鼠李糖脂对苯系物污染含水层的修复效果研究

通过模拟污染介质的静态脱附实验和一维模拟柱冲洗实验，对比了鼠李糖脂、Tween-80、TX-100对苯的修复效果，筛选出最优表面活性剂进行实际污染土样修复，确定最佳修复技术参数。结果表明：3种表面活性剂对苯的脱附效果为鼠李糖脂>Tween-80>TX-100。采用鼠李糖脂淋洗液进行实际污染土样动态冲洗修复时，鼠李糖脂质量分数宜为0.20%,冲洗流速不宜超过14.4 mL/d,淋洗液冲洗量宜为4倍孔隙体积(PV),在此条件下苯的出流质量浓度最低可达到0.29 mg/L。在实际污染场地修复应用时，修复后应持续注入2倍PV以上的清水冲洗出残留污染物和修复药剂，研究结果可为苯系物污染含水层的表面活性剂修复提供理论指导和技术支撑。     

灌区退水对区域地下水质影响与健康风险评估

为探究灌区退水对区域地下水水质及健康风险状况的影响,选取吉林西部地区2012～2014年、2019～2020年2个时段的不同层位地下水监测数据,采用随机森林方法进行地下水水质评价,分析灌区影响下地下水水质的时空变化规律,综合考虑研究区原生环境背景和灌区影响,集成地下水多个超标元素健康风险评估,系统对比分析叠加的双重风险时空变化及影响因素.结果表明:灌区及其周边区域地下水化学类型主要为HCO₃^--Na⁺-Ca²⁺型的弱碱性水,2个时段均未发生明显变化;地下水超标组分为F、Fe、Mn及“三氮”化合物,灌区排水加剧了周边潜水“三氮”含量的变化;潜水中Ⅳ～Ⅳ类水增加了17%,健康风险超过安全阈值的监测点增加了12%;地下水健康风险由灌区退水中NO₃^-、NO₂^-、NH₄⁺与原生环境中F、Mn等造成的健康风险叠加产生;潜水中健康风险以灌区退水中NO₃^...     

基于贝叶斯网络拓扑结构的水环境风险溯源——以饮马河流域为例

为了解决流域水环境风险诊断过程中污染来源不清、污染贡献难以量化等问题,提出了一种基于贝叶斯网络拓扑结构的污染源追责量化方法.该方法首先通过互信息的计算实现流域水环境典型污染物的准确识别,在此基础上通过贝叶斯网络拓扑结构分析与启发式搜索算法快速辨析流域内典型污染来源及其污染贡献.本次选取吉林省饮马河流域2017~2020年水质监测数据进行分析.结果表明,氨氮为流域内的典型污染物;靠山南楼、靠山大桥、刘珍屯3个站点的污染来源分别为:杨家崴子、新立城大坝、砖瓦窑桥.其中靠山南楼有63%的污染来源于杨家崴子,靠山大桥有30%的污染来源于新立城大坝,刘珍屯有75%的污染来源于砖瓦窑桥.本次评估方法的构建可为流域水环境风险溯源及污染责任认定提供技术支撑.     

乳化纳米铁(EZVI)强化地下水氯代烃还原脱氯

对氯代烃污染地下水进行厌氧微生物还原脱氯时,存在微生物驯化时间长、pH值持续降低、有毒中间产物累积等限制修复效率的问题,为解决上述问题,本课题组制备了一种乳化油(EVO)包覆纳米零价铁(NZVI)的修复试剂,即乳化纳米铁(EZVI),其可以抑制NZVI钝化,增强反应速率并促进厌氧微生物脱氯反应.通过静态批实验探究了EZVI与三氯乙烯的反应动力学及EZVI对四氯乙烯(PCE)还原脱氯的中间代谢产物,并阐明了该过程机理.结果表明EZVI可以有效延缓NZVI钝化、提高反应活性,反应符合一级反应动力学,k_obs=0.182d^-1;EZVI还原PCE可以减少中间产物二氯乙烯的积累,10天内去除PCE达到97.2%,比EVO还原体系提高了68.9%;反应过程中pH值保持在6.5~7.5,ORP值在-50~10mV,提供了良好的还原环境,有效促进了厌氧微生物脱氯反应进行.     

基于SSA-BP与SSA的地下水污染源反演识别

应用基于SSA-BP神经网络替代模型的模拟-优化方法和SSA研究了地下水污染源位置及释放历史的反演识别问题。并在建立地下水水流模型时,应用Cholesky分解方法建立含水层渗透系数连续场,该方法相比于普通的参数分区方法更好地描述了水文地质参数的非均质性。结果表明:SSA-BP神经网络替代模型对模拟模型具有较高的逼近精度,其平均相对误差仅有3.21%。应用SSA求解优化模型,能够快速准确地识别出点污染源的位置及释放历史。SSA对污染源位置的反演识别相对误差在10%左右,对污染源源强的反演识别相对误差不超过4%。因此,本文所提出的方法是一种有效的地下水污染源识别方法,可为污染责任认定及污染修复方案的优化提供参考。     

潮汐作用对滨海垃圾填埋场地下水污染物迁移影响模拟研究

潮汐过程对滨海地区垃圾填埋场污染物的迁移影响显著.为探究潮汐作用下垃圾填埋场地下水污染物迁移过程,以深圳市某滨海垃圾填埋场为例,构建该场地地下水溶质运移数值模型,分析潮汐作用造成的地下水位周期性波动条件下特征污染物在含水层中不同时期的污染范围及浓度变化规律.结果表明：近海岸地下水位受潮汐作用明显,水位波动主要受含水层水文地质参数和潮水位变幅影响,污染物峰值浓度大幅降低,在含水层中滞留时间明显增加.该垃圾填埋场中特征污染物的污染范围和浓度呈现出丰大枯小的周期性变化特征,其中丰水期末最大污染范围和浓度分别为47547 m2、21.54 mg·L^-1,枯水期末最大污染范围和浓度分别为25605 m2、12.73 mg·L^-1.污染物峰值浓度最大降幅37%,滞留时间最长增加43 d.近海岸地下水污染物穿透曲线呈现日周期性波动,随着远离地表水边界,这种周期性波动越不明显,距地表水边界20 m时,污染物穿透曲线无明显日内周期性波动.研究结果可为滨海垃圾填埋场地下水监测方案的制定和地下水污染治理提供理论依据和参考.     

卡尔曼滤波方法在地下水污染源反演中的应用

采用卡尔曼滤波方法反演识别地下水污染源的个数和大概位置.借助一个假想算例,建立地下水系统水流和溶质运移模拟模型,利用灵敏度分析方法筛选出对模拟结果影响最大的参数作为随机变量,对该参数进行抽样,运用蒙特卡罗方法将抽样结果输入模拟模型,生成污染质浓度场.采用卡尔曼滤波方法构造迭代过程,逐个利用采样点处浓度的实测值不断更新综合浓度场.引入模糊集理论表示污染羽,对比综合污染羽和单个污染羽的模糊集来更新各潜在污染源的权重,根据潜在污染源权重大小和综合污染羽收敛形状判断真实污染源的个数和大概位置.算例结果表明：采用卡尔曼滤波方法可以成功反演识别出地下水污染中真实污染源的准确个数和大概位置;引入模糊集理论表示污染羽,通过对比综合污染羽和单个污染羽的模糊集,可以确定各潜在污染源的权重.     

松嫩平原地下水氮污染健康风险评估

为探明松嫩平原地下水氮污染现状及其对人类健康的影响,利用浅层地下水采样测试数据,运用地统计学分析及三角随机模型开展了儿童和成人群体摄入氮污染风险评估及其不确定性研究.结果表明：研究区氮污染物主要存在形式为硝态氮,样品超标率为44.35%,最大值达到566.2mg/L,硝态氮浓度大于20mg/L的区域约占区内总面积的60%,主要分布在东中部高平原地区,西部山前倾斜平原污染较轻;以Isight5.9-2为平台,基于三角模糊法耦合随机模型,考虑人类活动及农业发展的影响,将研究区划分为不同单元,非致癌风险排序为：评价单元Ⅲ>评价单元Ⅱ>评价单元Ⅰ,且单元Ⅲ污染物主要来源于农业活动,单元Ⅲ、Ⅱ区域风险远高于安全阈值1,会对儿童和成人群体健康造成潜在危害,对儿童威胁更大;污染物浓度和参数的不确定性对风险值影响的波动范围较大,三角随机模型对数据变化更为敏感,可降低三角模糊法的不确定性,单元Ⅰ儿童风险区间值横跨安全阈值1,可能会误导污染防控决策;硝态氮浓度对风险贡献率均在90%以上,明确对硝态氮浓度参数随机抽样的必要性,提高评价结果的可靠性.     

基于替代模型的煤矸石堆地下水污染随机模拟

为分析参数的不确定性对地下水污染质运移数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺西舍场煤矸石堆及周边地区为研究对象,以硫酸根离子为模拟因子建立污染质运移的数值模拟模型,运用灵敏度分析法筛选对模拟模型影响较大的参数作为随机变量;为减少反复调用模拟模型产生的计算负荷,运用克里格方法建立污染质运移模拟模型的替代模型,利用替代模型完成蒙特卡洛随机模拟;最后,对随机模拟的输出结果进行统计分析,利用污染质浓度分布函数估算单井遭受污染的风险.结果表明,井1,井2和井3中达到地下水质量标准的Ⅲ类标准的概率分别为0.6%,97.6%和0%,藉此为地下水污染防治提供更加科学,丰富的参考依据.     

具备微电解特性的改性泡沫铜去除强力霉素

通过改进的还原方法把纳米零价铁（nZVI）负载在多孔泡沫铜（CF）上,制备出具有微电解特性的泡沫铜材料（MCF）,并利用SEM,SEMMAPPING和EDX对其表面的形态特征及其元素分布进行了表征.考察了不同去除方式,不同MCF投加量和不同强力霉素（DC）初始浓度对降解效果的影响.结果表明：负载等量nZVI的MCF处理效果明显优于nZVI;当DC初始浓度为50mg/L,MCF的投加量为4.0g,反应20min时,DC去除率可达到99%;动力学分析表明,MCF降解DC符合准一级反应动力学,且随着MCF的投加量增加,反应速率常数k增大,投加量为5.0g时,k值最大为0.0609min^-1.