基于PPI的河段水体潜在污染研究

提出了一种预报河段水体潜在污染的方法——河段潜在污染指数法(riversection potential pollution index,R-PPI),并在北京市山区3个典型小流域进行应用.河流水体污染是我国目前最为突出的水环境问题,在治理工作开展前需要确定重点污染河段、区域和污染源,而基于河流水质监测的水质评价方法难以确定重点污染源.因此引入了潜在非点源污染指数(potential non-point pollution index,PNPI)法,进行了土地利用类型扩展、土地利用分类比对和土壤渗透性分级3个方面改进,得到潜在污染指数(potential pollution index,PPI),并在此基础上建立了河段潜在污染指数法.通过在3个小流域的应用研究可知,该方法具有所需监测资料少、操作简单、便于确定重点污染源、综合性强等特点,可为流域污染治理提供科学指导.     

石油类污染物自然衰减能力现场试验验证研究

在北京地区某加油站开展的前期石油类污染物自然衰减现场试验的基础上,进一步开展了验证试验,结果表明本次试验得到的挥发性有机物(VOCs)变化趋势及O2、CO2含量沿土壤深度分布和前期试验结果呈现相同的规律,说明基于自然衰减法设计实施的加油站现场试验检测分析结果可靠,试验方法具有合理性、可操作性及可重复性.进一步的理论分析对前期试验结果进行了验证,得出以下结论:(1)通过氧平衡和碳平衡计算对加油站土壤内的自然衰减方式进行评价,验证了该加油站地下土壤中实际发生的微生物降解既有需氧降解也有厌氧降解；(2)利用有机物的一级衰减模型对该污染现场土壤中石油类污染物的降解速率和半衰期进行计算表明,2次试验计算得到的石油类污染物的半衰期基本一致,该污染现场石油类污染物的半衰期为50 d左右；(3)在此基础上,对该加油站包气带土壤的自然衰减能力和环境质量进行评价,2次试验结果均表明该污染现场在自然衰减的作用下已经不存在环境风险.     

Johnson & Ettinger模型和Volasoil模型在污染物室内挥发风险评价中的应用和比较

在土壤污染和地下水污染的现场,挥发过程是挥发性污染物暴露的重要途径.设置典型土壤污染场景作为研究对象,选取Johnson&Ettinger模型和Volasoil模型进行室内挥发过程的模拟和暴露浓度的计算.对两个模型中污染物的运移机理进行了比较和分析.尽管方法和参数选择有所不同,二者对污染源处三相平衡浓度的计算本质上是一致的.暴露浓度的计算结果表明,两个模型对室内挥发过程的模拟可能会有较大差异,与污染现场的具体情况有关.参数影响的分析表明,污染源顶部埋深对二者暴露浓度的影响一致,Johnson&Ettinger模型对污染土壤含水率的大小非常敏感.建议考虑房屋结构的实际情况,选用或者改进模型进行室内挥发过程的评价.     

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.     

土壤及地下水污染点不同暴露途径的健康风险比较

选择目前国际上应用最为广泛的RBCA模式和Csoil模式,进行土壤污染和地下水污染暴露途径考虑异同的比较,并在此基础上设置典型的污染情景,对不同暴露途径的健康风险进行了计算.Csoil模式比RBCA模式多考虑了3种可能的暴露途径.将2种模式结合进行案例计算的结果表明,表层土壤污染的风险最大;对于浅层土壤污染,考虑淋溶作用时的风险较高.挥发暴露和饮水暴露是土壤及地下水污染点最主要的暴露途径,在RBCA模式中没有考虑的洗澡过程中的暴露也非常重要.对于表层土壤污染,覆土是减小健康风险的有效办法.     

基于PPI的土地利用优化研究

土地利用类型和管理方式是非点源污染的主要影响因素,受人类活动影响较大.基于对非点源污染防治措施的汇总分析,在三道防线的理念指导下,对密云水库流域3个典型小流域的土地利用现状进行了合理性分析,并设计了9个土地利用优化情景.以曹家路流域为例,利用PPI模型和R-PPI指数对比分析不同土地利用优化情景对环境的影响,得到最佳的土地利用组合.运用PPI模型和R-PPI指数进行土地利用优化情景的设计和比较,可以得到土地利用和管理方式的最优组合,从而优化流域内土地利用的空间分布和管理方式,削减水土流失,为土地利用规划和污染防治方案的制定和选择提供支撑.     

基于现场试验的石油类污染物自然衰减能力研究

基于在北京地区某加油站开展的油类污染物自然衰减试验,通过氧平衡和碳平衡计算对加油站土壤内石油污染物的自然衰减方式进行了评价,利用一级衰减模型对该污染现场土壤中油污染物的降解速率和半衰期进行了计算,并在此基础上对该加油站包气带土壤的自然衰减能力和环境质量进行了评价.结果表明,该污染场地实际耗氧量小于污染物全部需氧降解所需要的理论耗氧量,检测到的CO2的量也远小于需氧降解的理论生成量;污染点石油污染物的半衰期约为50 d左右.根据以上结果得出以下结论：①该加油站地下土壤中实际发生的微生物降解既有需氧降解也有厌氧降解;②第一次监测时超过环境标准的苯浓度大约在250 d左右降至保护地下水的筛选值以下,污染点已经不存在环境风险,该污染现场的环境监控措施可以解除.     

流域内污染负荷分布的评价模型研究 ——以密云县蛇鱼川小流域为例

在引入欧洲学者建立的潜在非点源污染指数模型PNPI的基础上,根据我国的社会经济条件和流域状况对其进行了土地利用类型扩展、土地利用类型比对和土壤渗透性等级划分等3个重要改进,建立了一个评价流域污染负荷分布的潜在污染指数模型PPI(Potential Pollution Index),并在北京市密云水库流域典型的3个小流域——曹家路、黄土坎和蛇鱼川进行了初步应用和分析验证.研究表明,改进后的PPI模型能够综合考虑养殖场、旅游区等各种污染源对河流水质的潜在污染影响,可用其评价流域内各种污染源对河流造成的潜在污染的空间分布.