海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异,指导海滨场地的污染探测,设计了黏土和砂土两种土壤,在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液,测量复电阻率的幅值和相位响应;在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水,对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明:受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显,0.1 Hz下被2%渗滤液（渗滤液体积占溶液总体积比例为2%）污染的土壤中,与背景值相比,黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%,砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%,且渗滤液浓度越高,幅值和相位的值就越小;而对于电阻率背景值较低的土壤（如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域）,通入渗滤液后,其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染,受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤,而当渗滤液浓度较高时,二者几乎没有区别.研究显示,正常条件下,复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关;而在天然低电阻率背景条件下,渗滤液污染引起的电阻率变化很小,但相位变化较为明显,这种相位的变化有可能被识别出来.      

铬污染土壤超低频复电阻率频散特性

在超低频段(2-5~26Hz)内,研究了铬污染土壤复电阻率在不同含水率、铬含量和孔隙率下的幅值及相位频散特性. 结果显示,铬污染土壤复电阻率的幅值随频率的增大呈单调递减趋势,但相位随频率的变化曲线呈平放的S形. 含水率、铬含量和孔隙率的变化均会引起土壤复电阻率的幅值和相位大小的改变,而相位峰值的位置只对含水率及孔隙率的变化较为敏感,与铬含量变化的关系不大. 含水率从0.08增至0.24时可导致相位峰值的位置产生约8Hz的右移;而当w(Cr6+)从0.5g/kg增至4.0g/kg时,相位峰值的位置基本不发生变化. 表明铬含量和含水率的增大均会引起电阻率减小的异常现象,若单纯地使用电阻率很难区分引起这2种异常现象的原因,但结合土壤复电阻率频散特性特别是相位峰值的位置可以进行有效判别,进而可判定铬污染场地的铬含量分布.      

铬污染土壤的导电性、频谱激电性和介电特性的实验结果

研究了铬污染土壤的导电性、激电性和介电性,给出了在不同含水率、不同浓度铬盐污染物的情况下,铬污染土壤样品的电阻率、复电阻率和复介电常数与污染物浓度及含水率变化关系的一些实验观测结果.土样中的观测结果表明,所有污染样品的电阻率、复电阻率幅值均随污染浓度和含水率的增加而减小;但对反映土壤样品容性的复电阻率相位参数而言,则有...     

铬污染土壤电阻率特性及其影响因素研究

为了研究电阻率法用于土壤环境监测的可行性,本文采用SoilMillerBox法进行铬污染土壤的电阻率影响因素实验,依据实验数据建立了污染土壤电阻率与三因素（铬污染物含量、含水率、土壤孔隙比）之间的关系模型,并于模拟污染场地中利用电阻率层析成像法对其进行验证.结果表明,根据三因素正交实验得到影响污染土壤电阻率变化的主次因...     

铬污染土壤介电性质影响因素研究

为了探讨复介电常数法在铬污染场地进行监测的可行性,通过试验比较了不同铬污染物质量分数、土壤含水率和孔隙比下的土壤介电性质的频散特性.结果表明,污染土壤复介电常数呈较为明显的随着频率升高而降低的频散特征,频率低于50 MHz时,土壤复介电常数的实部和虚部变化较为明显;随着铬污染物质量分数、含水率和孔隙比的增大,土壤复介电常数的实部和虚部均有增大的趋势.通过分析土壤复介电常数和含水率、铬污染物质量分数及孔隙比的变化关系,推导了土壤含水率与介电常数实部、铬污染物质量分数与介电常数虚部的关系模型,并能够对铬污染土壤的铬污染物质量分数及含水率进行分析评价,为介电常数法用于土壤中铬污染物质量分数的快速检测提供了有益的探索.     

广州某退役稀土厂场地放射性及重金属污染特征

以广州某退役稀土厂场地为例,开展放射性和重金属污染特征研究,为后期治理提供基础数据。用高纯锗γ能谱仪和ICP-MS分别测量厂区土壤样品中天然放射性核素和重金属含量,同时在采样点测量γ辐射空气吸收剂量率。结果表明,厂区γ辐射空气吸收剂量率变化范围为113～4004 nGy/h,废渣堆放区明显偏高;土壤样品的²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra和⁴⁰K含量分别是80.8～1990.2、78.4～14372.4、68.2～6935.0和625.4～2698.4 Bq/kg;测量的8种重金属中,As超土壤修复标准较严重,最高达263.83 mg/kg,Zn和Pb也存在一定程度的超标。厂区土壤和废渣的pH值均符合污染场地土壤修复标准要求,而土壤中放射性和重金属复合污染较严重,在开发再利用前要进行详细场地调查和土壤修复工作。     

地下水中Tween80对DNAPL运移和分布的影响

选用地下环境中普遍存在的四氯乙烯（PCE）为典型DNAPLs污染物,建立二维砂箱模型,研究一种人为引入表面活性剂Tween 80对粗砂介质中DNAPLs迁移和分布的影响.测定了含不同浓度Tween 80水溶液/石英砂/PCE三相体系下的液/液界面张力及PCE在石英介质表面的接触角,结果表明PCE在石英砂表面的接触角随着Tween 80浓度的增大而增大,PCE/水的界面张力随着Tween 80浓度的增大而减小,Tween 80浓度在CMC值附近时变化急剧.随后的二维砂箱实验定量描述地下水中表面活性剂Tween 80对PCE的迁移和最终形态的影响.由于Tween 80可以使石英砂介质由水相润湿转变为中间润湿或油相润湿态,相应地在20~30目的粗砂均质介质中Tween 80对DNAPLs迁移存在明显影响.背景溶液中表面活性剂的存在使得DNAPL的垂直运移速度减小,垂向迁移距离减小,最终使得被截留在运移路径上的残留PCE增加.和纯水流情况下相比,地下水中含有表面活性物剂Tween 80时,使得DNPAL污染羽向水流方向偏移减弱,污染羽展布面积与纯水情形下相比,在垂向上均明显减小,并且以较大饱和度残留的DNAPL量增加.     

氧化石墨烯固化土壤中重金属离子的有效性及界面能特征

以修复土壤中重金属污染物为目标,开展以石英砂为多孔介质材料,氧化石墨烯为吸附剂,在改变重金属种类、重金属污染物浓度、注入氧化石墨烯浓度和渗流速度条件下的土柱穿透试验.首先,对单一重金属的迁移特性及氧化石墨烯对重金属的去除效果和固化机制进行研究.试验表明,改变渗流速度对单一重金属离子(Pb²⁺和Cd²⁺)的迁移影响较小.氧化石墨烯穿透污染土柱时,低重金属污染浓度和高渗流速度会促进氧化石墨烯的迁移,进而促进重金属污染物的迁移.氧化石墨烯对重金属离子(Pb²⁺和Cd²⁺)有很好的去除及固化效果,对铅离子和镉离子的最大固化率为88.2%和63.9%.其次,通过SEM、FTIR、Zeta电势试验发现,氧化石墨烯对重金属离子的吸附机理主要是静电吸引、离子交换和表面络合.通过DLVO理论计算结果可知,负载重金属的氧化石墨烯相较于未负载重金属的氧化石墨烯更易固化在土壤中,其中负载镉离子的氧化石墨烯比负载铅离子的氧化石墨烯更容易固化在土壤中.     

电阻率法在磷石膏渗滤液污染检测的试验研究

磷石膏作为磷化工废渣之一,当处置不当致使其中的渗滤液析出时,会对周边区域水土造成污染。直流电阻率法虽已开始应用在环境污染调查等领域,但专门针对磷石膏渗滤液电阻率特征及其对土体电阻率影响的研究还鲜有报道。为此,该文首先选用NaCl、NH4H2PO4溶液模拟磷石膏渗滤液并进行了溶液电阻率测定,结果表明,溶液电阻率在低浓度区段变化最为剧烈,该范围内污染物浓度的细微改变即可导致电阻率发生较大变化。从贵州某磷石膏堆场采集的渗滤液测定结果也表明,渗滤液电阻率远低于当地正常地下水的电阻率值。加入不同浓度溶液的土体样本物性试验和场地试验结果都表明,当土体受到一定污染时,由于其孔隙水中离子浓度的升高,都会造成土体整体电阻率的降低。物性实验结果表明,电阻率法对于检测磷石膏渗滤液的污染具有一定的有效性。     

污染土电阻率特性及电阻率法检测的应用研究进展

电阻率法是现今一种新兴的环境污染检测方法。文章简述了国内外利用电阻率法进行污染探测以及工程应用的研究现状及成果,介绍了土壤电阻率的主要影响因素为土壤类型、温度、土壤孔隙率与结构特征、含水率、孔隙水电导率等,结合最新的研究成果,提出了电阻率法对污染场地污染物特性进行监测评价的发展趋势。     

多孔饱和含水介质三氯乙烯污染的微米零价铁修复实验

三氯乙烯是分布较普遍且难以降解的一类土壤与地下水污染物,零价铁作为一种氯代烃污染修复材料一直备受关注,而微米零价铁(mZVI)可否成为高效材料应用于污染修复工程,则需要进一步研究。实验构建了受三氯乙烯(TCE)污染的砂柱,考察研究mZVI目数、投加量及介质粒径对三氯乙烯去除效果的影响。结果表明:mZVI对三氯乙烯的短期去除效果明显,去除率达到99%。mZVI目数与TCE去除率呈正相关,在砂柱孔隙水TCE初始浓度为105 μg/L时150 g的Fe0投加量能够表现很强的去除效果,同时细砂(<0.075 cm)介质要比粗砂(0.075~0.15 cm)还原去除速率高。mZVI还原修复过程引起的水环境变化主要体现在氧化还原电位平均下降170 mV,从氧化态转化至还原态。研究结果显示,mZVI在土壤与地下水污染修复中具有广阔应用前景,对土壤与地下水有机氯代烃污染治理具有借鉴价值。     

LNAPL在砂质含水层中动态迁移的电阻率法监测试验研究

在海滨潮间带采集细砂,通过室内柴油泄漏模拟试验,利用自制电阻率监测系统对轻非水相液体在砂土-地下水系统垂向渗透过程进行电阻率变化动态监测;通过配制不同含油率砂土测定其静态电阻率变化规律,探讨电阻率变化的影响因素;最后取样分析测定污染含水介质稳定后含水率及含油率,对监测结果有效性进行了验证;并利用显微成像法对污染砂土进行了微观形态分析.结果表明,柴油污染砂土微观形态上胶结现象明显;柴油渗透海滨砂土过程电阻率大小同含水饱和度,比电阻率和含油饱和度之间存在良好的相关性,均可用Archie公式拟合,n值分别为2.36和0.15;通过电阻率测定可以有效估算柴油透镜体厚度;电阻率随深度的变化可以反映含油率和含水率的垂向分布.本研究为轻质油品储罐或者海上油品输运过程泄露造成的海滨砂土地下污染扩散过程监测及机制研究提供了一种有效的方法,也可为其他典型石油泄漏污染场地的电阻率法探测或监测提供参考.     

脉冲电吸附技术深度脱氮及分子动力学模拟

针对城市污水处理厂二级出水的氮素指标达不到国家一级A排放标准的问题,采用脉冲开关电源代替了传统电吸附中的直流稳压电源,用活性炭粉末为吸附材料制备电极板,构建了脉冲电吸附反应装置.以NO₃^--N和NH₃-N的去除率为判据,比较了脉冲电吸附法和直流电吸附法在去除模拟废水中氮素的差异,结果表明,60min内,脉冲电吸附法有更高的去除效率,且在脉冲电场占空比50%、频率10⁴Hz的条件下,氮素的去除率最高.利用分子动力学模拟分析得知,在脉冲电场下,水分子中氢、氧原子的取向更随机,相比于直流电场,水分子偶极矩的取向极化作用被弱化,减小了离子的传质阻力,从而提高离子迁移效率.     

ERT技术在无机酸污染场地调查中的应用

利用高密度电阻率法对硫酸废液污染的场地进行污染调查,由于硫酸废液侵入土壤,使其介质的溶质浓度发生了改变,导致SO₄2-与地表潜水作用,电传导性提高,被污染土壤含盐量增加,但是电阻率降低与未被硫酸废液侵入的土层形成了一定的电性差异. 通过二维和三维电阻率层析成像(ERT)技术,圈定硫酸废液侵入土壤中的分布范围、侵蚀深度以及扩散羽流等,并对ERT结果进行土工试验异常验证. 结果表明:硫酸废液污染土壤的视电阻率小于6.0 Ω·m,污染区域长度达25.0 m,深度约4.0 m;地表土污染长度为12.0 m,表面宽度约4.0 m,污染土壤的总体积约为222.0 m3.      

中国菌糠露天焚烧污染物排放时空分布特征

基于我国2000~2017年食用菌年产量数据,采用排放因子法估算了菌糠露天焚烧的污染物排放量,利用Mann-Kendall法和聚类分析法分析了排放量的时空分布特征,使用回归分析法预测了污染物的排放趋势.结果表明：（1）2000~2017年全国菌糠露天焚烧污染物排放量持续上升,PM_2.5、CO₂、CO、CH₄、NMVOCs、PAHs、NO_x、SO₂累积排放量分别为1.40×10⁶,3.48×10⁸,1.99×10⁷,8.43×10⁵,2.08×10⁶,3.00×10⁴,6.34×10⁵,8.29×10⁴t;（2）污染物排放量较高的省区包括山东、黑龙江、浙江、湖南、江苏、福建和河南,排放量较低的省区包括贵州、宁夏、天津、北京、新疆、重庆、甘肃;（3）预计2021年菌糠焚烧污染物总排放量高达4.25×10⁷t,其对生物质焚烧污染物总排放量的贡献率约为19.82%.我国菌糠露天焚烧污染物排放规模较大,应予以重点关注.     

基于排污量分配的流域生态补偿标准研究

为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排污量进行分配,根据排污量分配情况分别测算2010~2019年闽江流域生态补偿标准.结果表明,福州地区实际COD排放量均高于理论COD排放量,其超量排放范围分别为871~20857t;南平地区除2010年的实际COD排放量略高于理论COD排放量外,其余年份均低于理论COD排放量;三明地区实际COD排放量均低于理论COD排放量,其损失的排放量范围分别为1479~12507t.2010~2019年福州地区需要支付的生态补偿额度分别为1175~28139万元;南平地区除2010年需要支付生态补偿外(补偿值为821万元),其余年份均获得其他地区的生态补偿,补偿值分别为1253~13157万元;三明地区获得生态补偿额度分别为1996~16874万元.     

固相微萃取和固相萃取评价多环芳烃降解过程中的生物有效性变化

为了揭示多环芳烃(PAHs)降解过程中的生物有效性变化规律,应用PAHs降解菌剂对PAHs污染焦化厂土壤进行微生物修复,采用固相微萃取及固相萃取方法提取评价PAHs的生物有效性,分析降解率和生物有效性变化的差异及相关关系.结果表明,该焦化厂土壤中PAHs总量以低环PAH为主,微生物菌剂对土壤总PAHs降解率为68.3%;微生物作用后,孔隙水中PAHs的降低以3、4环为主,孔隙水中PAHs变化率普遍低于土壤中的降解率;Tenax-TA提取降解前后土壤中的PAHs,降解后3、4环PAHs的快速解吸组分降低,5、6环的快速解吸组分变化不大;土壤中PAHs降解量分别与PAHs孔隙水浓度和Tenax-TA快速提取量存在相关关系.以上结果表明可用PAHs孔隙水浓度以及Tenax-TA快速提取量预测微生物对土壤PAHs的降解,这为焦化厂土壤PAHs污染的修复提供了理论依据.     

水环境承载力约束下的城市经济规模量化研究

论文提出了以地区生产总值(GDP) 表征的水环境承载力定量计算模型,以扬州市为例,选取COD作为污染控制因子,进行实例计算。通过对模型参数的灵敏度分析,确定不同参数影响程度,找出影响水环境承载力的主要制约因子;采用区间估计理论,评估模型计算结果的可靠性;提出对于确定的经济发展目标,排放强度控制线模型。结果表明,考虑污染减排政策干预的因素,扬州市目标年水环境承载力(以GDP 表征) 可达8 372×10⁸元,在90%的置信度水平上,其置信区间为7 881×10⁸~9 030×10⁸元;在总量控制目标确定的条件下,水环境承载力主要制约因子为污染物排放强度和第三产业比例;如果该区域经济目标定为5 070×10⁸元,则单位工业增加值COD排放强度不得大于0.69 kg/10⁴元。