One-at-a-time sensitivity analysis of pollutant loadings to subsurface properties for the assessment of soil and groundwater pollution potential

Chemical leak was numerically simulated for four chemical substances: benzene (light non-aqueous phase liquid (NAPL)), tetrachloroethylene (dense NAPL), phenol (soluble in water), and pentachlorophenol (white crystalline solid) in a hypothetical subsurface leak situation using a multiphase compositional transport model. One metric ton of chemical substances was assumed to leak at a point 3.51 m above the water table in a homogeneous unconfined aquifer which had the depth to water table of 7.135 m, the hydraulic gradient of 0.00097, the recharge rate of 0.7 mm/day, and the permeability of 2.92?×?10^?10 m². For comparison, surface spill scenarios, which had a long pathway from source to the water table, were simulated. Using the model results, point-source pollutant loadings to soil and groundwater were calculated by multiplying mass, impact area, and duration above and below the water table respectively. Their sensitivity to subsurface properties (depth to water table, recharge rate, porosity, organic carbon content, decay rate, hydraulic gradient, capillary pressure, relative permeability, permeability) was analyzed, with changing each parameter within acceptable ranges. The study result showed that the pollutant loading to groundwater was more sensitive to the subsurface properties than the pollutant loading to soil. Decay rate, groundwater depth, hydraulic gradient and porosity were influential to pollutant loadings. The impact of influential parameters on pollutant loadings was nonlinear. The dominant subsurface properties of pollution loadings (e.g., decay rate, groundwater depth, hydraulic gradient, and porosity for groundwater) also affect the vulnerability, and the subsurface pollutant loadings defined in this study are dependent on chemical properties as well, which indicates that the influential hydrogeological and physicochemical parameters to pollutant loadings can be used for pollution potential assessment. The contribution of this work is the suggestion that the sensitivity of pollutant loadings can be used for pollution potential assessment. Soil and groundwater pollution potential of chemicals are discussed altogether for leak scenarios. A physics-based model is used to understand the impact of subsurface properties on the fate and transport of chemicals above and below the water table, and consequently their impact on the pollutant loading to soil and groundwater.

     

全球升温1.5℃和2.0℃对长江寸滩站以上流域径流的影响

基于多领域间影响模型比较计划推荐使用的4个全球气候模式GCM数据（GFDL、Had、IPSL和MIROC),分别驱动SWIM、SWAT、HBV和VIC水文模型模拟长江寸滩站以上流域径流量,研究全球升温1.5℃和2.0℃情景下研究区径流量变化。研究表明：（1）在全球升温1.5℃时,水文模型和GCMs模拟的年径流量增幅分别在 5.5%~8.3%和3.5%~11.4%之间;在全球升温2.0℃时,水文模型模拟的径流量增幅在4.8%~6.7%,IPSL模拟的年径流量呈微弱减少趋势,HAD和MIROC模拟的年径流量分别增加6.7%和19%。来自GCMs的不确定性分别是来自水文模型的2.6和 2.1倍;（2）在两个不同升温条件下,月径流量集合平均的占比与基准期各月径流量的占比表现出高度一致性,但是升温1.5℃和2.0℃时的月最大径流量占比分别为47.8%和40.5%,表明在未来升温时段内,月径流量占比变化并不显著,但是极端月径流的变化较大;（3）全球升温1.5℃时,枯、丰水期日径流量增幅分别为3%和10%,但枯、丰水期径流贡献率变化幅度都不大。全球升温2.0℃时,枯、丰水期增幅分别为3.6%和8%,但枯、丰水期径流贡献率都呈下降趋势。全球升温1.5℃和2.0℃时,50年一遇（P=2%）的洪水流量,将分别比基准期增加26.3%和20.7%。基准期50年一遇的洪水将可能变成20年一遇,多年平均最大日径流量较基准期也有增加。     

石墨消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定染整废水中总锑

建立了全自动石墨消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定染整企业废水中总锑的测定方法。结果表明,锑的质量浓度在0~10 mg/L范围内线性关系良好,R值为0.999 5,方法检出限和测定下限分别为0.003和0.012 mg/L,相对标准偏差(RSD)为0.17%~2.6%,加标回收率为96.1%~103.8%。该方法操作简单、分析快速,符合技术规范要求。     

Inversion of PM2.5 atmospheric refractivity profile based on AlexNet model from the perspective of electromagnetic wave propagation

Environmental Science and Pollution Research - Human civilization has reached an unprecedented height, but the industrialization of economic development also brings global warming, ozone depletion,...     

赣江上游典型流域水沙过程对全球气候变化的响应

剖析太阳活动与全球气候变化对地表水文要素的影响机制,能为区域水资源管理提供科学依据。根据1957～2015年逐月实测水沙资料,综合运用滑动平均、相关性、交叉小波和小波相干分析等方法,探讨了相关的全球气候指数对桃江流域水文要素的影响。结果表明:(1)7个全球气候因子与各水文要素的相关性有所不同。(2)全球气候涛动因子与降水、径流和输沙之间的显著共振周期主要集中在1.33～2.67 a;太阳黑子与降水和输沙之间的显著共振周期主要集中在11.00 a左右;降水与径流之间的显著共振周期主要集中在1.17～2.67 a。(3)太阳黑子活动通过"El Niňo-Southern Oscillation(ENSO)-西北太平洋反气旋/气旋环流-东亚季风"系统实现对研究区降水的影响。(4)南极涛动通过影响东亚季风的强弱来影响研究区的降水。北极涛动通过西太平洋副热带高压影响东亚冬季风,来实现对研究区降水的影响。太平洋-北美涛动和北大西洋涛动通过影响研究区的气流与风的异常来影响研究区的冬季降水。     

活性炭纤维载体生物膜法处理洗车废水研究

为了实现洗车废水的循环使用,进行了以聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)为生物膜载体处理洗车废水的实验研究。以LAS、COD和NH3-N等指标考察了活性炭纤维生物膜反应器对洗车废水的处理效果。结果表明:在常温下、pH=6.5~7,当进水流量在30 mL/min时,反应器达到最佳运行参数,活性炭纤维载体生物膜法对LAS、COD和NH3-N等的去除率分别达到了97%、80%和60%。出水水质完全达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-99)中洗车用水主要水质指标的规定。此外,实验表明PAN-ACF作为生物膜载体具有很好的生物亲和性和再生性。     

沸石-壳聚糖吸附剂吸附废水中的Ni2+

采用沸石-壳聚糖吸附剂吸附废水中的Ni2＋。将粒径为180μm的天然沸石与脱乙酰度90％的壳聚糖混合,制成沸石一壳聚糖吸附剂。考察了沸石一壳聚糖吸附剂对模拟含镍废水中的Ni2＋静态吸附效果的影响因素。正交实验结果表明,在壳聚糖与天然沸石质量比为0．05、吸附剂加入量为14g/L、Ni2＋初始质量浓度为40mg／L、模拟含镍废水pH为6—7、吸附时间为40min的条件下,模拟含镍废水中Ni2＋去除率大于96％。对实际电镀含镍废水的动态吸附实验结果表明,NP的质量浓度由38．0mg／L减少到0．8mg／L,小于GB8978-96《污水综合排放标准》规定值（1．0mg／L）。     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

制药废水的厌氧生化性评价及UASB处理

为了处理山东某一药厂的高浓度有机废水,首先采用间歇式实验对山东某一制药厂各主要车间生产废水及综合废水进行厌氧可生化性评价。然后以此为基础,采用两级中温UASB,以某一时期排放的厂区综合废水为处理对象,通过缩短HRT,考察在COD容积负荷的逐步升高下,反应器处理效果的变化。进水COD稀释至10 000 mg/L左右,p H维持在6.8到7.1。在单级UASB最大工程设计容积负荷6 g COD/(L·d)的条件下,经过两级UASB的串联处理,总COD的去除率能达73.5%,出水COD能基本稳定在2 600 mg/L。在这个系统运行时期,产气稳定,出水p H值稳定在7.4到8.0之间,VFA在500 mg/L以下。实验结果表明,两级UASB处理该制药厂废水是可行的。     

基于流动人口特征的环洞庭湖区县域城镇化的水平和性质分析

改革开放以来,中国的人口迁流带有明显异地城镇化的性质,这种跨大区域的异地城镇化对人口流入区和人口流出区的影响是不同的。以环洞庭湖区为例,在第六次人口普查县域资料的基础上,利用SPSS170软件定量分析了湖区县域人口净流出率与城镇化率之间的关系,得出人口净流出区县域城镇化水平与县域人口净流出率呈高度负相关的结论;进而,按县域城乡人口内外流比(城镇人口净流入与农村人口净流出之间的比例),将本区城镇化划分为主动型城镇化、内流为主的被动型城镇化、外流为主的被动型城镇化和衰退型城镇等类型,并探讨了各类城镇化的人口流动的特征、动力机制和综合效益;在此基础上,提出了环洞庭湖区合理推进城镇化的对策