基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险评估

针对传统污染地块地下水污染风险评价忽略污染扩散风险的问题,以湖南某地下水污染地块及周边为研究区,开展风险评估和动态变化趋势评估。采用定量-定性结合的方式,通过指标筛选和确定,建立了耦合数值模拟预测和风险筛查静态风险评估的污染地块地下水污染动态风险评估方法。模拟预测结果表明,地块土壤和地下水中的污染物随时间逐渐向下游扩散,地下水中Cr(Ⅵ)在38 d时浓度达到最大值1239.5 mg/L,585 d时迁移至河流,917 d时地下水污染羽面积达到最大。基于风险筛查的地下水污染风险评估,和基于数值模拟和风险筛查的地下水污染动态风险2种方法计算得到的地块地下水污染风险总分分别为76.2和72.4,风险分级均为高风险地块,但后者略低于前者,表明针对污染物在包气带和饱水带中的迁移情况,定性分析结果相比定量分析结果可能趋于保守。动态风险评估结果显示,该地块始终为高风险地块,地下水污染风险先上升再下降,在500～700 d时达到最高风险95.2分。建议污染地块应尽快开展地下水风险管控或修复,避免污染扩散导致风险进一步增大。     

电厂灰场对地下水污染的数值模拟及污染预测——以江苏徐塘电厂炮车灰场F-污染为例

以江苏徐塘电厂炮车镇灰场为例,建立了炮车镇灰场及邻近地区地下水水质（污染）模型,并选用灰渣溶滤后产生的Ｆ－作为模拟因子,对地下水水位变化和Ｆ－浓度变化进行了数值模拟．最后利用模型对地下水中Ｆ－污染的范围和程度进行了预测．结果表明,模型可靠、合理、实用,为建立灰场后所可能引起的对地下水污染的预测预报提供了科学手段     

基于GMS的再生金属项目地下水环境影响预测

为研究某新建含锌电炉粉尘的处理项目对地下水的环境影响,基于GMS软件构建了评价区地下水流模型和溶质运移模型,并利用此模型对水淬池发生泄漏情况下地下水中Pb和Cl污染情景进行了模拟与预测.结果表明:在事故工况下,Pb最大浓度出现在90d,30年后Pb的污染晕前锋迁移约147m,可能会对厂区及厂界外地下水造成污染;Cl的污...     

地下水污染健康风险评价理论体系研究

基于对风险的认识,以地下水为研究载体提出地下水污染健康风险评价的概念。按照风险识别、风险量化、风险管理的步骤构建了地下水污染健康风险评价的理论体系,并对每个步骤进行了详细的描述和研究方法的探讨,提出了判定的原则和方法以及对我国地下水污染健康风险管理的建议,以期为我国地下水资源管理和保护工作提供科学依据。     

地下水污染健康风险评价理论体系研究

基于对风险的认识,以地下水为研究载体提出地下水污染健康风险评价的概念.按照风险识别、风险量化、风险管理的步骤构建了地下水污染健康风险评价的理论体系,并对每个步骤进行了详细的描述和研究方法的探讨,提出了判定的原则和方法以及对我国地下水污染健康风险管理的建议,以期为我国地下水资源管理和保护工作提供科学依据.     

氮肥企业退役地块氨氮污染及其风险研究

基于氮肥企业退役地块土壤、地下水、土壤气和室内空气中氨氮的实测数据,分析了氨氮在各地块中的污染水平和分布特征,评估了氨氮污染的人体健康风险,分析了氨挥发造成的刺激性异味风险和对室内空气质量的影响,及氨氮迁移转化对附近地表水和下游地下水水质的污染风险.分析发现,4个地块中土壤和地下水氨氮含量均表现较强的变异性,土壤中氨氮最高浓度分别高达12700.00,2420.00,2920.00,2370.00mg/kg,地下水中氨氮最高值分别高达7550.00,5100.00,847.00,3760.00mg/L.在平面分布上,4个地块中土壤和地下水较高浓度氨氮均主要分布在生产区和污水处理区,在垂向分布上4个地块间存在差异,氮肥厂I的土壤以黏土为主,多数点位氨氮含量随深度增加而递减,氮肥厂II、III和IV的土壤以粉土/粉砂或粉土夹粉黏为主,氨氮含量总体呈现随深度增加而增加的趋势.4个地块中,仅氮肥厂I在最保守条件下土壤中氨氮的最高危害熵(1.54)略超可接受风险水平(1.0).氮肥厂II和IV的土壤气和室内空气中检出氨浓度范围分别为≤ 9.88mg/m³和≤ 0.18mg/m³,对室内空气质量未产生不利影响.氮肥厂I和II紧邻河流监测井中的氨氮浓度超《地表水环境质量标准》中IV类(1.5mg/L)标准1.05~409.33倍,氮肥厂III和IV污染区地下水中氨氮浓度在至少4次监测结果中有轻微降低,且在下游监测井中发现硝态氮的积累.分析结果表明,4个地块在现状条件下土壤和地下水氨氮污染的人体健康风险较低,对室内空气质量影响较小.但地块地下水中氨氮是附近地表水和下游地下水环境的长期污染源,氨氮转化的硝态氮更易向下游迁移.建议今后处理氮肥企业退役地块氨氮污染时将其对地表水和下游地下水环境的污染风险纳入考虑.     

某化工场地地下水中污染物运移模拟研究

为探究浅层地下水中污染物运移规律,给场地地下水调查与污染防治提供科学依据,以湖北某化工厂场地为研究对象,采用GMS软件对厂区内不同情景下油库储油罐发生泄漏后石油类污染物和厂区危险废物堆埋区重金属Zn在浅层地下水中的时空分布特征和运移规律进行了模拟预测研究。结果表明:石油类污染物沿地下水流方向运移明显,污染羽大致呈椭圆形;油库储油罐发生泄漏后地下水中石油类污染物浓度迅速上升,泄漏停止后由于自净作用其浓度缓慢下降,直至污染消失,有效的防渗措施可以大大减少油库泄漏带来的地下水污染;在厂区危险废物堆埋区,随着污染源强的减小,重金属Zn在相同时间节点污染程度相应降低,但水平和垂直方向上的运移趋势大体一致;厂区第三层土壤渗透系数较低,Zn很难向下运移,模拟期(6 000d)内Zn没有到达细砂层,不会对汉江水质造成污染,进一步说明渗透系数较低的黏土层使污染物很难向下运移,这可为场地调查中污染物运移范围的预估和采样深度的确定提供参考。     

地下水污染的数值模拟及污染预测研究——以迁安市某项目的Cr~(6+)污染为例

针对地下水污染的数值模拟及污染预测问题,以迁安市某项目为例,建立了厂区及邻近地区地下水渗流模型和溶质运移模型,选用该项目的特征污染物Cr6+作为模拟因子,介绍了研究区水文地质条件,包括厂区位置及地形地貌、场地水文地质条件和场地水文地质试验,给出了建立地下水渗流数值模型,主要有地下水渗流数值模型和数值模型构建及识别验证,对地下水污染模拟预测,包括源强设定及模拟预测原则、地下水污染模拟预测和对地下水中Cr6+的浓度变化。     

河西走廊中段某地区地下水污染的健康风险评价

为了研究河西走廊中段某地区工农业生产对地下水的污染状况和保障人民生活用水安全,本文依据该地区地下水的水质监测资料,利用美国环保局推荐的健康风险评价模型对该地区地下水中污染物所引起的健康风险进行了计算与评价。结果表明:研究区地下水中污染物对人体产生的非致癌风险中,各监测点污染物的非致癌危害指数均未超过美国环保局推荐的控制标准1,说明这些污染物不会对人体健康造成危害;而部分区域六价铬的致癌风险值超过了美国环保局推荐的评价标准(10-6),说明该地区应加强对六价铬污染的防范治理,以确定人民生活的饮水安全。     

地下水污染防治的国际经验——以美国为例

地下水污染防治是保护人类用水安全至关重要的任务.在很长一段时间里,人们认为含水层之上的土壤和沉积物可以作为自然的“过滤器”来阻止污染物随水流迁移至地下水.但到20世纪70年代左右,人们逐渐形成共识,认识到这些过滤层往往不能有效阻止污染物向地下含水层的迁移.尽管如此,当时已经有相当大数量的污染物进入到土壤和地下水中.在对这些污染场地进行研究的过程中,科学家们开始意识到,一旦地下含水层受到污染,其危害可能会持续几十年甚至更长时间,而且很难找到经济有效的处理办法.     

基于模拟-优化模型的某场地污染地下水抽水方案设计

针对抽出-处理技术修复污染地下水时抽水方案不合理导致修复成本高、修复效果差的问题,以我国北方某化工企业搬迁场地局部区域苯污染地下水为对象,通过GMS软件联合MGO(modular groundwater optimizer)程序对抽水方案进行模拟优化.结果表明:研究区地下水中检出ρ(苯)最大值为700 μg/L,修复目标为100 μg/L;自然降解条件下需1 740 d才能达到修复目标,降解缓慢.经过技术比选,选择抽出-处理技术快速修复该污染地下水.通过模拟-优化模型对抽出-处理技术中的抽水方案进行优化设计,结果显示,当抽水时间小于600 d时,出现水头疏干,无法进行抽出处理修复;当抽水时间在600～700 d范围内时,设计的抽水时间越长,达到修复目标所需的总抽水量越小,修复成本越低;当设计抽水时间超过700 d时,修复成本增加,1 500 d的抽水方案较700 d总抽水量增加了2.38×106 m3.综合修复时间及修复成本分析,虽然抽水时间为700 d时抽水量最小,但相对于抽水时间为600 d的优化方案,其抽水量仅减少1.4%,经济性较差,因此推荐抽水时间采用600 d.      

应用稀土元素识别地下水污染来源——以南通某污染场地为例

采集南通某污染场地和周边背景区不同水体和上覆土壤样品,采用ICP-MAS测定了水体中稀土元素含量,并测定了水体中其他化学组分的含量,通过对比不同物质来源、不同成因水体中水化学类型和其中的稀土元素地球化学特征,探讨了识别地下水中污染物来源的稀土元素分配模式。结果表明:研究区受重金属污染潜水的稀土元素含量明显高于未受污染的潜水,其页岩标准化分配模式与天然状态下未污染水体差异明显,轻稀土富集程度最低并呈现Y的正异常最大;与自然状态下的潜水、承压水和地表水相比,受污染潜水与上覆土壤中稀土元素分配模式和异常特征更为接近。利用稀土元素分配模式的差异,识别平原区松散层潜水中污染物的来源是可行的,这为地下水污染调查与相关研究提供了新思路。     

区域地下水污染风险评价方法研究

依据系统风险评价的边界要素,初步建立了区域地下水污染风险评价指标体系:区域地下水特殊脆弱性评价、区域污染源特性评价和区域特征污染物健康风险评价.采用多指标综合方法,对3个评价体系进行耦合,并运用ArcMap的Spatial Analysis功能制图对其进行风险表征,从而建立了对不同地区不同自然条件、不同污染类型的区域地下水污染风险评价的新方法.以常州市为例,利用该方法对其浅层地下水进行污染风险评价,研究表明该市地下水脆弱性指数较高,且分布不均;污染源分布较为集中,对地下水污染风险影响较大;受污染物及污染源影响,常州市区人群健康风险值较高.全市浅层地下水污染风险高且分布不均,污染风险较高区域分布在安家-薛家-郑陆一线以北和城区及其东南部一带.     

基于数值模拟的地下水环境影响预测评价体系初探:以黔西南岩溶某场区为例

目前地下水环境影响预测评价工作缺少完整的体系,污染评价不全面,无法及时捕捉污染事件或防控方案可执行性差的现象时有发生。总结了地下水环境影响预测中的主要问题,利用已有数值模型进行地下水受污过程评价,设计跟踪监测和防控方案、协同污染防控,提出"污染过程预测评价","跟踪监测方案设计"及"污染防控方案设计"的三层金字塔预测评价体系,同时以贵州西南岩溶区某场区为例,评价潜在的地下水环境并设计监测防控协同系统,以期在一定程度上为同类工作开展提供参考。     

基于风险管控的污染地块修复模式概述

基于风险管控的理念,结合风险产生的3要素(污染源、暴露途径和风险受体),分别介绍了污染地块治理修复的多种可选修复模式。在多层次风险防控的思路下构建污染地块的修复模式,可以为污染地块的安全利用提供多样化的解决方案。     

应用数值法对井工开采对地下水预测研究——以晋城矿区赵庄煤矿为例

为了预测井工煤矿开采后地下水水位变化,及对矿区内居民水源井的影响程度,文章在详细分析赵庄煤矿区域及井田水文地质条件的基础上,运用VisualMODFLOW软件对该煤矿及周边影响范围进行了地下水流数值模拟分析,预测了赵庄煤矿开采后不同阶段地下水水位、水量及影响范围的变化,并分析了煤矿开采对当地居民饮用水源的影响,模型的识别与检验表明,所建模型能够较好地反映水文地质条件,能够与目前实际开采地下水影响相吻合。     

基于决策树的区域地块风险管控模式预测

针对传统地块风险管控模式确定存在效率低、成本高、缺乏系统性的缺陷,通过构建区域地块风险管控模式决策的特征数据集,并采用卡方自动交叉检验（CHAID）、穷举卡方自动交叉检验（E-CHAID）、分类与回归树（CART）3种决策树（DT）,探索不同DT算法应用于区域地块风险管控模式预测的可行性.结果表明,DT应用于区域地块风险管控模式预测是可行的.CART-DT在准确率（ACC）、精度（PRE）、召回率（REC）、F₁值方面的性能均显著优于CHAID-DT和E-CHAID-DT.CART的总体优化算法可能更适合区域地块风险管控模式的预测.区域保护目标（RPG）、区域污染物类型（RPT）、区域企业平均生产年限（RAPP）3项输入变量对CART-DT输出的重要性非常高;区域年平均风速（RAAWS）、区域地形地貌（RT）、区域土地增值潜力（RLVP）等11项输入变量对CART-DT输出的重要性较高;区域人口密度（RPD）、区域主导行业风险（RDIS）等6项输入变量对CART-DT的输出也有一定贡献.     

水力截获技术在地下水污染修复中的应用——以某危险废物填埋场为例

填埋场渗滤液引发的地下水污染问题日益严重,防渗失效情况下,如何采取有效措施阻止污染物扩散成为保护地下水的关键。本文以某危险废物填埋场为例,假设填埋场防渗结构完全失效,渗滤液随大气降雨连续入渗直接进入地下水,以Ni作为主要污染物,利用Visual MODFLOW模拟软件建立了Ni在地下水中迁移扩散的模型,预测其在地下水中的时空迁移扩散规律,并在此基础上,通过优化抽/注水井,建立有效的水力截获带对地下水污染进行修复。结果表明:六抽一注井群系统,单井抽水量为350m3/d时的修复效果最佳;水力截获技术可以直接将受污染水体抽除,将污染羽控制在拟建工程内部,以达到有效保护周围地下水环境的目的。     

基于物理过程的矿区地下水污染风险评价

目前国内外所做的地下水污染风险评价的实例研究一般都是从地下水的脆弱性研究出发,并未过多地考虑特征污染物对污染后果的影响.脆弱性是环境对污染物的自然敏感性,而地下水污染评价中更应当体现出污染物在地下水中的迁移分布特性.为了完善地下水污染风险评价的理论和方法,以某尾矿区为例提出了基于物理过程的地下水污染风险评价方法,在污染发生之前,根据经济社会的敏感性条件和污染物将来可能的分布范围,事先划分各个污染风险等级在含水层空间上的分布范围,然后据此反推各个风险等级所对应的污染物源强,以此作为地下水污染风险评价等级的划分标准,通过对污染物在包气带和含水层中的运移进行数值模拟来评价尾矿区地下水的污染风险.结果表明,这种基于物理过程的地下水污染风险评价方法可以给出污染物浓度和风险水平在空间和时间上的分布规律,对于单个点状的污染场地来说,具有详尽的风险表征方式,优于以往基于含水层固有脆弱性指数法的风险评价方法,该方法适用于现有污染场地的风险评价、场地优化选址和为场地建设提供设计参数.     

工业项目地下水污染监测井布设方案的定量化研究

工业成品生产过程中各类装置所产生的污染源严重威胁着工业建设项目厂区及其周边地下水环境安全,对工业项目厂区及其周边地下水水质进行有效的监测则成为防控地下水污染风险的关键。以某石化项目为例,基于对研究区水文地质条件的剖析和概化,通过野外水文地质调查及现场试验获取水文地质参数,利用FEFLOW数值模拟软件建立研究区地下水三维非稳定渗流模型和溶质运移模型,分析预测设定工况下污染物随地下水的迁移规律,实现了地下水污染监测井布设方案在时间和空间尺度上的定量化分析,并提出了合理且有效的监控管理措施,可为工业项目地下水监测井的精细化布设提供参考。