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.     

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.     

地下水资源保护亟待建立环境风险评价机制

近些年,环境风险评价和环境风险管理的概念被提出。欧美国家基本都在走这条路。但是它带来的另外一个问题是政府要出面加强管理。另外,利用地下水分层分布的特点杜绝一部分地下水污染是我国可实施的重要手段。     

有机污染物在多孔介质中的残留

土壤、地下水中的有机污染物主要以自由态、挥发态、溶解态和残留态等四种形态存在 ,其中残留态的部分是最难以去除的 ,残留量的多少是关系治理费用及治理时间长短的最关键因素。本文以柴油为代表 ,对地下水饱和区中有机物的残留进行了试验模拟 ,与非饱和区的残余饱和度进行了比较 ,揭示了饱和区中有机污染物残余的特点 ,并深入分析了其机理。结果表明 ,砂性介质中 ,地下水饱和区中有机污染物的残余饱和度显著大于非饱和区中的残余饱和度 ,因此可以有效地利用这一特性 ,通过降低地下水位使饱和区中部分残留态污染物转化为自由态 ,提高去除效率 ;与非饱和区中多孔介质粒径越小 ,残留量越大的特性相反 ,饱和区中测得的残余柴油饱和度随介质粒径的增大而增大。不同水位变动速度的试验结果表明 ,水位变动速度对粘性大于水的柴油的残余饱和度影响可以忽略不计。     

土壤,地下水中有机污染物的就地处置

有机化合物对土壤、地下水的污染已引起世界各国的普遍关注。地层介质中的有机物主要以自由态,挥发态、溶解态和固态４种形态存在。有机污染物的自然降解能力较差,如不进行人工清除,在自然环境中它们可能存留长达几埏年之久,对土壤、地下水资源构成长期的威胁。传统的开挖处理技术不仅费用昂贵,而且当贮赃物 地表被利用时则无法进行开挖处理（如有建筑物等）。近扯为,以地下冲洗法,土壤抽水法和地下水曝气法为代表的有机污染     

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.     

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.     

地下水中VOC挥发因子模型的研究

建立了一个计算地下水中挥发性有机物（VOC）挥发因子的模型.选用半挥发性的1,2,4-三氯苯和挥发性的四氯乙烯为VOC的代表,分别计算了非饱和区土壤为砂土和粘土时的挥发因子.结果表明：蒸发使VOC的挥发因子增大,而下渗则使VOC的挥发因子减小;不论VOC的挥发性强弱,蒸发（下渗）对挥发因子的影响均比较明显;蒸发情况下,非饱和区土壤性质对挥发因子的影响不明显,而下渗情况下,非饱和区土壤性质对挥发因子的影响则趋于明显;此外,当非饱和区土壤为粘土时,VOC的挥发因子受蒸发（下渗）的影响更明显.     

土壤气抽提多井方案的数值模拟研究

以存在石油烃污染的北京市某加油站场地为研究对象,设计了土壤气抽提(SVE)原位修复系统,应用AIR3D软件对SVE作用下土壤包气带的气压场进行数值模拟.划定以土壤气压强低于或等于101.122kPa的区域为抽气影响区域.模拟结果显示,单井的抽气影响区域不能满足要求;多井抽气时,井间区域土壤气体真空度受多井共同作用,扩大了抽气的影响区域.抽气井不同布置情况下井间距大小对相互作用效果存在影响.研究发现,井间相互作用随着井间距的增大而减小,井间距存在临界值.井间距临界值与抽气井的布置形式相关.对于本研究中的2眼井、3眼井、4眼井情景,此临界值分别在3~5m、5~8m、8~10m区间.超过此临界值时井间相互作用将显著减弱,并导致抽气影响区域不能覆盖整个井间范围.