多环芳烃在土壤剖面中迁移行为的土柱淋滤模拟研究

京津地区典型土壤剖面分析表明,土壤中PAHs含量和组成均随深度增大而呈现明显的变化.为了揭示PAHs在土壤剖面中的迁移特征与控制因素,开展了室内土柱模拟实验,考察了PAHs的迁移特点及影响因素,特别是土壤有机质含量的影响.采用3种土壤质地和TOC不同的土样装填土柱,以去离子水作为淋滤液对预先加入土柱表层的污染物(包括不同环数PAHs、d-Flu)进行淋滤,当达到淋滤量后分析土柱中PAHs含量及组成.结果表明,不同实验条件下,淋滤后土壤剖面不同层次土壤中PAHs含量均高于原土样中的,且PAHs主要富集在土柱表层,随深度增加其含量明显降低,但不同土柱中降幅不同;不同环数PAHs分布特征存在差异.与原土柱相比,除d-Flu和Flu等低环数芳烃的含量在剖面不同深度均有明显增大外,部分高环数PAHs相对含量在土柱的不同深度也明显增加,说明高环数PAHs也具有一定的迁移能力,但相对于3环PAHs,高环数PAHs在土壤中迁移能力较低.此外,土壤剖面PAHs的富集程度明显受土壤中TOC影响,PAHs总量或单体PAH含量在土柱中迁移的深度随着TOC含量降低而增加.     

铬在土壤和地下水中的相互迁移规律及地下水中铬的去除方法

本文以泰安市一处多年前受电镀铬严重污染地区为研究对象,对比研究六价铬在不同岩土中吸附、转化及迁移的特征和规律,铬易在水土共存的含水层中富集,并可转移到地下水中.土壤中三价铬可引起潜在的危害.水体中六价铬在富氧的情况下是稳定的,并能维持一个较长的时期.铁盐是一种较好的除铬剂,可以有效地去除水中六价铬离子,从而提高了地下水的利用价值.     

土著微生物修复Cr（Ⅵ）污染土壤还原后有效铬分析及其稳定性的初步实验研究

通过铬（Ⅵ）污染土壤中筛选出的土著微生物对六价铬污染土壤的还原实验结果,对还原前后土壤中有效铬的含量进行了分析,并对还原后土壤进行了不同条件下的暴露,检测了土样中六价铬浸出毒性,结果表明,经过土著微生物还原后的土壤中,水溶性态铬与可交换态铬都得到了显著的降低,而且土壤浸出液中的六价铬也在不断地降低,说明微生物对六价铬的还原不仅能显著降低其毒性,而且还原产物还具有一定的稳定性。     

抗生素磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在土壤中的淋溶行为研究

农业生产中畜禽粪污还田会将残留的抗生素带入农田土壤,并能通过淋溶作用迁移至深层土壤最终进入地下水. 该研究采用模拟土壤柱淋溶试验方法,研究了2种磺胺类抗生素——磺胺嘧啶(sulfadiazine,SDZ)和磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)在农田土壤中的淋溶行为,以及表层土抗生素含量、淋溶液pH和有机质对各土柱剖面SDZ和SMX残留水平的影响. 结果表明:①不同表层土抗生素含量下,SDZ和SMX在供试土壤中均呈向下迁移的趋势,但淋溶结束后上层土壤中二者含量明显高于下层,土柱各层抗生素的含量随表层土抗生素含量的增加而增加. ②淋溶液pH为3.00和5.00时,各层土壤中SDZ和SMX的含量均高于淋溶液pH为7.00时. 淋溶液pH较高时两种磺胺类抗生素多以阴离子形态存在,会与带负电荷的土壤颗粒产生静电斥力而易于向下迁移;随着淋溶液pH的降低,两种磺胺类抗生素阴离子形态占比减少,上层土壤中保留的抗生素含量变高,向下迁移的能力减弱. ③粪便添加组上层土壤中SDZ和SMX的含量明显高于未添加组,抗生素向下迁移的能力减弱,这与有机质的添加使得上层土柱吸附能力增强有关. 通过模型模拟,SDZ和SMX的地下水污染指数分别为3.50和4.45,均大于2.8,表明在供试土壤中这2种磺胺类抗生素的淋溶迁移性较强. 研究显示,淋溶试验结果与模型模拟结果一致,表明SDZ和SMX对地下水存在潜在污染风险.      

铅和铬污染包气带及再释放规律的实验研究

利用有机玻璃柱模拟包气带,研究了Pb2+和Cr6+在污染包气带时的迁移转化规律,以及雨水淋洗受污染包气带中重金属再释放规律.结果表明:包气带受重金属污染过程中,铅和铬在粗砂包气带中的迁移速率分别为7.25cm/d和0.4cm/d,远大于其在细砂包气带中的迁移速率4.46cm/d和0.36cm/d,且Cr2O72-形式存在的六价铬在包气带中的迁移速率比的铅离子迁移速率大10倍以上;在模拟实验中,溶液在通过包气带区域时六价铬还原为三价铬的反应很弱,通过包气带的水样中三价铬未检出,并且包气带介质中三价铬含量(0.006mg/kg)几乎为零;雨水淋洗铬和铅污染的粗砂和细砂包气带模拟研究中铅淋洗溶出率为0.056%和0.112%,铬淋洗溶出率为62.33%和40.36%.因此,Cr2O72-在砂质包气带中的迁移性很强且容易从介质表面淋洗去除,而铅在介质中的迁移性较差且很难从介质中淋洗去除掉.     

北京地区重金属在土壤中的纵向分布和迁移

本文讨论了重金属在土壤中的纵向分布和迁移及其对地下水污染的可能性.在典型褐土中,重金属在B层发生淀积,但在冲积性土壤中,重金属的含量随冲积层粘性增高而增多,土柱模拟试验表明,Cd仅在土壤表层聚积.野外研究表明,在旱作农田下,由于灌溉水和雨水不能渗入深层.重金属亦难于下移到深层.但在污泥沉淀池、污水渠或水稻田等长期存纳污水情况下,重金属会向下迁移并可能污染地下水.     

浅层地下水与地表水污染物交换关系研究——以常州市老城区为例

通过研究北市河地质结构、地表水和地下水补排关系、污染物在地表水和地下水中的迁移转化规律及转化量这3个方面来分析地下水与地表水的水力联系,发现北市河从地质角度上上游、中游具备发生水利联系的条件,而下游的发生水利联系的可能性很小;上游平水期污染物由地表水扩散到地下水,丰水期由地下水扩散到地表水;中游地区地表水的污染物扩散到地下水,而下游就没有明显的污染物扩散现象.然而并未发现地下水地表水之间有明显的相互影响.     

地下水六价铬运移的仿真及场地修复限值探讨

根据渗流理论,考虑地下水中水头变化的影响,利用COMSOL软件,对六价铬在地下水中的运移进行数值模拟,得到地下水压力水头和六价铬在地下水中的迁移变化规律,为六价铬对地下水的污染研究和预测提供重要的分析数据。并借此计算得出场地地下水的修复指导限值为3.17 mg/kg。     

柠檬酸淋洗去除土壤中铬的实验研究

铬渣污染场地常常对其周边的土壤及地下水造成严重污染,因此,亟需探索修复铬污染土壤及地下水的技术方法.本文以某典型铬渣堆存场地内采集的污染土壤为研究对象,配置了浓度分别为0.01、0.05和0.1 mol·L-1的柠檬酸溶液,通过振荡洗脱批实验和淋洗柱实验对柠檬酸去除土壤中铬的效果和机理进行探讨.实验结果表明,柠檬酸对土壤中可还原态与可氧化态铬的淋洗效果显著优于去离子水,其对土壤中总铬的淋洗率可达80.7%,而去离子水仅为49.9%;在振荡洗脱批实验初期,土壤中50%左右的铬可以快速扩散到溶液中,且不同淋洗剂间淋洗效果无显著差异;柠檬酸的存在,使得反应体系中的六价铬逐渐被还原为三价铬,且还原速率随柠檬酸浓度的升高而增大;p H并非影响柠檬酸去除土壤中铬效果的唯一主要因素,柠檬酸对土壤中铬的去除机制还缘于其对土壤中三价铬的解吸作用.     

含氧非烃在土壤剖面上迁移行为的土柱淋滤模拟研究

为了揭示土壤剖面中含氧非烃污染物的迁移特征,以及TOC和淋滤水量等因素对迁移作用的影响,选择了部分典型的含氧非烃开展了纵向迁移的土柱淋滤实验,对原土及添加污染物的土柱淋滤实验后样品中含氧非烃的含量及组成进行了对比分析.结果表明,土柱淋滤实验后,土柱表层添加的含氧非烃主要残留在土柱表层0~5 cm范围内,但相比所添加的化合物的量均有不同程度的降低,土柱深部(>10 cm)土壤中含氧非烃含量仍然很低,甚至低于原土中的,在TOC较高的土柱中,这种现象尤为突出.说明土柱淋滤实验过程中,不同剖面含氧非烃均存在向下迁移的现象,且以水溶方式迁移为主.不同含氧非烃单体含量均有随深度增加而降低的趋势,表明其在土壤剖面淋滤过程中均具有一定的迁移性,但不同性质的含氧非烃单体在表层土中残留量及组成差别较大,说明不同化合物迁移能力存在差别,其中,胆甾醇、β-谷甾醇、正构十六烷酸和邻苯二甲酸二丁酯迁移性较强.土壤TOC和淋滤水量对含氧非烃在土壤剖面的迁移作用都有不同程度的影响,淋滤水量相同时,TOC含量越高,土壤中有机质越丰富,越容易富集含氧非烃;TOC相同时,淋滤水量越大,含氧非烃迁移量越大,迁移的深度越大,尤其在TOC含量较低时更明显.     

原位生物稳定固化技术在铬污染场地治理中的应用研究

原位生物稳定固化方法是控制铬污染场地地下水风险的有效方法,通过实地工程试验,初步验证了原位生物稳定固化法治理南方某铬污染场地的修复效果.实地工程试验的场地面积约600 m2,位于整个污染场地的上游,受高浓度铬污染,总铬含量高值为11 850 mg.kg-1,六价铬含量高值为349 mg.kg-1,污染最为严重的土层为-0.5～-2 m.通过对在试验场地范围内设置注射井注射还原剂和微生物调节剂等,并通过监测井监测分析不同时间不同深度范围内在药剂注射的作用下地下水中六价铬和总铬的浓度变化.工程试验结果表明,原位生物稳定固化技术显著改变了土壤中铬的形态,进而降低了铬的迁移性,消减了地下水污染风险.注入的药剂对注入井(有效范围)内的地下水六铬污染治理效果很好,六价铬转成三价铬并固定稳定率达到94%～99.9%,总铬固定稳定率达到83.9%～99.8%.试验结果对于浅层地下水深度较浅、土壤以粉质黏土和砂质黏土为主的污染场地修复具有重要的参考价值.     

海洋环境地球化学——Ⅳ.胶州湾娄山河口海域铬迁移转化规律研究

本文对排放入胶州湾中铬的主要污染源——娄山河河口海域及上游工业废水中铬的迁移形态特征及其转化;废水及河口海域海水中六价铬向三价铬的转变及其速率以及河口海域海水中三价铬向底质的迁移及其影响因素等地球化学过程进行了现场调查和室内模拟实验。实验结果进一步证实了胶州湾娄山河口及沿岸海域中铬的可能的迁移机制为Cr_水~(VI)→Cr_水~(Ⅲ)→Cr_水~(悬)→Cr_(底质~(酸溶)→Cr_(底质)~总,并为这一过程作了定量估算,提出了胶州湾娄山河口海域铬的迁移模式图。     

运用水热运移模拟定量评价地表水与地下水的转化

地表水与地下水相互转化关系和转化水量的时空变化规律是干旱地区水资源评价和合理利用的基础。河床沉积物的水力参数对于河流渗漏量评价具有很高的敏感性,使用温度观测数据约束和校正,可以提高河床沉积物水力参数和地表水与地下水转化量的可信度。以新疆玛纳斯河流域炮台镇附近头道沟渠道的排水干渠为研究对象,通过野外原位试验实时监测渠道横断面地下水温度、地下水水位、渠道地表水水位和不同埋深处河流沉积物的温度变化,分析渠道地表水与地下水相互转化关系变化前后温度的规律特征,并建立二维均质多孔介质变饱和土壤水热运移耦合数值模型,模拟分析与计算头道沟干渠渠道地表水与地下水的相互转化关系和转化量。结果表明:浅层河床沉积物的温度信号及温度梯度可有效示踪渠道地表水与地下水的相互转化关系,反演模型参数,提高数值模型的可信度;模型反演得到的土壤饱和水力传导系数为7.05 m/d;监测模拟时段内,0～28.6 d内渠道地表水补给地下水,渠道研究断面单位长度累计入渗量为35.3 m~2/d,28.6～37 d内地下水向渠道排泄,渠道研究断面单位长度累计排泄量为9.626 m~2/d,监测的37 d内渠道研究断面单位长度累计入渗量为25.674 m~2/d;2015年7月27日22∶00至8月25日12∶30,头道沟干渠渠道地表水入渗补给地下水,地表水入渗补给量约为4.448×10~5 m~3;2015年8月25日12∶30至9月2日22∶00,头道沟干渠排泄地下水,地下水排泄量约为1.213×10~5 m~3。该研究结果可为研究区或类似地区水资源评价和地表水与地下水联合调度提供参考。     

我国河流湖泊砷污染研究进展

对我国14个省27处河流湖泊砷污染现状进行了归纳,认为我国河流湖泊砷污染严重,大部分水系中砷含量超过世界淡水砷背景值,最高达到1.9mg/L;水体表层底泥中砷含量范围为4.0～980.6mg/kg,44.5%的水体底泥属于中度及以上砷污染水平,矿业活动是导致砷污染的重要原因之一。在分析河流和湖泊中砷存在形态的基础上,简要探讨了砷的迁移转化过程及影响因素,我国水系表层沉积物中的砷以残渣态为主。比较了6种水体除砷方法,认为土壤法处理云南砷污染地表水更符合廉价、高效的原位修复技术要求。认为未来应加强对沉积物中砷形态的研究,并对河流和湖泊等地表水中砷的迁移转化做出系统的解释。     

“Achromobacter sp. CH-1-Cr(Ⅵ)-H2O”体系Cr(Ⅵ)还原的电化学行为

采用循环伏安法探明了"Achromobacter sp.CH-1-Cr(Ⅵ)-水"体系的电化学行为.结果表明:循环伏安曲线上-0.62V(相对于SCE)的电流峰对应的反应为Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)的反应,在电势为-0.82V时Cr(Ⅲ)开始还原为零价铬.体系中的电极反应为不可逆过程,阳极扫描时Cr(Ⅲ)不会被重新氧化为Cr(Ⅵ).细菌的存在使Cr(Ⅵ)的还原更容易进行,其还原峰电势正移约0.2 V,细菌对体系中的电化学反应起了催化作用.随细菌量的增加,氢气的析出、六价铬还原为三价铬及三价铬进一步还原为零价铬的电势均发生了正移,过高的细菌量主要影响三价铬还原沉积为金属铬的过程.铬浓度对细菌还原Cr(Ⅵ)溶液的循环伏安曲线的影响不大.初始pH值为10是细菌还原Cr(Ⅵ)的最佳pH值.     

保守性离子在包气带层状土中运移规律研究

为研究溶质在多层层状包气带土中运移规律,选取5种颗粒配比不同的土样填装成由粗及细和由细及粗两分层顺序相反的土柱,通过室内试验研究保守性Br-在两种不同结构层状土中基本运移规律。研究得出:当土体表层遭受浓度为200 g/L Na Br一次性污染,在15 mm/12 h降雨强度下,Br-在第1、2层土体浓度经历快速上升段、峰值段、下降段3个阶段变化,第3、4、5层土体浓度经历上升段、平稳下降段。试验结束时,Br-在由粗及细的土柱中分布较均匀,在由细及粗的土柱中集中在表层;溶质穿透整个土柱的时间,由粗及细结构比由细及粗结构提前96 h。结果表明,在截污性能和延缓溶质向地下水补给方面,由细及粗结构均要优于由粗及细的结构。     

浅埋深黏土包气带氮迁移转化原位实验研究

通过原位实验,对浅埋深黏土包气带中氮的迁移转化开展研究.结果表明,实测地下水埋深介于145.9~173.6cm,地下水毛细上升高度计算值可达297.0cm,土壤含水率除表层外介于0.30~0.45cm³/cm³;NH₄⁺-N和NO₃^--N在地面以下155cm含量最高为1.43,23.00mg/kg,超出背景值1.13,21.05mg/kg;包气带含水率近饱和条件下,粘土对氮污染物迁移阻滞作用减弱,NH₄⁺-N和NO₃^--N在1d内自地表迁移至155cm.浅埋深地下水减弱了黏土对氮污染物运移的阻滞作用.浅埋深地下水减弱了黏土对氮污染物运移的阻滞作用.     

铬在沉积物中存在的形态研究

通过对铬在沉积物中存在形态的研究,特别是铬从水相向沉积物转化前后各结合态含量的变化,揭示了铬在沉积物中迁移转化的本质及其在沉积物中存在的稳定性,并探讨了当环境条件发生变化时,再次释放到地下水中的可能性和释放量。     

浙江海宁某典型制革污泥堆场污染分布特征

为研究典型制革污泥堆场区域污染情况,以浙江海宁某制革污泥堆场为研究对象,研究了制革污泥堆场土壤和地下水中有机物和重金属的污染情况。调查结果表明:土壤中无机污染很小,而总铬、六价铬和铅含量较高。污染土壤中铅和总铬含量分别是工业用地规定值的2.82,7.03倍,而六价铬最高含量为管控值的2.8倍。地下水中氨氮含量超标严重,达到1268.0 mg/L,是GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中工农业Ⅴ类用水下限值的845.3倍,六价铬的含量<0.004 mg/L。此外,各取样点六价铬和总铬含量的垂直分布显示较大的差异,也与某些制革污泥堆场的重金属垂直分布规律不尽相同。     

污水土地处理水旱轮作条件下磷素在土层中迁移特征的模拟实验

为了解污水土地处理过程中不同土壤类型土壤溶液 P含量和迁移特征 ,在一种特殊的大型人工模拟土层和地下水实验装置中进行试验 .研究结果表明 :水田条件下 1.5m～ 0.5m土壤溶液 P含量极低 (≤ 0.02 mg/L ) ,但在旱地条件下 ,P含量上升至 0.045mg/L～ 0.628mg/L,P素随入渗污水向下迁移距离可达 1.1 m.在低水力负荷率和较长停留时间的运行条件下 ,1.3m以下土壤溶液和地下水的 P含量处于安全水平 .