农业活动干扰下地下水无机碳循环过程研究

为准确识别浅层地下水污染来源及污染过程,选择我国北方某集约化蔬菜种植基地浅层地下水作为研究对象,借助水化学组成、氢氧同位素以及溶解性无机碳(DIC)碳同位素组成,探讨浅层地下水来源以及DIC来源和迁移转化特征.结果表明:浅层地下水阳离子以Ca²⁺和Mg²⁺为主,阴离子以HCO₃^-和SO₄^2-为主,沿地下水流向,水化学类型由HCO₃^?-Ca²⁺-Mg²⁺型转变为HCO₃^--SO₄^2--Mg²⁺-Ca²⁺型;浅层地下水δD组成范围为-69.6‰~-52.7‰,均值为-63.5‰,δ¹⁸O组成范围为-9.29‰~-6.80‰,均值为-8.45‰.大气降水是浅层地下水重要补给来源,靠近河水的浅层地下水还接受地表水的补给;浅层地下水δ¹³C_DIC组成范围为-11.76‰~-5.85‰,均值为-10.43‰.浅层地下水DIC来源包括土壤CO₂、碳酸盐矿物以及有机质分解.河水DIC侧渗对局部浅层地下水DIC碳同位素造成影响,化学肥料引起的酸性物质参与碳酸盐矿物风化作用以及浅层地下水CO₂去气作用对地下水δ¹³C_DIC组成产生影响,在利用DIC碳同位素识别地下水污染来源时需要引起重视.     

基于对应分析法的鄂尔多斯盆地东北部地下水污染分析

运用对应分析法,根据2014年野外调查资料,对鄂尔多斯盆地东北部不同含水层系统地下水污染现状进行分析,确定各子区主要污染物质,并探究其污染源与污染途径.结果显示:研究区西部内流区、无定河下游等地区,由于集中的农业生产,农药、化肥大量施用,导致污染物进入含水层,并随地下水流动,出现较严重的NO₃^-污染;西北部平原区及大理河、窟野河等河流中下游,Cl^-、Na⁺、TDS、SO₄^2-含量较高,除潜水蒸发浓缩作用外,上游含较多Cl^-的工业废水、生活污水及垃圾渗滤液入渗,随水流流动,造成Cl^-、TDS升高.高硬度水在区内广泛分布,生活污水、固体垃圾渗滤液中可降解的有机物入渗后使得地下水中的CO₂平衡压力升高,或工业酸性废水的酸性溶滤作用促进含Ca²⁺、Mg²⁺矿物的溶解,使地下水总硬度增大.     

焦化厂土壤和地下水中PAHs分布特征及其污染过程

以煤炭为原料的焦化厂是环境中PAHs的主要人为污染源. 针对US EPA(美国国家环境保护局)优先控制的16种PAHs,对苏南某生产历史长达16 a、面积为44.58×104 m2的焦化厂土壤样品中的w(PAHs)以及地下水样品中的ρ(PAHs)进行了分析,并采用统计学方法对PAHs的分布规律进行了研究. 结果表明:表层土壤中除二苯并[a,h]蒽外,其他15种PAHs均被检出;w(2~3环PAHs)平均值占w(∑PAHs)平均值的92.6%,明显高于w(4~6环PAHs). 地下水中只检出强亲水性的萘、二氢苊、苊、芴、菲、蒽等6种低环PAHs,但未迁移至厂外. 厂区内土壤和地下水中PAHs污染均具有典型的区域分布特征,并且均为化厂车间最严重. 土壤防污性能的差异使PAHs在3.0 m黏土层〔K_y(垂向渗透系数)=1.28×10-8 cm/s〕中富集. 高环PAHs主要与有机质结合以固相迁移,因w(TOC)随深度增加而下降,部分高w(高环PAHs)点位土壤有机质吸附过饱和,未被吸附的高环PAHs向深层迁移至5.0 m含水层顶板,但因强疏水性未进入7.0 m含水层. 强亲水性低环PAHs以溶解态迁移进入含水层,但因地下水流动缓慢(流速为3.71×10-6 cm/s),PAHs污染区仅集中在化厂车间及其附近区域.      

污染源半定量化的地下水有机污染风险评价

结合细河沿岸地区水文地质条件及地下水有机污染特征,通过AHP法确定权重,建立DRSIC模型,将评价结果与污染源荷载评价叠加,构建研究区有机污染风险评价模型.并通过研究区有机污染特征检验模型的合理性.结果表明:区内大部分地区有机污染风险中等或低.只有细河沿岸、杨士至于洪区一带污染风险处于高水平.评价结果较好的符合研究区有机污染现状.     

基于小波神经网络的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以吉林西部为研究区,建立地下水流数值模拟模型,分别应用蒙特卡罗方法和拉丁超立方方法在研究区10个县(市)开采量的可行范围内进行采样,经对比选择拉丁超立方抽样结果得到输入(开采量)—输出(水位降深)数据集,建立小波神经网络模型作为地下水流数值模拟模型的替代模型,而后对替代模型有效性作误差分析,并与多元非线性回归替代模型进行对比.结果显示,2种替代模型在功能上都能逼近地下水流数值模拟模型,但小波神经网络模型得到的水位降深均值和水位降深剩余标准差与模拟模型计算结果的相对误差分别低于多元非线性回归模型76%和45%,说明小波神经网络模型更适合作为地下水流数值模拟模型的替代模型,这为减少优化模型求解过程中直接调用模拟模型所造成的计算负荷提供了一种有效的替代方法.     

偃师市浅层地下水流动系统水化学特征

在水文地质调查和样品分析的基础上,应用水化学统计、离子相关性分析等方法对偃师市浅层地下水流动系统特征和水化学特征进行分析.研究表明:偃师市地下水化学特征具有明显的水平分带性,在沿着补给—径流—排泄的方向上,地下水化学类型由SO4·Cl-Na型水向HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg型水演化.总体上研究区地下水中TDS不高,均值为515.29 mg/L,与Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-质量浓度的分布规律具有明显的正相关性,主要表现为平原地区浓度高于南北两侧的丘陵山地.图3,表1,参15.     

新疆平原区饮用地下水中F-含量的调查与评价

利用1997—1999年2058个饮用地下水中F-含量的测试成果。评价了新疆平原区饮用地下水中F-含量的状况,其结果为：F-含量变化范围为0．05—7．00mg/L,面积加权平均值为0．68mg/L,超标率18．9％。     

地下水除草剂阿特拉津污染微生物治理的实验研究

采用了从农药厂阿特拉津生产车间排污口污泥中分离出的菌种AT菌,进行了农药阿特拉津的静态降解实验及其污染地下水的微生物治理模拟实验研究结果表明,AT菌在pH值为5.0～10.0时对农药污染质阿特拉津均具有降解能力,且适宜的pH值范围为6.5～8.0;在实验条件(t=10℃,pH=7.5)与野外含水层的条件基本一致情况下,难于生物降解的污染质阿特拉津的一次投菌降解率达到31.08%;同时环境因素也随着AT菌作用的变化而变化,其中,DO、pH随AT菌作用加强而其值减小.另外,设计了细菌的投放方式以模拟野外条件下的菌种投加条件.并且AT菌的作用会造成被治理含水层的渗透性能降低,实验后含水层的渗透系数下降60.54%.清水冲洗10d的渗透性恢复率为48.96%,说明清水渗透恢复的方法效果明显.     

Preliminary study of groundwater denitrification using a composite membrane bioreactor

A composite membrane bioreactor (CMBR) integrating the immobilized cell technique and the membrane separation technology was developed for groundwater denitrification. The CMBR had two well mixed compartments with one filled with the nitrate- containing influent and the other with a dilute ethanol solution; the compartments were separated by the composite membrane consisting of a microporous membrane facing the influent and an immobilized cell membrane facing the ethanol solution. Nitrate and ethanol molecules diffused from the respective compartments into the immobilized cell membrane where nitrate was reduced to gaseous nitrogen by the denitrifying bacteria present there with ethanol as the carbon source. The microporous membrane was attached to one side of the immobilized cell membrane for retention of the disaggregated bacteria. Relative to the single dose of external ethanol, the two-dose supplementation produced better treatment results as evidenced by the lower concentrations of NO3--N and ethanol (as measured by total organic carbon) of the effluent. The batch treatment in CMBR removed most of the nitrate in the influent and attained a stable denitrification rate of 0.1 g·m^-2·h^-1 for most of the 96-h cycles during the 30-cycle study. The effluent was essentially free of ethanol and nitrite nitrogen.     

铁岭市地下水污染防治区划体系构建初探

由于受到人类活动的影响,地下水的污染问题日趋严重,地下水污染防治迫在眉睫。根据铁岭市地下水现状调查监测与评价结果,从水文地质单元因素、自然和人为因素、水资源量和行政分区因素以及地下水水质因素4个方面,初步构建了铁岭市地下水污染防治区划体系,进而提出了地下水污染的预防、治理和管理措施。