基于TMVOC的地下水位波动带苯系物迁移转化模拟

为探究水位波动情况下苯系物的迁移转化规律,提高石油污染场地地下水污染治理精度,以西北某傍河石化场地为研究对象,基于TMVOC模型对特征污染物苯系物开展泄漏模拟,通过情景模拟比较水位波动对苯系物迁移转化的影响,并从污染分布、相间转化等方面,解析地下水位稳定和波动状态下苯系物迁移转化过程差异.结果表明:①TMVOC模型较好地模拟了水位波动状态下苯系物迁移转化过程.②相较于水位稳定状态下,水位波动作用下苯系物污染深度增加0.5 m,污染面积增加25%,总质量增加12 kg.③水位稳定和波动状态下苯系物"气-液-NAPL（Non-Aqueous Phase Liquids）相"占比分别为0.17%、2.03%、97.8%和0.04%、3.69%、96.27%.④NAPL相苯系物饱和度分布与苯系物质量分布呈正相关,水位波动造成NAPL相初始饱和度降低,且初始水位面以下NAPL相饱和度升高.⑤对于苯而言,水位波动状态下非饱和带中苯在液相中的质量是水位稳定状态下的1.11倍,饱和带为10.15倍.研究显示,水位波动显著地影响了苯系物的迁移转化过程,促进了苯系物的溶解,并使更多的苯系物残留在地下介质中.      

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.      

异位土壤气相抽提修复技术在北京某地铁修复工程中的应用实例

北京某地铁污染土壤修复工程采用异位土壤气相抽提修复施工方案。根据场地污染物的特性及修复场地实际情况,设计了异位土壤气相抽提修复系统,并通过中试研究获得了系统运行参数,验证了系统的修复效果,最终工程实施结果表明:所采用的异位SVE技术对主要污染物1,2-二氯乙烷、氯乙烯、氯仿和总石油烃(C_6-C_9)在土壤中的去除率达92.02%~99.07%。异位SVE在本修复工程中的成功应用,为今后类似污染场地土壤异位修复问题提供工程技术参考。     

典型农药污染场地地下水中苯系物监控自然衰减研究

通过对某农药污染场地地下水中苯系物（BTEX）4年的长期监测数据进行分析,识别了该场地地下水中BTEX浓度的空间分布规律,并研究了场地地下水中BTEX的自然衰减规律.结果表明,地下水BTEX污染程度较重,浓度为0.001～180.52 mg·L-1,平均浓度为13.30 mg·L-1;BTEX浓度和污染羽面积随时间出现波动式变化,但整体仍呈逐渐减小的趋势,表明地下水中BTEX发生了自然衰减;地下水中氧化还原电位（ORP）与BTEX浓度呈显著负相关,说明研究区中BTEX高浓度区域在发生生物降解;研究区BTEX的衰减速率较小,半衰期较长,说明该场地单纯依靠监控自然衰减的修复时间将较长,需要与化学刺激等其他主动修复技术相结合以提高自然衰减效率.     

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。     

轻质非水相流体污染场地的双相抽提修复

某化工生产场地受到了苯系物的污染,并在现场浅层地下水上方形成了由甲苯构成的轻质非水相流体层.采用原位单泵双相抽提技术对该场地进行了修复的中试研究.结果表明,双相抽提技术能通过真空作用同时去除场地中的自由相污染物、受污染的地下水以及受污染的土壤气体,可有效适用于中～低渗透性场地LNAPL污染的原位修复;直接回收自由相污染物是双相抽提工艺修复场地LNAPL污染的主要途径.     

低渗透石化污染场地多相抽提修复效率的数值模拟

借助TOUGH3/TMVOC软件对华北地区某典型污染场地进行模型概化,模拟再现了挥发性有机化合物(VOCs)在层状低渗透性介质中的运移和分布特征;同时,设置了不同情景的多相抽提方案,分析了渗透率对多相抽提技术(MPE)去除效率的影响.结果表明,VOCs在该介质中主要以非水相液体(NAPL)相形式存在,且NAPL相饱和度...     

水位波动对双岩性土层中苯系物运移规律的影响

以苯和甲苯为研究对象,构造双岩性土柱I(砂土-粉土-砂土)和单岩性土柱II(砂土),模拟水位波动、土层介质对苯系物运移的影响。结果表明:水位波动前苯多集聚在粉土夹层上界面,水位波动后下界面苯浓度升高了27.04倍,水位波动有助于苯的垂向运移。波动周期内,苯和甲苯在夹层界面处浓度变化趋势一致,但两者浓度峰值出现阶段不同,且甲苯穿透夹层的浓度小于苯,仅为苯的17.55%。在柱I粉土夹层下界面与柱II相同位置,水位下降时,苯的浓度变化趋势相反;波动周期内,柱I中苯浓度变化速率的改变幅度小于柱II,其受水位波动影响较小。由此,苯系物在不同条件下的运移特征,可为土壤和地下水污染的精准修复和防治提供技术支持。     

SVE技术中抽提真空度及相关参数的应用分析

土壤气相抽提(SVE)技术在污染土壤修复中得到越来越广泛的应用。结合不同区域的地层条件,通过不同梯度的抽提真空度试验,分析了各因素的影响关系,并确定了相关参数来进行SVE系统设计。试验结果表明:抽气流量随抽提真空度提升而增大,但超过40 k Pa后,增大趋势缓慢;在地层均质情况下,试验井真空度与径向距离呈正相关,但非均质时,有可能出现距离远真空度反而高的情况;当抽提真空度为35 k Pa时,试验井真空度整体效果达到最优;利用公式法和直线图解法分别确定试验区土壤空气渗透率及影响半径,计算结果在经验值范围内,且符合试验区地质条件。对土壤气相抽提技术在实际应用层面进行了说明,为以后类似地层条件下污染场地的原位修复工程提供了技术及工艺参数参考。     

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.     

Groundwater contamination and natural attenuation capacity at a petroleum spilled facility in Korea

As a remedial option, the natural attenuation capacity of a petroleum contaminated groundwater at a military facility was examined. Hydrogeological conditions, such as high water level, permeable uppermost layer and frequent heavy rainfall, were favorable to natural attenuation at this site. The changes in the concentrations of electron acceptors and donors, as well as the relevant hydrochemical conditions, indicated the occurrence of aerobic respiration, denitrification, iron reduction, manganese reduction and sulfate reduction. The calculated BTEX expressed biodegradation capacity ranged between 20.52 and 33.67 mg/L, which appeared effective for the reduction of the contaminants levels. The contribution of each electron accepting process to the total biodegradation was in the order: denitrification > iron reduction > sulfate reduction > aerobic respiration > manganese reduction. The BTEX and benzene point attenuation rates were 0.0058-0.0064 and 0.0005-0.0032 day^-1, respectively, and the remediation time was 0.7-1.2 and 2.5-30 years, respectively. The BTEX and benzene bulk attenuation rates were 8.69 × 10^-4 and 1.05 × 10^-3 day^-1, respectively, and the remediation times for BTEX and benzene were 7.2 and 17.5 years, respectively. However, most of the natural attenuation occurring in this site can be attributed to dilution and dispersion. Consequently, the biodegradation and natural attenuation capacities were good enough to lower the contaminants levels, but their rates appeared to be insufficient to reach the remediation goal within a reasonable time frame. Therefore, some active remedial measures would be required.     

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.     

BTEX在乙醇汽油和传统汽油污染地下水中的衰减行为对比

地下燃油储藏罐泄漏造成苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）影响生态环境和公众健康的问题一直备受关注,随着乙醇汽油的推广使用,乙醇对BTEX修复策略的影响成为需要重视的新问题.为揭示乙醇汽油污染地下水中BTEX的衰减行为,本文通过室内两个独立砂槽投注实验和近3年的监测,对比了乙醇汽油和传统汽油中BTEX自然衰减和基于硫酸盐-硝酸盐补充的增强生物修复行为.结果表明,传统汽油BTEX自然衰减较快,乙醇汽油BTEX自然衰减较慢,一级衰减速率常数分别为0.0055~0.0329 d^-1和0.0045~0.0124 d^-1;苯衰减最快,其次为甲苯.补充硫酸盐和硝酸盐能促进生物修复,单独补充硫酸盐时其利用率为89.7%~92.9%,同时补充硝酸盐时硫酸盐利用被抑制,硝酸盐利用率为79.9%~87.2%.水位波动会促进BTEX溶解和迁移,增大质量通量.乙醇汽油不仅能消耗更多电子受体,使得BTEX衰减被抑制,而且可能会扩大水位波动引起的增溶效应.     

地下水挥发性有机污染物自然衰减能力评价方法

挥发性有机物是我国污染场地地下水中高频检出的污染物,在地下水中多以非水相液体（NAPL）形式存在,成为持久的污染源,具有较高的环境和健康风险。监测自然衰减技术以成本低,扰动小,无二次污染等特点越来越受到关注。概述了目前国外主要的地下水挥发性有机污染物自然衰减能力评价方法。60个污染场地的应用情况表明,污染物浓度趋势分析和水文地球化学指标方法的应用频率最高,简单的污染场地使用这两种方法可以准确评价地下水挥发性有机污染物的自然衰减能力,复杂的污染场地需要综合多种手段（微生物学方法,微宇宙实验,稳定同位素分析等）提高自然衰减评价结果的可靠性。稳定同位素分析方法既能指示污染物的降解途径,也能量化自然衰减的速率,是目前地下水挥发性有机污染物自然衰减评价研究最受关注的技术。     

蒸汽-空气混合注射修复TCE污染的二维土箱实验研究

蒸汽-空气混合注射法是一种新近发展起来的并具有较好应用前景的包气带非水相液体(NAPLs)污染修复方法.为探讨蒸汽-空气混合注射法的修复过程及机制,本研究采用石英砂模拟包气带松散介质,选取三氯乙烯作为典型污染物,在二维土箱内人工设置不同的污染方式和污染区域,开展混合注射修复实验.结果表明,混合注射有效地改善了SVE法后期出现的"拖尾"现象,其修复过程可分为SVE阶段、蒸汽加强阶段和热量穿透阶段;污染区域零散分布与单一分布相比,热量穿透土箱的时间变短,TCE去除率更高,去除速率更快.污染区域零散分布与单一分布条件下,热量穿透时间分别为60 min、69 min,去除率分别为93.5%、88.2%,去除时间分别为83.9 min、90.6 min,缩短了修复时间;另外,在污染区域单一分布的实验中发生TCE污染羽的积累与下渗现象,降低了TCE去除效率,在污染区域零散分布实验中温度过渡带更宽,温度峰前冷凝的NAPL态TCE减少.     

土壤气相抽提过程中多孔介质扰动的数值分析

基于质量守恒与流体达西定律推导水气二相流动的连续性微分方程,进而结合饱和度~相对渗透率~毛细压力耦合关系构建二相流动数学模型,并建立多孔介质孔隙度变化与水气二相饱和度之间的数学关系,最终实现多孔介质扰动时空变化的定量表征.案例模拟分析结果表明:对于特定场地而言,抽提影响带的空间形态与抽提真空度密切相关,抽提真空度越大,影响半径及影响带内的气流速度越大,本案例中抽提真空度在11kPa和31kPa时的抽提影响半径分别达到8.5m和9m;在抽提过程中,孔隙度及渗透率随时间呈现先增加后稳定的显著变化,达到稳定所需的时长及其变幅则与离抽提段的空间距离成反相关,抽提压力为0.7′105Pa、特征参数 =0.8的情景模拟显示:距离抽提段1m的P1点在约40min后孔隙度达到稳定、增幅为0.0387,而较远的P4点,距抽提段水平距离为3m,约在60min后达到稳定、增幅为0.0031,相应地,P1和P4点介质渗透率分别从1.18×10-11m2增加至2.22×10-11与1.25×10-11m2;在相同抽提压力下,孔隙度增幅与关键参数 值成正相关,抽提压力为0.9×105Pa、 =0.1和0.8时的孔隙度最大增幅分别约为0.009和0.055;相同参数 条件下,孔隙度增幅与抽提压力成正相关, =0.8、抽提压力为0.7×105Pa时的孔隙度最大增幅则达到0.066.     

土壤气相抽提(SVE)技术研究进展

土壤气相抽提(SVE)是石油类土壤及地下水污染修复工程中广泛采用的原位治理技术。本文主要介绍了SVE技术的影响因素、系统设计、运行机理以及现场监测,阐述了SVE技术及其理论进展。最后展望了该技术的应用前景。     

地下水石油污染曝气治理技术研究

在石油开采区现场考察了地下水石油污染曝气治理效果.结果表明,现场土壤地质条件对曝气气流分布影响很大,气流分布并不与曝气井为轴对称,曝气井左侧影响距离达6 m,右侧仅为4 m;经过40 d的连续曝气,在气流分布密度大的区域,石油去除率高达70%,而在气流分布稀疏的区域,石油去除率只有40%,曝气影响区地下水石油平均去除率为60%;对曝气前后地下水中石油组分进行色质联机分析,表明石油去除效果与石油组分及其性质有关,挥发性高的石油组分容易挥发去除,而挥发性低的石油组分难于挥发去除,因此地下水石油污染曝气治理存在“拖尾效应”.