污染场地地下水中污染物迁移及风险管控

预防和控制是环境污染防治的重点和优先选项,地下水污染防治也不例外。地下水污染场地管理包括风险管控和主动修复,其中风险管控在我国受到高度关注和重视。本文对影响地下水中污染物迁移的几个重要因素进行了探讨,包括含水层介质的非均质性、"对流-弥散"与"对流-扩散"、地下水流场的季节性变化影响等。在此基础上,研究了地下水污染监测自然衰减(MNA)的评估问题,包括:自然衰减应用有效性的判别、地下水污染羽的行为变化、对场地刻画及数据资料的要求等,对地下水污染的风险管控进行了分析论述。     

西南某退役化工厂场地地下水污染特征及污染物迁移规律分析

针对某退役化工厂场地受有机物污染的地下水含水层,开展地下水污染特征调查,通过风险评价模型、DRASTIC模型分别对研究区进行人体健康风险及地下水脆弱性评价,构建污染物地下水迁移扩散模型,进一步剖析典型污染物迁移扩散的影响因素及动力学模式。结果表明：研究区地下水受1,2-二氯乙烷、苯、三氯甲烷的污染,1,2-二氯乙烷的总致癌风险为4.00×10⁻⁶,超过人体健康风险可接受水平,主要暴露途径为吸入室内空气中来自地下水的气态污染物;研究区地下水脆弱性指数为4.912~5.305,整体处于中等脆弱性水平,地下水系统抵御污染能力较强,地下水埋深、净补给量和含水层厚度是影响地下水脆弱性的主要因素;1,2-二氯乙烷迁移扩散受地下水对流作用、含水介质吸附阻滞作用、生物化学作用共同影响,地下水对流作用是其迁移扩散的主要动力,含水介质吸附阻滞作用及生物化学作用对于其分布范围影响显著。

     

加油站泄漏污染物的迁移分布规律

选择某废弃加油站场地为研究对象,通过采集分析土壤和地下水样品中的铅（Pb）、总石油烃（TPH）、多环芳烃（PAHs）、苯系物（BTEX）、甲基叔丁基醚（MTBE）,分析了污染物在该区域地下环境中的迁移和分布特征.测试结果表明：场地包气带和含水层介质岩性以砂质粉土、粘质粉土和粉质粘土为主,土壤样品中总石油烃（C < 16）和苯均存在超标现象;垂向污染物高浓度值多出现在地下水面附近,其中上层滞水区总石油烃和苯大面积超标,潜水中总石油烃（C < 16）、苯及MTBE超标,承压水尚未被污染.在分析目前石油类污染场地修复技术的基础上,结合场地的实际条件,建议土壤和地下水的修复主要采用异位修复技术.     

土壤中重金属污染物的迁移转化规律研究

土壤污染物类型一般分为有机污染物和无机污染物,在我国土壤污染物类型中,以无机污染物为主,其中最主要的污染就是重金属污染.重金属污染不仅会导致依靠土壤生存的植物死亡,导致农业受到极大的打击,还会通过食物链积累并实施迁移,最终通过食物和水进入到人体,对人体造成严重的损害.文章旨在通过研究重金属污染物如何在土壤中迁移转化,分...     

石油类污染物在砂砾石层中的迁移与分布

利用静态模拟实验研究河滩砂砾石对油类的静态吸附特性,确定平稳吸附等温方程。通过土柱实验模拟油类在砂砾石中的迁移过程,建立油类在砂砾石层中迁移的数学模拟模型,确定模型参数,以此预测油类砂砾石中的迁移。     

污水中潜在污染物的下渗及其对地下水的污染

预测人类活动对地下水资源的生物质量的影响,特别是预测地下水中经过长期痕量累积在人群或生物群落的个体中诱发恶性变化导致体细胞突变的潜在生物性质的改变,是制订人类长期接触污染物容许浓度,和管理地下水资源的重要依据之一。本文用蚕豆根尖细胞微核检测指标,配合水化学分     

氮污染在地下水中迁移、转化规律的研究

氮及其化合物是目前地表水和地下水的一个重要污染源。本文选取不同土质作为渗透介质,通过室内土柱实验,得出不同深度的土层对不同浓度的NH4+-N和NO3--N的去除率,及不同土层对同一浓度NH4+-N和NO3--N的去除率。同时得出,无论哪种地下土质对氨和硝酸盐的阻截能力都较弱,对突发污染恢复力也同样较弱。     

近岸海底地下水排泄观测方法及环境影响评述

海底地下水排泄(SGD)作为沿岸地带的重要水陆交换过程,已经引起了国内外学者的广泛关注。SGD指地下水进入到海洋的过程,包含陆地含水层中地下淡水排泄(SFGD)和再循环的海底地下水排泄(RSGD),既影响着海岸带的生态环境,也制约着局部或全球的元素循环。由于其通常在水下发生,容易被研究者们所忽视;同时,由于它在时间和空间上的不确定性,对SGD的精确测量比较困难。重点论述了局部和区域范围SGD的观测方法和最新研究热点,评估了各种方法的优缺点和适用范围,并展望了SGD领域未来可能的发展方向。     

氮化物在土层中的迁移与转化的研究

通过摸拟实验,研究了氮化物在土层中的迁移与转化作用。结果表明,土层对NH_4~+有很强的吸附作用,NH_4~+难以通过土层进入地下水中:NO_3~--N基本上不被土层吸附,能顺利通过土层进入地下水,故是地下水氮污染的主要形式。     

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。     

土壤污染对地下水影响的2种评估方法的应用与比较

以某含1,2-二氯乙烷等10种有机物污染土壤回填项目为例,介绍了2种方法(三相平衡耦合地下水稀释模型和Sesoil耦合地下水稀释模型)在评估土壤污染对地下水影响中的具体应用并进行了比较. 结果表明,采用US EPA(美国国家环境保护局)推荐的三相平衡耦合地下水稀释模型预测的地下水中目标污染物浓度高于新泽西州推荐的Sesoil耦合地下水稀释模型的3~10倍,污染物亨利常数及碳水分配系数越高,二者的差异越明显,达到1个数量级. 对于多环芳烃类的强疏水性有机污染物,2种方法的评估结论无本质差异. 出于保守性及调查成本的考虑,在制订国家或区域范围基于保护地下水的土壤通用筛选值时,建议采用所需参数相对较少的三相平衡耦合地下水稀释模型的方法,以节约调查成本. 对于具体评估项目,当污染物浓度超过通用筛选值时,建议进一步对场地水文地质条件进行调查,采用Sesoil耦合地下水稀释模型重新评估并计算该特定场地的筛选值,以节约修复成本.      

氯代烃污染地下水修复技术研究进展

针对地下水氯代烃污染修复最为常用的七种技术进行了比较,各项修复技术适用范围有所区别,根据地下水污染物种类、污染程度、地质条件等的不同,可以针对性的选择最为适合的修复技术,各项之间也可以联用以达到更好的修复效果。通过对比发现,抽出处理技术和渗透反应墙技术可用于对污染物扩散范围的控制,原位曝气技术、生物修复技术和化学氧化技术可以针对地下水污染源区进行修复,植物修复技术和监测自然衰减技术可用于微污染区域的长期修复。     

京津冀化工场地地下水污染修复治理对策研究

京津冀化工场地地下水污染问题突出,严重威胁当地饮水安全和可持续发展,亟待开展修复治理.针对京津冀化工场地地下水污染现状,分析了化工场地地下水污染修复面临的挑战,提出了分区分级的修复治理对策.结果表明:①针对可能存在NAPL(非水相液体污染物)的高风险污染源区,采取高强度修复措施,以实现污染物总量的快速削减;②针对中度污染区,采取单位能耗强度更低的长效修复措施,降低修复成本和二次污染风险;③针对低风险的轻度污染区,采取风险管控措施.结合对典型化工场地地下水污染修复技术的分析,提出的分区分级修复治理对策具有以下特点:①多技术耦合,形成互补效应,可提高修复效率;②节约修复成本,降低二次环境影响;③体现基于风险的原则,避免过度修复.      

场地地下水1,2-二氯乙烷污染的修复实验与数值模拟研究

为筛选适宜的地下水中1,2-DCA(1,2-二氯乙烷)污染的修复方法,本文开展原位修复包括化学氧化清除技术、监测自然衰减技术及其集成技术的有效性研究.首先通过室内实验,研究高铁酸钾和过氧化氢这两种不同氧化剂对1,2-DCA化学清除的效率以及清除过程中对地下水化学环境的影响.结果表明,高铁酸钾和过氧化氢均能有效的进行化学...     

污染地下水零价铁原位反应带修复技术:理论·应用·展望

ZVI-IRZ(零价铁原位反应带)是一种新兴的地下水原位修复技术,具有工程造价低、施工简单、环境扰动小、修复效果好等优势, 而ZVI(零价铁)自身理化性质、场地的水文地球化学特征以及场地的污染状况等是影响修复效果的主要因素. 当前的研究内容主要包括IRZ(原位反应带)中ZVI的反应活性、稳定性、迁移性、生物毒性以及注入方式等方面. 在修复工程中存在的问题主要体现在:①ZVIs(细粒径零价铁)在含水介质中的迁移性较差,并且多采用Fe2+、pH等间接指标考察含水层中ZVIs的分布情况;②ZVIs表面钝化而诱发介质反应活性下降;③ZVIs的潜在生物环境效应尚不明确. 因此,需要加强对ZVIs表面改性手段、作用机制、老化特性、使用寿命、解钝化及钝化抑制技术等方面的理论与应用研究,还应关注ZVIs在环境中的归趋、转化机制和暴露路径,建立生态系统尺度上的评估体系; 同时,在实际应用中,需要在系统评估污染场地水文地质条件的基础上,加强对注入含水层中ZVIs及其反应产物的原位监测技术研发和监测体系完善.      

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。     

基于电子鼻土壤与地下水污染修复现场TVOC和恶臭的评估

根据上海某土壤与地下水污染修复现场情况,应用自主研发的电子鼻系统(iSA-M1)分别对未修复及修复过程中的土壤和地下水、修复场地上空及周边空气中的VOCs和恶臭类气体进行检测.结合前期研究所得TPI和OPI公式,求得各点的值,并将其用图表示.结果表明:①修复后TVOC和恶臭的浓度总体呈下降趋势;②在土壤和地下水修复过程中,VOCs和恶臭的挥发受气象要素和作业的影响,其浓度在总体下降的过程中伴随着阶段性上升现象;③结合GIS技术,电子鼻能初步用于评估土壤和地下水修复现场造成的空间污染情况及对周围居民产生的影响.但造成影响程度的具体细化分级还需要进一步研究.     

某危险废物填埋场地下水污染预测及控制模拟

以某危险废物填埋场为研究对象,在收集其水文地质资料基础上,运用Visual Modflow建立填埋场地下水水流和溶质运移耦合模型,对填埋场防渗层发生渗漏后,渗滤液中Cr6+在地下水中的运移过程以及地面硬化、防渗墙和排水沟3种污染控制措施对污染羽阻隔效果进行模拟预测.结果表明,Cr6+随地下水流方向运移形成污染羽,10 a后污染羽到达水塘边界,运移距离约为1 450 m,但随后10～20 a之间污染羽扩散范围没有明显扩大;地表硬化后,20 a内污染羽未扩散至水塘边界;防渗墙设置到上层含水层底部时,监测井Cr6+浓度高于未设置防渗墙时浓度,设置到下层含水层底部时,Cr6+浓度与设置于上层含水层时监测结果相反;排水沟日排水量达到2 642 m3时能有效控制污染羽扩散,20 a后污染羽尚未污染监测井;地表硬化与排水沟组合控制污染物扩散,效果最佳,同时排水沟日排水量可减少为1 878 m3.因此,当填埋场发生渗漏时,建议采用设置排水沟与周边地表硬化组合的地下水污染控制措施.     

地下水环境影响评价中污染物运移模拟软件的适宜性评估

目前国内外已发展了一系列成熟的地下水污染物运移模拟软件,但是软件功能各异,易造成使用者的选择困扰.为满足HJ 610—2016《环境影响评价技术导则地下水环境》（简称“《导则》”）中关于环境影响预测工作精细化的要求,对国内外常用饱和带和包气带污染物运移模拟软件的适宜性进行了评估.首先,针对三款常用饱和带污染物运移模拟软件BIOSCREEN、AT123D和MT3D,基于理想算例对比4组水动力条件设置下的计算结果,分析软件的适宜性;其次,针对《导则》中暂未给出的包气带污染物运移模拟软件,以FEMWATER为例探讨了包气带阻滞作用对于地下水环境影响评价的重要性.结果表明:①BIOSCREEN由于忽略了分子扩散作用,当Pe（Peclet数）为0.25×10-3时,其预测的污染源下游10 m处污染物浓度为AT123D和MT3D计算值的1.8倍,存在高估污染风险的可能.②相比污染源直接设置于潜水面的情景,污染物从距潜水面11 m的地表泄露,经过包气带后污染源强降低了24%,下游85 m处污染物浓度达到0.1 mg/L的时间延迟了390 d.③当地下水流速较慢,分子扩散作用相比对流作用占优势时,适用MT3D开展数值模拟或者采用AT123D进行解析预测;当对流作用占优势且水文地质条件接近解析解假设时,可利用BIOSCREEN粗估污染风险.研究显示,包气带污染物运移模拟软件有助于合理地预测污染物在地下水环境中的运移转化行为,从而更准确地估计污染源强和判定地下水环境污染风险.      

溶质迁移模型在地下水有机污染源识别中的应用

采用现场调查与数值模拟的方法,借助RT3D(reactive transport in 3-dimensions),对我国北方某城市局部地区地下水中的四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)污染来源进行了识别,对污染输入强度进行了反演,并利用Matlab中的Stepwise函数,对影响污染物输入强度的因素进行了多元回归分析.研究结果显示,研究区地下水中的PCE和TCE主要来源于区内使用有机溶剂的工厂和企业.地下水中的PCE和TCE存在天然衰减,在173天中,3个点的PCE浓度分别衰减了93.15%、61.70%和61.00%;TCE分别为70.05%、73.66%和63.66%.通过模拟识别出的4个点状污染源在模拟期间共向含水层中输入0.910 6kg PCE和95.693 8 kg TCE.回归分析结果显示,大气降水与包气带厚度是有机物输入地下水的主要影响因素.35 cm深的包气带中PCE和TCE浓度介于0～5 mg.kg-1之间.以上结果表明,区内地下水中PCE和TCE来源于地表释放的有机污染物.有机污染物一部分在向下迁移过程中自然衰减了,一部分进入包气带,然后又进入了含水层.由于本区第四系以砂卵砾石为主,所以大气降水促进了PCE和TCE向含水层的迁移.