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多孔介质中重非水相液体(Dense Non Aqueous Phase Liquid,DNAPL)与水相的界面面积是影响DNAPL在地下水中溶解速率的关键参数。本文通过二维均质砂箱实验,运用界面分配示踪法和体积分配示踪法分别测定DNAPL与水相的界面面积(单位介质体积内的面积,Anw)和DNAPL饱和度(Sn),并研究两者之间的相关关系。使用C18H29NaO3S(SDBS)作为界面分配示踪剂,Alcohol(2,4 Dimethyl 3 Pentanol)作为体积分配示踪剂,CaBr2作为保守示踪剂。利用Fe2+催化的Na2S2O8对DNAPL进行原位氧化修复,改变Anw和Sn。结果表明,通过定量(用孔隙体积数PV值衡量)加入Na2S2O8,Anw由206 cm2逐渐降为37 cm2,下降速率约为14 cm2/PV;Sn由1.34%逐渐降为0.33%,下降速率约为0.1%/PV;Anw和Sn之间具有良好的线性关系(Anw=146×Sn,R2=0.987)。此关系可用于估算多孔介质中DNAPL与水相之间的界面面积。对实验影响因素的分析表明,孔隙度的增大(变化率为20.7%)使示踪剂穿透曲线出现肩现象和拖尾现象,导致保守示踪剂的保留时间增加5.6%,界面面积减小6.8%。 相似文献
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选用四氯乙烯（PCE）作为典型DNAPL污染物,以NaCl作为地下水中溶解盐代表,研究盐度对DNAPL在饱和多孔介质中运移和分布的影响。通过批次实验测定NaCl水溶液/石英砂/PCE三相体系下的接触角和界面张力,结果表明,PCE在石英砂表面的接触角随着水中NaCl浓度的增大而减小,而PCE和NaCl水溶液的界面张力随着NaCl浓度的增大而增大,尤其当氯化钠浓度较高时（>0.1 mol/L）,影响程度更为显著。在此基础上,采用透射光法监测不同介质情景下DNAPL在二维砂箱中的运移和分布,定量测定DNAPL在介质中的饱和度。实验结果表明,地下水盐度的增加将促进DNAPL的垂向入渗,减少被截留在运移路径上的DNAPL量,使得DNAPL运移路径及累积形成的池状DNAPL（pool）向水流方向偏移。在均质多孔介质和含有透镜体的非均质多孔介质中,随着盐度的增加,DNAPL在横向和垂向上的展布均呈现出增加趋势,导致污染源区变大,且介质中以离散状存在的DNAPL量明显增加。 相似文献
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重非水相液体(dense nonaqueous phase liquid,DNAPL)污染土壤和地下水的问题已引起广泛关注,研究其在不同粒径多孔介质及其界面的运移特征形态是确定污染区域、修复治理土壤和地下水环境的前提。文章通过室内试验研究多孔介质界面对DNAPL运移与分布特性的影响。首先在二维砂槽上进行DNAPL污染物的入渗试验,试验过程中用数码相机拍照,将DNAPL扩散过程以图像的形式记录下来;然后用AutoCAD对图片进行处理,绘制出DNAPL迁移过程的锋面变化图。结果表明:DNAPL入渗过程中,迁移主要受到重力作用与毛细作用的控制,毛细作用力随着介质粒径的增大逐层减小,重力作用逐渐起主导作用使污染物入渗速度逐层增大;介质结构影响DNAPL的迁移形态,介质粒径逐层增大,DNAPL污染物的渗流面与指进扩散宽度逐层减小,扩散方式由面状变为指状;在不同粒径介质界面介质结构发生突变时,DNAPL迁移锋面线曲率也相应变大,此时DNAPL的迁移呈现“凸”型特征,另外,不同的界面横向扩散的滞留宽度不同,随着介质粒径的增大,界面的横向扩散宽度相对变短。 相似文献
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目前,刻画场地重非水相液体（dense non-aqueous phase liquid, DNAPL）污染常用的钻孔取样和井间分溶示踪试验方法成本高昂。相比而言,单井注抽试验节省经费,且对污染源区的扰动少,但该试验方法推估DNAPL残留量的准确性尚未得到定量验证。针对该问题,基于数值方法分析了示踪剂类型、注抽速率、污染源区结构等因素对单井注抽试验推估DNAPL残留量精度的影响。结果表明：（1）选用分溶系数比2,2-二甲基-3-戊醇（2,2-dimethyl-3-pentanol, DMP）低的己醇进行示踪,示踪剂回收更加充分,推估污染物残留量的平均精度增幅可达35.11%;(2)当注入速率从100 m3/d提高至130 m3/d、抽出速率从120 m3/d提高至150 m3/d,示踪剂接触的污染源区面积更大,均质源区对应的污染物残留量平均精度从42.45%提高到60.26%,非均质源区对应的平均精度从27.69%提高至48.72%;(3)污染源区结构复杂程度的增加会阻碍示踪剂的运移,非均质源区对应的平均精度比均质源区降低了13.15%;(4)单井注抽示踪试验更适用于离散状为主的污染源... 相似文献
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地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重非水相液体(DNAPL)在非均质孔隙介质中的迁移规律,应用了水/气两相和水/NAPL两相饱和度计算模型。实验结果表明:气体主要由不规则通道向上运动,遇到低渗透性透镜体时在其下方堆积,并开始横向运动,绕过透镜体后继续向上运动,最终在砂箱顶部形成连续气体分布,注气速度越大,气体运移范围越宽;DNAPL在自身重力作用下克服毛管压力向下迁移至低渗透性透镜体,DNAPL无法克服该介质的毛管压力,停止垂向入渗,并在其表面堆积,开始横向运移,绕过透镜体后继续向下运动,最终在砂箱底部形成连续DNAPL污染池。均质介质中建立的计算流体饱和度的水/气模型及水/NAPL模型与实验结果较吻合,可用于非均质多孔介质中水/气相和水/NAPL相饱和度的计算。 相似文献
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重质非水相有机污染物(DNAPL)泄漏到地下后,其运移与分布特征受渗透率非均质性影响显著。为刻画DNAPL污染源区结构特征,需进行参数估计以描述水文地质参数的非均质性。本研究构建了基于集合卡尔曼滤波方法(EnKF)与多相流运移模型的同化方案,通过融合DNAPL饱和度观测数据推估非均质介质渗透率空间分布。通过二维砂箱实际与理想算例,验证了同化方法的推估效果,并探讨了不同因素对同化的影响。研究结果表明:基于EnKF方法同化饱和度观测资料可有效地推估非均质渗透率场;参数推估精度随观测时空密度的增大而提高;观测点位置分布对同化效果有所影响,布置在污染集中区域的观测数据对于参数估计具有较高的数据价值。 相似文献
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在二维均质饱和孔隙介质中利用光透法与高密度电阻率法定量监测重非水相液体(DNAPL)的运移过程与饱和度。 将光透法与高密度电阻率法相结合,进行高密度电阻率法对 DNAPL 在饱和多孔介质中渗流过程的定量监测。在二维砂箱 中进行 DNAPL 的入渗试验,应用光透法与高密度电阻率法进行动态监测,分别利用 CCD 相机、LCR 数字电桥采集数据。 光透法的数据处理采用“水-DNAPL”两相中 DNAPL 饱和度的计算公式。而高密度电阻率法的数据处理是将获得的电阻值 数据转化为电阻率值,然后利用 Archie 公式获得重非水相液体的饱和度空间分布。Archie 公式中参数β值本文采用与光透法 相结合的新方法来获取,克服了传统方法获取β值时存在的困难。根据不同时刻的饱和度空间分布可以估算注入砂箱内的 DNAPL 总量,并将其与实测的入渗量进行对比。结果表明,与光透法结合后的高密度电阻率成像法能定量监测饱和孔隙介 质中 DNAPL 的入渗过程,且估算的 DNAPL 入渗量与实测值比较吻合,提出的基于光透法计算β值的新方法是有效且可行的。 相似文献
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《地球化学》2016,(3)
对准噶尔盆地玛湖凹陷6个下二叠统风城组(P_1f)烃源岩抽提物和10个原油样品进行了色谱、色谱-质谱和色谱-同位素比值质谱分析。依据分子和碳同位素地球化学特征,将10个原油样品分为三组。第一组具有如下特征:(1)Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)值较高;(2)几乎不含Ts、C_(29)Ts和C_(30)重排藿烷;(3)伽马蜡烷和胡萝卜烷相对含量高;(4)三环萜烷分布模式为C_(20)C_(21)C_(23)或C_(20)C_(21)C_(23);(5)正构烷烃单体δ~(13)C值随碳数增加而变重。该组油样是Ⅰ类原油的端元代表,来源于"典型"下二叠统风城组(P_1f)烃源岩。第二组油样的特征与第一组油样明显不同:(1)较低的Pr/nC_(17)和Ph/nC_(18)值;(2)相对较低的伽马蜡烷和胡萝卜烷含量;(3)三环萜烷分布模式为C_(20)C_(21)C_(23);(4)正构烷烃单体δ~(13)C值则随碳数增加而变轻。该组油样是Ⅱ类原油的端元代表。第三组油样为介于Ⅰ类和Ⅱ类原油之间的过渡类型。6个烃源岩样品抽提物分子指标与该凹陷"典型"下二叠统风城组(P_1f)烃源岩及Ⅰ类原油具有一定的差异,而与之前认为的中二叠统下乌尔禾组(P_2w)烃源岩及Ⅱ类原油类似。烃源岩抽提物之间正构烷烃单体δ~(13)C值具有较大的差异,并且比10个原油样相对偏轻。在玛湖凹陷至今尚未钻遇有较大生油潜力的下乌尔禾组烃源岩样品,风城组烃源岩既是Ⅰ类原油的油源,也可能是Ⅱ类原油的主要油源。由于有机岩相及成熟度的差异,导致来源于同一套烃源岩的原油具有不同的生物标志物和碳同位素组成。 相似文献
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结合蒸汽和空气注入修复多孔介质中DNAPL污染物的多目标多相流模拟优化 总被引：1，自引：1，他引：0
基于数值方法模拟对比分析仅注入蒸汽与同时注入蒸汽和空气两种情形下原位曝气方法修复多孔介质中DNAPL污染物(以TCE为例)的修复过程。结果显示蒸汽的注入速率和焓值对蒸汽锋面在含水层中的运移速率影响显著;同时注入蒸汽和空气能够有效抑制只注入蒸汽时出现的DNAPL再冷凝现象,从而提高修复效率。基于模拟-优化方法对同时注入蒸汽和空气修复的理想范例建立了多目标多相流优化模型,采用一种自适应通用多目标优化算法AMALGAM求解Pareto锋面。优化结果表明基于混合优化框架的AMALGAM优化算法能有效综合利用多种独立进化算法的优点,自适应地根据独立进化算法的优劣生成子代,保证子代种群最优,收敛速度较NSGA算法更快。 相似文献
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安徽月山铜、金矿田成矿流体从深部向浅部沿断裂、裂隙以及多孔介质(含微裂隙)运移,运动速率分别为1.4m/s、9.8×10~(-1)～9.8×10~(-7)m/s、3.6×10~(-7)～4.6×10~(-7)m/s,流体运移通道介质性质的变化引起流体运移速率的变化是导致成矿物质在介质接触界面中沉淀的主要原因之一。成矿流体在高温时主要迁移方向向上,流体通量为n×10~4～n×10~5mol/cm~2,中低温时运移方向多样,大气降水介入岩浆热液体系导致流体通量增大,流体通量为n×10~5～n×10~6mol/cm~2;成矿流体中所携带的成矿物质具备形成大型铜矿床的潜力。 相似文献
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雌激素(E1)及其硫酸盐化合物(E1-3S)是能改变生物机体内分泌功能并对机体引起有害效应的内分泌干扰物,主要表现为危害人类的生殖机能、造成发育异常及引发某些癌症等。其大量存在于直接暴露的放牧草场中,主要是动物粪便中。由于雌激素性质不稳定,当被土壤吸附后易被代谢为其他物质,造成了对土壤吸附作用过高的估计,使得难以准确评估其对人体的危害程度。为此,笔者以质量浓度为555mg/L的CaCl2溶液(混合态)以及动物尿液(自由态)2种不同类型溶液作为雌激素载体,研究了尼日利亚纳萨拉瓦州3个不同地区农业土壤介质对不同形态雌激素的吸附规律。结果表明:2类物质的吸附均符合Freundlich非线性等温线过程,土壤对E1-3S的分配系数(2.4～6.4L/kg)比E1(34.2～46.8L/kg)中小一个数量级;3种土壤中,由于有机碳质量分数(分别为Lafia:8.2%;Doma:4%;Azara:5%)、矿物成分以及pH值的不同,致使它们对物质的吸附系数差别较大;雌激素在相同土壤、不同溶液中的吸附系数差别也较大,其在Azara土壤中CaCl2溶液及动物尿液中的分配系数分别为71.7L/kg和39.8L/kg。传统方法中以CaCl2溶液作为载体获得的吸附含量用于评价雌激素污染风险是不合理的,需采用实际载体溶液进行的实验结果才有应用价值。 相似文献
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高分辨率洞穴石笋中稳定同位素应用——北京元大都建立后对森林资源的破坏—δ~(13)C记录 总被引：8，自引：1，他引：7
对采自北京西山石花洞内的石笋进行了δ~(18)O,δ~(13)C和Mg/Sr分析,获得分辨率为25a的北京地区3000a以来的古气候和古环境信息。以δ~(18)O和D_(Mg/Ca)作为气候变化信息,证实石笋δ~(13)C反映了古气候变化对植被的影响。当石笋δ~(13)C值增大时,表示C_3/C_4植物比值降低,气候变干热;当石笋δ~(13)C值减小时,表示C_3/C_4植物比值升高,气候变湿冷。同时,笔者也发现了北京元大都建立以来对森林资源的破坏。在650B P至360B P,从元大都建立到明代晚期北京外城的增筑,北京西山林木被砍伐用于建筑和烧制木炭,使得这一地区的植被遭受重大改变。C_3/C_4植物的比值大幅度降低,石笋的δ~(13)C值增大3‰。尽管在此之后的气候条件有利于C_3植物的发育,但这一地区的植被没有恢复到受人类破坏前的水平。通过与历史资料对比,证明石笋中的δ~(13)C记录的确能反映C_3/C_4植物比值的分配变化,从而可以间接地反演古气候和人类活动的影响。 相似文献
14.
在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO42-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe2+)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO42-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H2O2和Fe2+使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe2+,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe2+即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。 相似文献
15.
《水文地质工程地质》2016,(2)
以土柱实验为研究手段,选择典型重金属污染物Cr(Ⅵ)作为研究对象,以惰性组分Br~-作为对比,分别探讨了Cr(Ⅵ)在存在支持毛细水、悬挂毛细水、无毛细水条件下,以及不同NaCl浓度条件下的迁移规律,进而从污染物穿透时间及残留量两个方面定量刻画毛细水带对Cr(Ⅵ)的阻滞作用。研究结果表明:不同形式毛细水条件下Br~-及Cr(Ⅵ)的穿透时间均为干土柱有悬挂毛细水土柱有支持毛细水土柱;与Br~-相比,Cr(Ⅵ)穿透终点均呈现明显滞后的现象,表明不同形式毛细水对Cr(Ⅵ)均具有不同程度的阻滞作用;受盐分析出及重力势的共同影响,不同NaCl浓度条件下Br~-及Cr(Ⅵ)的穿透时间均体现为10 g/L60 g/L0 g/L。Cr(Ⅵ)残留量整体呈现随土柱高度增加递减的趋势。存在支持毛细水及NaCl浓度为10 g/L的条件下土柱中Cr(Ⅵ)残留量最高,表明该情况下毛细水带的阻污作用最为显著。 相似文献
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钨、锡流-熔分配实验结果及其矿床成因意义 总被引：4，自引：1，他引：4
本文用实验确定了钨、锡在成分不同的花岗质熔体相与共存水热流体相的流-熔分配系数(D_(Me)~(V/L))及其与介质溶液(NaF,KF,HF,NaCl等水溶液)摩尔浓度间的函数关系。实验结果表明,钨、锡的分配行为明显不同。在相同条件下,随体系的不同,D_W~(V/L)比D_(Sn)~(V/L)大几倍至二十倍。钠和钾对钨、锡的流-熔分配行为的影响基本相同,而氟和氯对钨、锡的分配行为的影响相差甚远,花岗质熔体的主成分对D_W~(V/L)和D_(Sn)~(V/L)有复杂的影响。利用这些结果探讨与花岗岩有关的钨、锡矿床的成矿机理,得出了一些与前人不同的新认识。 相似文献
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李文鹏 《水文地质工程地质》2016,(6):1-6
在清洁水渗流实验的基础上,开展了恒水头条件下不同浓度的含悬浮颗粒流体在多种填充粒径的多孔介质内的渗流实验。结果表明:悬浮颗粒在多孔介质段的沉积,并不一定使多孔介质局部相对渗透系数(k_t/k_0)降低,相反在一定情况下会出现局部相对渗透系数增大的情况。较小悬浮颗粒浓度下,悬浮颗粒粒径越小,曲线波峰出现越迟,相对渗透系数增加幅度越大;而较大进口浓度则抑制(k_t/k_0)曲线波峰的生成,直至相对渗透系数单调递减。通过包括前人实验数据在内的悬浮颗粒浓度C_0与颗粒直径比值d_p/D_p(悬浮颗粒直径/多孔介质颗粒直径)有无相对渗透系数增加现象的对照图,进一步揭示了含悬浮颗粒流体在多孔介质内的运移与沉积规律。 相似文献
18.
《矿物岩石地球化学通报》2016,(2)
为探究盐类矿床中Br和I元素的影响因素及其对钾盐矿床成因的指示意义,采集思茅盆地勐野井的石盐、钾盐样品,采用X射线衍射方法分析了其盐类矿物组成,用ICP-OES和离子色谱仪测试了阳离子(K~+、Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+))和阴离子(Cl~-、Br~-、I~-、SO_4~(2-))组成。结果显示,样品的Br含量为89.08×10~(-6)~555.45×10~(-6),高于海水含量,Br×10~3/Cl的质量比值为0.13~0.86,Br的主要影响因素是溶液的主要成分(SO_4~(2-),K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+))和蒸发作用;I含量为0.07×10~(-6)~0.27×10~(-6),I×10~6/Cl的摩尔比值为0.03~0.11,略高于海水值,I含量随I×10~6/Cl摩尔比值的增加呈上升趋势,说明蒸发作用是影响卤水I含量的因素之一。但Br和I呈负相关,表明有机质的含量是I含量的主要影响因素,蒸发作用可能是次要影响因素,I和I×10~6/Cl摩尔比值可能是判断海陆相的潜在指标之一。 相似文献
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研究了铍-铬天青S-溴化十六烷基三甲基铵-乙醇四元配合物形成条件。在pH7的介质中,配合物组成比为Be:CAS:CTMAB:C_2H_5OH=1:3:4:2。表观摩尔吸光系数ε_(618)=1.37×10~5L·mol~(-1)·cm~(-1)。用于岩石中微量铍的测定,结果满意。 相似文献
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采用小太平山同一层位不同深度且连续的油砂样品,对油砂油的地球化学及生物降解特征进行分析。小太平山油砂油在生物降解作用下产生了丰富的25-降霍烷,常规藿烷和甾烷也发生了一系列变化。由于分子结构和稳定性不同,抗降解能力不同,C_(21)/C_(23)三环萜烷、伽马蜡烷/C_(30)藿烷、Ts/Tm、C_(30)重排藿烷/C_(30)藿烷值、αααC_(27)R/αααC_(29)R、C_(28)αααR/C_(29)αααR、C_(29)ααα20R/αββ20S、C_(29)ααα20R/αββ20R、C_(27)重排甾烷/(规则甾烷+重排甾烷)、常规藿烷异构体降解为25-降霍烷的比例,均反映出油砂油的生物降解程度随深度的增加而增大。小太平山油砂油随含水饱和度的增加降解程度增大,证实地层水有利于细菌类微生物的迁移、营养物质的传递,促进原油的生物降解及25-降霍烷的产生。 相似文献