Quantification of changes in zero valent iron morphology using X-ray computed tomography

Morphological changes within the porous architecture of laboratory scale zero valent iron （ZVI） permeable reactive barriers （PRBs）, after exposure to different groundwater conditions, have been quantified experimentally for different ZVI/sand ratios （10%, 50% and 100%, W/W） with the aim of inferring porosity changes in field barriers. Column studies were conducted to simulate interaction with different water chemistries, a synthetic groundwater, acidic drainage and deionised （DI） water as control. Morphological changes, in terms of pore size and distribution, were measured using X-ray computed tomography （CT）. CT image analysis revealed significant morphological changes in columns treated with different water chemistries. For example, 100% ZVI （W/W） columns had a higher frequency of small pores （0.6 mm） was observed in ZVI grains reacted with typical groundwater, resulting in a porosity of 27%, compared to 32% when exposed to DI water. In comparison, ZVI grains treated with the acidic drainage had higher porosity （44%） and larger average pore size （2.8 mm）. 10% ZVI PRB barrier material had the highest mean porosity （56%） after exposure to any water chemistry whilst 100% ZVI （W/W） columns always had the lowest （34%） with the 50% ZVI （W/W） in between （40%）. These results agree with previously published PRB field data and simultaneously conducted geochemical monitoring and mass balance calculation, indicating that both the geochemical and hydraulic environment of the PRB play an important role in determining barrier lifespan. This study suggests that X-ray CT image analysis is a powerful tool for studying the detailed inter pores between ZVI grains within PRBs.     

柳林泉域岩溶地下水区域演化规律及控制因素

柳林泉是山西省著名的十大岩溶大泉之一,丰富的岩溶地下水资源对吕梁地区经济社会发展具有支撑作用,开展岩溶地下水化学演化规律及控制因素研究对于流域水资源可持续利用意义重大.本研究对补给区、径流区、排泄区、深埋区的29个岩溶地下水主要离子组分进行测试分析.结果表明,水温、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)质量浓度从补给区、到径流区、到排泄区、再到深埋区,随着径流途径增加不断升高. K~+、Na~+、Cl~-主要来源于盐岩的溶解;而Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)主要来源于方解石、白云石和石膏的溶解.受控于盐岩、石膏的不断溶解,Na~+、C~l-和SO_4~(2-)质量浓度增加幅度大,最大值分别为最小值的50、80和32倍;受去白云化作用的影响,Ca~(2+)、HCO3-质量浓度变化不大,最大值仅为最小值的2～3倍.在补给区、径流区,Na~+、Cl~-质量浓度较低,Ca~(2+)和Mg~(2+)、HCO_3~-为主要阴阳子,但在排泄区和深埋区,Cl~-、Na~+明显超过了HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+),成为最主要的阴阳离子;水化学类型由HCO_3-Ca·Mg型转化为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Na·Mg型,最终演变为Cl·HCO_3-Na·Ca、Cl·HCO_3-Na型和Cl-Na·Ca型.     

西南喀斯特流域水化学空间变异性分析

本文以后寨河流域为研究对象,基于地统计学分析方法,研究喀斯特地区含量较高的四种离子(HCO_3~-、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、Mg~(2+))的空间变异特征。结果表明:选取的离子都呈正空间自相关性,其中SO_4~(2-)和Ca~(2+)的空间集聚作用更显著。由于离子来源和影响因素的不同,离子的自相关程度和变程范围有所不同,由C0/(C0+C)比值判断,HCO_3~-、Ca~(2+)和SO_4~(2-)为中等强度空间相关,Mg~(2+)表现为强相关且变程较小,结构性因素对Mg~(2+)作用更为显著。离子在一定的距离内都表现为各向同性,超出该距离,受到岩性、构造、人类活动等因素的影响,则表现出了明显的各向异性特征。     

某垃圾填埋场地下水水化学与水质评价研究

经现场调查发现,四川省某县的生活垃圾填埋场,目前已发生渗滤液泄漏并对周边地下水产生污染。以高锰酸盐指数、NH_3-N、Cl~-、SO_4~(2-)、Fe~(2+)、Mn~(2+)、TDS和总硬度等8个指标为对象,采用F值指数法和主成分分析法并结合地下水化学分析对周边10个采样点的地下水水质进行综合评价,并用ArcGIS 10.3对污染物浓度进行插值,分析不同种类污染物在场地附近的浓度分布特征。评价结果表明:填埋场周边地下水已受到严重污染,综合评分F值均7.20,属于极差级别,整体上,2种评价方法所得不同采样点污染程度排序结果基本一致,埋场下游方向越近污染越严重,主要污染物为Cl~-和SO_4~(2-),污染较重的采样点的地下水化学类型也相应的由HCO_3-Ca型转变为了HCO_3·Cl-Ca和SO_4-Ca 2种类型。研究表明,该文采用的水质评价模式可用于污染地下水水质评价,并能对评价结果给出合理解释。     

尼洋河流域水化学特征及其控制因素

为研究尼洋河流域水化学特征及其控制因素,2014年先后采集河水7组,井水13组,泉水10组,共计30组水样.综合运用数理统计、Piper三线图、Gibbs模型和离子比等方法,分析了尼洋河流域河水、泉水和井水的水文地球化学特征,并探讨了尼洋河流域的水化学演化规律.结果表明,河水、井水及泉水中阳离子均以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,占阳离子总量的84%以上;阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主,占阴离子总量的97%以上;TDS介于79.11~290.48 mg·L~(-1)之间,平均值为165.21 mg·L~(-1),矿化度较低;水化学类型以HCO_3·SO_4(SO_4·HCO_3)-Ca·Mg(Mg·Ca)型水为主;水化学样品均分布在Gibbs模型左中部,说明该流域水化学离子组成受岩石风化作用控制;主成分分析及相关分析表明,尼洋河流域水化学组分受硅酸盐岩的溶解控制,碳酸盐岩的溶解也起到非常重要的作用.     

河北平原地下水水化学演化

河北平原自上世纪七十年代以来,随着工农业迅速发展及城市化进程的加快,人们开始大规模开发利用地下水资源,造成河北平原地下水补给、径流、排泄条件发生改变,从而引起地下水水化学特征发生一系列演化。     

黄龙工业园供水水源地地下水水质现状评价

文章采用模糊综合评判法,以四种模糊算子综合计算,并且结合区域水文地质条件和水化学环境,对黄龙工业园供水水源地地下水水质现状进行了综合评价,结果表明其潜水水质较差,属V类水,承压水水质较好,属Ⅲ类水.根据地下水的污染情况,本文分析了污染原因,并提出了防治措施.     

酸化模型在国内的发展与应用进展

酸沉降与环境的酸化模型在国外已有较大进展，在我国尚属起步阶段。本文系统介绍了国内在酸化模型方面研究进展。这方面成果主要是适合于大尺度区域评估的指标评价模型的建立和将国外成熟的酸化模型应用于中国具体实践。希望尽快建立我国的酸化水化学研究体系。     

抚顺市区地下水水质污染现状及对策研究

对抚顺市区地下水水质污染现状进行调查,结果表明:抚顺市地下水水化学分为7个类型.在监测的12项生活饮用地下水水质中,水质一般占47.06%,水质较差占11.76%.提出了9项地下水质污染防治对策.