基于高密度电阻率成像法的低渗黏土中轻非水相液体运移规律探索

为了实时掌握轻非水相液体 (LNAPL) 泄漏后在黏土中的动态分布及入渗时的运移规律,进行了室内模型箱实验,由上至下设置均一含水土层及含毛细水土层,采用高密度电阻率成像法对土体的电阻率变化进行监测,获得了加注过程中及加注结束后LNAPL的运移规律。实验结果表明：LNAPL渗入黏土提高了黏土的电阻率,质量含水率为10%的黏土可提高50 Ω·m左右,随黏土含水率的增加,该提高数值逐渐减小;0~9 h加注阶段,在质量含水率10%的土层中LNAPL水平扩散速度的峰值将近90 cm²·h⁻¹,运移至非饱和毛细带时,随土体含水率的增加,其水平扩散速度的峰值逐渐降低;停止加注后,LNAPL在黏土中的高浓度污染区位置逐渐下移,局部区域的污染羽锋面出现回缩,回缩速度可达0.15 cm²·h⁻¹。该研究可为探索沿海、沿江等低渗黏土污染区中LNAPL的运移规律及分布特征提供参考。     

抽水对含水层中污染物迁移影响的试验研究

为探究抽水对含水层中污染羽形态及迁移速率的影响,开展了抽水条件下污染物在不同含水层迁移的示踪试验。结果表明,抽水会改变均质含水层(含水层1)中污染羽的形态,但对含砾石及粉细砂夹层的非均质含水层(含水层2)及含砾石通道的非均质含水层(含水层3)中污染羽形态影响不大。与不抽水相比,抽水速率为300mL/min时,含水层1、2、3中污染物的平均迁移速率分别增大了1.570、1.480、3.050cm/min,迁移60cm所用时间分别缩短了36、35、48min。可见,抽水对不同含水层中污染物迁移速率影响程度由大到小分别为含砾石通道的非均质含水层、均质含水层、含砾石与粉细砂夹层的非均质含水层。     

多孔介质中轻非水相液体污染物多相流体系的电阻率特性试验研究

目前,对于多孔介质中轻非水相液体(LNAPL)污染物的电阻率特性存在2种截然相反的观点,影响了LNAPL污染场地电阻率资料的解释结果。为此,通过自行设计的装置进行试验,重点探讨电阻率与砂样颗粒粒径、含水量和LNAPL饱和度等参数之间的变化关系。结果发现,在砂样被LNAPL饱和过程中,砂样的颗粒粒径和含水量对其电阻率相对值的变化有重大影响,含水量低的砂样电阻率相对值变化幅度很小,而含水量高的砂样电阻率相对值变化幅度很大,粗粒径的砂样电阻率相对值的变化明显高于细颗粒砂样。对于"水-油-气"三相体系和"水-油"二相体系,电阻率和含水量的关系曲线均可用Archie公式很好拟合。该试验结果对于提高LNAPL污染场地电阻率资料的解释结果的准确度具有重要的意义,在确定相关的参数如渗透系数、LNAPL饱和度等方面具有重要的实际应用价值。     

非规范生活垃圾填埋场填埋气横向迁移规律及控制

我国城市中尚有大量非规范生活垃圾填埋场存在,对其进行污染整治消除填埋气导致的环境安全隐患刻不容缓.以重庆某垃圾填埋场为例,研究重庆市主城区的非规范生活垃圾填埋场填埋气的横向迁移问题,在垃圾场周边区域布设36个监测井,对监测井中的填埋气进行分析监测,以填埋气特征组分CH4气体的体积浓度变化研究填埋气的横向迁移规律.结果表明,监测井到填埋场边界的距离为监测井中CH4气体浓度的主要影响因素;垃圾场周边距离填埋场场界50 m以外的区域,填埋气的横向迁移已经相当微弱;但是距离填埋场边界50 m以内区域的填埋气的横向迁移明显,需要在距离填埋场边界50 m范围内采取措施与场内填埋气的导排措施配合,进行填埋气的污染控制.     

有机磷通过弱透水层的迁移转化规律研究

在地下水超量开采区,上层劣质潜水可以越过弱透水层补给承压水.有机磷能否随水迁移进入深层地下水构成水质污染是极为关注的问题.采用施压条件下将一定浓度的有机磷溶液渗透通过粘性土柱的模拟实验,对有机磷在饱和粘性土层中降解转化的各种因子及其影响机制进行分析,探讨有机磷在弱透水层环境中的降解转化和迁移的规律.结果表明:(1)粘性...     

沛沿河流域土壤施肥后氮、磷释放规律的模拟研究

为有效控制农业面源污染,改善沛沿河流域水质状况,通过对稻田、林地、果园的土壤分别施用不同化肥后,模拟研究了土壤在受雨水短期浸泡及连续降雨情况下氮、磷的释放规律.结果表明,稻田土壤对氮、磷的释放能力最差,施肥时应以基肥为主;林地、果园土壤的保肥能力均劣于稻田土壤,应采用“少量多次追肥”的方法.尿素与碳铵宜作为基肥施用,而...     

Cr、Ni、Cu和Cd在珠三角某区域工业污染场地包气带和潜水层中的迁移规律

为了探索污染场地“土壤-潜水含水层岩土-潜水”系统中同种重金属在3种环境介质中的定量关系和迁移规律,在珠三角某区域46个可能受Cr、Ni、Cu和Cd污染场地建设了61眼地下水监测井,同址采集61组表层（0~20 cm）土壤、潜水层岩土和潜水样品,并从3个污染场地采集了直径19 cm,高分别为103、81和79 cm的3个原状土柱,用于土柱淋溶实验,研究了土柱中Cr、Ni、Cu和Cd在垂直剖面上的形态分布特征和淋溶特征。结果表明：潜水中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层土壤和潜水层岩土中弱酸提取态含量间存在定量关系,最佳拟合函数均为三次函数,特别是Cr、Cu的函数有很好的相关性（决定系数R2均大于0.97）。每20 cm一层分析原状土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和形态分布,同种重金属在3个原状土柱表层土壤中全量和弱酸提取态含量占整个土柱比例均最高,均超过50%,土柱中Cr、Ni、Cu和Cd的全量和弱酸提取态含量随着土柱深度增加都明显减少。土柱淋溶实验结果表明,淋出液中Cr、Ni、Cu和Cd含量与表层弱酸提取态含量显著相关,黏粒含量高和阳离子交换量大的土壤对Cu的淋溶有抑制作用。建议在重金属污染场地调查和修复时,充分考虑弱酸提取态在“土壤-潜水含水层岩土-潜水”系统中的“桥梁”作用。     

渗滤液反渗透浓缩液回灌系统中盐分的迁移转化规律

为更科学合理的指导渗滤液浓缩液回灌,减少浓缩液回灌系统中盐分的累积,论文对渗滤液反渗透浓缩液回灌系统中盐分的迁移转化机理进行了研究。采用成都市某垃圾填埋场的渗滤液反渗透浓缩液,对装填了填埋龄为1、5和15 a垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌出水中Na+、K+、Cl-和NO3-的变化规律,并且对回灌前后的垃圾体进行了离子不同形态的含量分析,初步探索了盐分的迁移转化机理。结果表明,埋龄为1 a的垃圾对浓缩液中盐分离子的去除以生物作用为主,主要体现在对NO3-的降解;埋龄为5和15 a的垃圾的吸附作用对于盐分的截留有着重要的作用,其中15 a垃圾吸附作用去除K+、Na+、Cl-和NO3-量占总去除量的比例分别为89.78%、85.88%、84.61%和85.67%。     

准好氧垃圾填埋场渗滤液中重金属Fe的迁移规律

通过室内垃圾模拟柱的实验,研究了铁在准好氧填埋场垃圾降解过程中的迁移规律,并根据渗滤液中的pH和COD的变化,对铁的浓度影响进行了详细分析。结果表明,铁在垃圾降解过程中呈现出先增大后减小的趋势,并在垃圾填埋120d后达到最大值32．12mg／L,这为今后有效控制准好氧填埋场中重金属的二次污染问题提供了理论依据。     

低温硝基苯降解菌选育及在土壤修复中的应用

从硝基苯污染地下水中筛选出一株以硝基苯为唯一碳源和氮源的低温、高效降解菌,命名为XJ菌;初步鉴定XJ菌为革兰氏阴性微小短杆细菌、恶臭假单胞菌属,降解硝基苯遵循部分还原降解途径;在10℃下培养96 h,XJ菌对硝基苯的降解去除率达到91.1%,其中约有67.1%的硝基氮素转变成了氨氮。在10℃下利用XJ菌修复硝基苯污染土壤,修复时间为96 h时,硝基苯去除率达到85.7%,XJ菌密度及微生物脱氢酶活性保持较高的水平。本研究可为低温下硝基苯污染土壤的生物修复提供参考。     

产酸克雷伯氏菌Klebsiella oxytoca对硝基苯及4-氯硝基苯的降解

硝基苯类化合物生物降解菌的筛选及性能研究,是制药、染料等行业废水达标的重要基础。以浓度梯度升高法筛选到一株硝基苯厌氧降解菌Klebsiella oxytoca NBA-1。考察了该菌对氧气的需求,以及在厌氧条件下,温度、pH值、外加葡萄糖及硝基苯初始浓度等环境因子对菌株降解硝基苯能力的影响,并进一步讨论菌株对氯取代硝基苯类化合物的降解情况。结果表明,该菌在厌氧条件下生长比好氧条件下慢,但降解速度更快;厌氧降解硝基苯的最佳pH值和温度和分别为8．3和30～35℃;加入0．3％～0．5％的葡萄糖可促进降解,且对300mg／L以下的硝基苯均有降解能力;该菌能将4-氯硝基苯转化为4-氯苯胺,并进一步脱氯为苯胺。研究结果可为硝基苯及含氯硝基苯的处理工艺选择提供相关的参考依据。     

高盐条件下硝基苯降解菌的分离及降解特性

在高盐条件下,从某制药厂曝气池的活性污泥中分离、筛选得到6株硝基苯高效降解菌,其中菌株N18在高盐条件下对硝基苯降解效率最高.经形态特征和生理生化特征分析,初步鉴定N18属于棒状杆菌属(Corynebacterium sp.).硝基苯降解试验表明,菌株最佳培养条件为30℃、培养基pH 7、摇床转速150 r/min.最佳培养条件下,当硝基苯初始质量浓度低于150 mg/L时,菌株培养72 h后硝基苯降解率达75％以上.当盐度为1％～3％时,盐度对硝基苯降解率的影响不明显,当盐度为10％时菌株生长微弱,因此N18属于中度耐盐细菌.     

改进碳纳米管/聚氨酯复合材料吸附硝基苯

以酸化碳纳米管(CNTs)强化聚氨酯泡沫(PUF),通过原位聚合法制备碳纳米管/聚氨酯复合材料(CPUF)。借助红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)和力学性能测试等方法研究和表征了CPUF复合材料的性能和结构。研究了用CPUF复合材料对人工模拟废水中硝基苯(NB)的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果。结果表明,CPUF复合材料对硝基苯具有较强的吸附能力,在p H=5.4、投加量为2 g/L、接触时间24 h的条件下,升高温度会降低CPUF复合材料的饱和吸附量,但会提高初始吸附速率,等温吸附过程符合Langmuir方程,属于单分子吸附。饱和后的复合材料可采用简单热再生,再生后对NB的吸附能力没有明显下降。     

Fenton试剂快速氧化处理事故场地地下水中的硝基苯

为了得到事故场地硝基苯(NB)污染地下水的应急处理方案,通过静态实验研究了地下水中初始NB浓度为100 mg·L-1和300 mg·L-1,pH值为3时,H2O2与NB质量比p、H2O2与Fe(Ⅱ)质量比q对氧化效果的影响。结果表明:当q为20,p为1~6时,NB降解率和降解速率随p的增大而增大;当p为3,q为5~20时,NB降解速率随q的增大而减小。根据氧化处理后水中B/C值判断,当p大于2时,出水可排入污水生物处理系统进行后续处理。动力学分析表明,p、q值与NB降解的伪一阶反应速率常数k0存在较强的线性关系,R2 > 0.95,p的影响程度大于q。根据事故场地NB污染地下水快速处理所要求的NB的去除率和去除时间,给出了高浓度NB污染地下水处理适宜的Fenton投加方案。     

球磨硫铁矿-过硫酸盐联合降解水中硝基苯和苯胺

采用湿式球磨法制备微纳级硫铁矿粉末,研究了球磨硫铁矿(BMP)和过硫酸盐(PS)联合处理对水环境中硝基苯(NB)及其还原产物苯胺(AN)的降解效果,分别考察了BMP投加量、溶液初始pH和PS投加量对NB和AN降解的影响,采用TEM、XRD、FT-IR和XPS对反应前后的BMP进行了表征,分析了反应溶液中TOC和主要离子的变化,采用响应面法设计多因素实验,对反应条件进行了拟合和优化。结果表明,NB浓度与BMP投加量呈负相关关系,AN浓度与PS投加量呈负相关关系,pH在酸性和中性条件下NB和AN降解效果好。当BMP投加量为5 g·L⁻¹时,NB去除率达99%;当PS投加量为2.5 g·L⁻¹时,AN浓度低于1 mg·L⁻¹。BMP/PS联合处理可以高效降解NB并消减还原产物AN。采用二次多项式和逐步回归法拟合NB去除率、AN浓度和反应条件之间的关系,模拟值与验证实验结果相近,模型精度较好。表征结果表明,BMP单独处理时Fe(Ⅱ)和S²⁻作为活性物质与NB反应,生成${\rm{SO}}_3^{2 - }$和Fe(Ⅲ)以及中间产物AN;联合处理中BMP中的Fe(Ⅱ)活化PS生成具有强氧化性的${\rm{SO}}_4^{ - \cdot }$和HO·,其可与AN反应生成${\rm{SO}}_4^{2 - }$和单质S,Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)与水中的OH⁻或O₂反应,生成铁氧化物。BMP/PS联合处理可以快速高效彻底降解NB,在含NB废水处理或NB污染地下水修复中具有应用潜力。     

强化土著微生物处理硝基苯和苯胺污染地下水

以硝基苯、苯胺为主要污染物的污染地下水为研究对象,加入激活剂(乳糖、Na2HPO4、乳糖+Na2HPO4、乙醇、牛肉膏、蛋白胨)激活土著微生物,并考察其对土著微生物生长及硝基苯、苯胺降解效果的影响。加入激活剂3d后测各个水样的脱氢酶活性,对培养9d后的水样进行气相色谱/质谱(GC/MS)分析。结果表明,加入乳糖的水样中,其微生物相对增长率达157.2%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为14.90%和0.79%;加入Na2HPO4和乙醇的水样中,其微生物增长和硝基苯、苯胺降解情况均没有明显变化;加入乳糖+Na2HPO4的水样中,微生物相对增长率达180.3%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为24.20%和1.21%;加入牛肉膏的水样中,微生物的相对增长率为830.7%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为99.99%和99.67%;加入蛋白胨的水样中,其微生物相对增长率为686.0%,硝基苯、苯胺的相对去除率分别为99.33%和58.94%。GC/MS分析结果表明,加入激活剂后对氯苯胺、1-甲基-4-硝基苯等其他有机物的降解率均有提高。由此可见,通过激活土著微生物修复有机物污染地下水是可行的。     

新型微电解填料-Fenton联用处理硝基苯废水

研究通过单因素分析和正交实验法确定新型微电解填料-Fenton联用预处理硝基苯废水的最佳操作条件。结果表明,新型微电解填料降解硝基苯的影响因素从大到小依次为固液比 > 进水pH值 > 气水比 > HRT,在微电解最佳条件:HRT为60 min,固液比为0.6,进水pH值为2,气水比为15:1;Fenton试剂最佳条件:反应时间为20 min、pH值为4.5、m(H2O2):m(COD)为2.5、n(H2O2):n(Fe2+)为6,硝基苯和COD总去除率可分别达到97.6%和68.3%。处理后的废水可生化性提高,为后续的生物处理创造了良好的条件。     

小麦秸秆生物碳质吸附剂对硝基苯的吸附性能

在炭化温度为300℃下,用小麦秸秆制备生物碳质吸附剂,研究生物碳质吸附剂对硝基苯废水的吸附性能.考察了pH值、温度、吸附时间和吸附剂投加量对吸附效果的影响,分析了吸附剂在水中对硝基苯的吸附机理.结果表明,在pH值为7,温度为25℃,吸附时间为8h,吸附剂投加量为3 g/L条件下,生物碳质吸附剂对硝基苯的去除率达到90％.等温吸附曲线符合Freundlich方程,最大吸附量约为92.37 mg/g.定量描述了分配作用与表面吸附对生物碳质总的吸附作用的贡献,炭化后的小麦秸秆非极性增强,使硝基苯与其的极性更为匹配,引起分配作用增大.