二维模拟槽模拟柴油在地下水水位波动带中的迁移情况,通过控制水位升降模拟地下水水位波动,研究柴油透镜体的位置、模拟槽内柴油-水-气体饱和度随水位波动的变化,分析地下水水位波动对石油类污染物在地下水非饱和带中迁移的影响。结果表明:当水位向下波动时,油相可驱替水向下迁移,透镜体位置下移,迁移的过程中部分油相被介质吸附形成残余相,导致残余相柴油的污染范围增大;而当水位向上波动时,水可驱替油相向上迁移,透镜体位置上移,迁移的过程中部分油相溶解,导致溶解相柴油的污染范围的增大。该研究可为实际污染场地的修复提供理论支撑。     

金属离子污染砂土复电阻率的时变特征及形成机制

为研究不同污染情况下土壤复电阻率的时间变异特征及控制机制,设计了人工砂土和水2种不同的介质作对照,以NaCl、MnCl₂和模拟海水作为污染物分别模拟海水入侵和金属离子污染场景,测量10⁰~10³Hz范围内的相位变化并观测其时变特性.结果显示,无论在纯液相介质中还是在土壤介质中,相位值都随着污染物浓度的增大而减小,随频率的增大而增大.随着污染物浓度的变化,土壤介质中的相位比水相介质中更加敏感.在土壤和水的背景环境下,通入1g/L的NaCl溶液,在1Hz条件下测量,土壤相位下降了约42%,而水相介质几乎看不出相位变化.针对固定频率进行多次测量的结果表明,水相介质中的相位值稳定而土壤介质中的相位值在中高频段（>16Hz）表现出了明显的时变特征,这种时变性也随着污染物浓度的增大而减小.在10²Hz时,测得沙柱背景值的相位浮动范围在-4.05~-11.67mrad,方差达到4.8,而在水相溶液中方差仅为0.09.复电阻率法对金属离子污染土壤的反应很灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子含量有关.但由于多相介质的相界面特征以及孔隙结构的复杂性,使得交变电流下电荷载流子在介质中的迁移极化规律混乱,造成相位波动.     

干片采样法在海滩大气氯离子监测中的饱和现象浅析

目的探索干片采样法在海滩大气氯离子监测中的应用。方法针对海南海滩大气氯离子监测过程中出现的饱和现象,分析其形成的原因和影响因素,提出制定监测方案的应对措施,以及测试结果的表征方法。结果 A地区的1号、2号采样点和万宁站海洋平台采样时间为7天、19天的氯离子监测存在饱和现象,3号采样点3个采样周期的监测都没有出现饱和现象。结论海滩大气环境中,海浪高度与空气中氯离子的沉降速率有较强的关联性。缩短采样时间,增加采样次数,适当增加平行样数量和监测点的数量,可降低饱和现象监测结果的影响。A地区海滩氯离子的沉降速率为7.61 mg/(100 cm~2·d),万宁站海滨的氯离子的沉降速率可确定为大于5.99 mg/(100 cm~2.d)。     

采用清洗-热脱附工艺修复石蜡基与环烷基原油污染土壤

石油污染土壤修复工艺的选择及其应用效果受原油属性影响明显。选取石蜡基和环烷基2类原油污染土壤,采用清洗预处理-热脱附方法,研究耦合工艺的修复效能,重点比较清洗对土壤粒级的分离效果,表面活性剂对石油污染物的脱附效率,药剂清洗前后的土壤热脱附修复效果等。结果表明:清洗后2种土壤的砂质组分吸附的石油类脱附率约为59.83%和36.42%,远高于黏质组分。阴离子型α-十六烯基磺酸钠脱附能力更强,石蜡基和环烷基2类油源污染土壤的石油类脱附率为46.5%和39.8%。以环烷基土壤为例,将药剂清洗后分离出的黏粒土进行热脱附,与未清洗的原污染土壤相比,前者脱附所用时间更短。400℃下热脱附3 h,石油类含量降至0.26%。采取清洗-热脱附工艺开展现场试验,清洗后粗粒级砂质土壤的石油类含量为1.56%,黏粒土脱水后热脱附,石油类含量可达到0.57%,清洗-热脱附修复污染土壤能耗低于单纯热脱附工艺。     

北京地区土壤对柴油的吸附及影响因素研究

通过静态吸附实验,研究了北京地区土壤对柴油的吸附行为,考察了溶液pH和添加乙醇对柴油吸附的影响. 结果表明,6种不同土样对柴油的吸附等温线均较好地符合Langmuir吸附方程,其吸附系数(K)分别为0.193, 0.218, 0.203, 0.199, 0.211和0.182 L/mg,6种土样吸附能力依次为轻壤土>轻粘土>中壤土>砂壤土>重壤土>紧砂土,这主要是由于6种土样的pH,有机质含量和机械组成不同所致;溶液pH的升高,不利于柴油在土壤中的吸附,pH从4升高到10,柴油在1～6号土样中的吸附量分别从1　012, 1　800, 1　377, 1　272, 1　601和862 μg/g降低到114, 236, 163, 150, 201和85 μg/g;向柴油中添加乙醇会减小柴油的吸附量,并且吸附量随添加乙醇量的增大而降低,这有利于柴油的向下运移.      

深度及含水率对包气带砂层中柴油降解作用的影响

通过模拟砂柱实验,研究了不同深度及含水率砂层(包括细砂、中砂和粗砂)中的柴油降解特性.结果表明,介质的深度及含水率是影响柴油降解效率的重要因素.相同介质条件下,介质的含水率越大,其生物活性越强,生物作用降解柴油的效率越高.介质性质影响柴油在包气带介质中的降解效率,介质的颗粒越细,其降解柴油的能力越高,即细砂>中砂>粗砂...     

Sonochemical treatment of simulated soil contaminated with diesel

Sonochemical treatment has previously been shown to be an effective method to remediate soils contaminated with hydrocarbons. Ultrasonically induced desorption of the contaminants is based on the mechanisms of physical breakage of bonds by hot spots, quartz particle surface impingement, the fragmentation of long-chain hydrocarbons by microjets, as well as microstreaming generated by acoustic vortices in the media pores. In this investigation the effect of factors such as: slurry concentration; ultrasonic power intensity; duration of irradiation; particle size; diesel content; slurry pH; salinity; and surfactant concentrations on the desorption of diesel from quartz, is considered. A multistage sonochemical treatment process for the remediation of sand contaminated with diesel is consequently proposed and it is shown that this approach is more effective than high-speed mechanical agitation.     

应用OCMA-220型油分仪测定水样中油含量在实际工作中的几个问题

ＯＣＭＡ－２２０型油分仪应用非散红外光谱法测定水样中油的含量，测定结果较稳定，准确度较高，在环境监测中应用广泛。实际操作中，水样中悬浮料粒子较多且萃取层与ＣＣＬ４层为乳化状态时，必须经滤纸过滤和无水Ｎａ２ＳＯ４脱水处理，才能进行测定。但经滤纸过滤和无水Ｎａ２ＳＯ４脱水处理后，空白值分别在５ｐｐｍ和１６ｐｐｍ以上，如果样品油含量较低时，产生的系统误差，将导致分析结果准确度降低。