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油气田地区土壤-水环境中有机污染的数值模拟及模型预测 总被引：6，自引：0，他引：6
针对油气田地区的地下水污染日益突出问题，文章综合考虑石油类有机污染物在包气带中扩散、吸附解吸、分配和生物降解等环境行为，建立了土壤－水环境体系有机污染物迁移转化的非平衡动力学模型，并编制了RBCA有限元程序，预测污染物在土壤－水环境中浓度分布变化趋势，探讨了模拟参数κd、κ变化对有机污染物迁移的影响。模拟结果表明：吸附解吸速率参数的变化对污染物达到平衡状态起着决定性作用，其结果可为定量研究有机污染物在土壤－水环境中的归宿提供可靠的理论根据，同时为油气田勘探开发过程中的污染控制与治理措施提供依据和理论指导。 相似文献
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分析了有机污染物在土壤中的迁移转化机理，建立了非平衡吸附作用下渗滤液中有机污染物在土壤中迁移转化的动力学模型，给出了模型的数值解法，模拟出渗滤液在非平衡吸附作用下的污染过程；同时还探讨了模型参数降雨量p，垃圾土土层的厚度h，含水率θ等对有机污染物运移的影响。结果表明：在总的污染源一定的情况下，降雨量的增大和污染土层厚度的增大会使得下层土壤中有机物的浓度降低，为定量研究有机污染物在土壤-水环境系统中分配与归宿提供理论依据，同时也可为监测、治理和恢复地下水污染提供一定的科学根据。 相似文献
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为探讨好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附机制,采用动态吸附方式研究好氧颗粒污泥对有机污染物的初期吸附作用,采用静态吸附方式考察好氧颗粒污泥失活前后对有机污染物吸附效率的差异,分析了好氧颗粒污泥吸附有机污染物前后的热力学参数及红外光谱变化。结果表明,好氧颗粒污泥对有机污染物的吸附过程表现出了明显的初期吸附去除现象,30min内对有机污染物吸附去除率达60.19%。好氧颗粒污泥吸附有机污染物是一个自发、吸热、熵增的过程,且吸附过程是一个以物理吸附为主、生物吸附和化学吸附为辅的复杂过程。 相似文献
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浅层地下水氯代烃污染天然衰减速率的估算 总被引：1，自引：0，他引：1
天然衰减恢复技术是恢复和控制浅层地下水氯代烃污染的技术之一,如何简便获取可靠的氯代烃衰减速率常数是该技术应用的一个关键。趋势线分析方法是一种简便有效的方法,在污染羽状体稳定的条件下,通过地下水流向上至少3口监测井的资料,能够比较准确地估算出污染物的天然衰减速率常数和生物降解速率常数。某氯代烃污染典型区的应用实例研究表明,该区四氯乙烯(PCE)的天然衰减速率常数和生物降解速率常数分别为0·000925d-1和0·000537d-1,证实该区浅层地下水中的PCE存在天然生物降解,但降解速率比较缓慢。忽略吸附作用的天然衰减容量计算所得出的天然衰减速率常数明显小于实际结果,说明尽管典型区包气带及含水层介质的有机碳含量很少,但它们对PCE的吸附作用不容忽视。 相似文献
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以含多组分的生活污水为模拟污染物,通过实验方法对含沙水体中污染物生物降解规律进行了研究,得出了污染物生物降解速率常数与含沙量的关系式。研究结果表明:(1)低浓度污染物在含沙水体中的生物降解过程符合一级反应动力学过程;(2)对同一粒径组泥沙而言,含沙量越大,污染物生物降解速度越快。即泥沙的存在促进了污染物的降解;(3)污染物生物降解速率常数随着含沙量的增大而增大,两者存在非线性的函数关系。含沙量增大到一定值时,降解速率常数趋于最大值。 相似文献
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菌根真菌对土壤中有机污染物的修复研究 总被引：12，自引：0，他引：12
菌根真菌是真菌与植物之间特殊的联合共生体，利用菌根真菌修复土壤，尤其是修复有机污染物污染的土壤，正成为一个崭新的研究方向。菌根真菌是土壤真菌的一种，但与土壤中放线菌和细菌等微生物相比，其对土壤中有机污染物具有更大的忍耐能力，并且能利用土壤中大多数持久性有机污染物作为碳源来获取能量。综述了近20年菌根真菌对土壤有机污染物降解研究，讨论了菌根真菌降解土壤有机污染物的可能机制，并探讨了从引入固氮菌、外源细菌两个方面对菌根调控以提高修复效果的可能性，为进一步研究菌根真菌生物降解土壤中持久性有机污染物、利用菌根植物修复有机污染土壤提供信息。 相似文献
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自21世纪以来,对地球上最大、最高的高原——青藏高原上持久性有机污染物的含量、传输途径和归宿的了解已逐步深入,回顾了关于青藏高原持久性有机污染物研究的主要成果。高海拔山区的观测技术和多尺度模型是产出这些成果的关键突破口,而第三极持久性有机污染物观测网填补了青藏高原地区持久性有机污染物数据的空白,为系统阐明南亚持久性有机污染物的排放特征,明确印度季风驱动下持久性有机污染物输入青藏高原的过程与范围以及揭示青藏高原高寒生态系统对部分持久性有机污染物的富集程度提供了基础。植被、土壤和冰川是持久性有机污染物的重要汇。由于青藏高原临近国家是持久性有机污染物的排放源地,使得持久性有机污染物可通过远距离大气传输和“冷捕集”作用在青藏高原环境中富集。因此未来需要开展长期监测,准确量化新型污染物对青藏高原生态环境的影响,阐明气候变化和人类活动共同影响下青藏高原环境变化的趋向。最后,考虑到跨境传输是青藏高原持久性有机污染物污染的主要原因,因此还应在持久性有机污染物排放法规方面积极开展全球/区域合作,以减少持久性有机污染物的迁移及其对青藏高原的不利影响。 相似文献
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在考虑对流弥散、平衡/非平衡双点吸附解吸、微生物降解等情况下,建立了土壤环境中有机污染物迁移转化的动力学模型,并给出了有限差分解。在此模型的基础上,详细讨论了有机污染物在土壤中的分布规律,并对一阶吸附解吸速率常数 和平衡吸附点位所占总点位的比例 进行了灵敏度分析。分析研究表明：参数 对于土壤中有机污染物浓度分布有着重要的影响,其影响程度又与非平衡吸附点位所占总点位的比例（1- ）有关;污染后期土壤吸附相的存在,也会起到增加土壤水溶质浓度的作用,且 越大,这种作用越明显。 相似文献
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石油泄漏导致甲苯等有机污染物污染土壤地下水,并且甲苯等石油类有机污染物对土壤地下水污染具有隐蔽性强、难以逆转等特点,污染治理难度大。因此,研究甲苯有机污染物在土壤地下水中运移规律是治理的关键。该文以某污染场地为研究区,以甲苯有机污染物为研究对象,考虑了淋滤、吸附的影响,采用模型计算方法,分析了甲苯在污染场地土壤地下水中迁移规律。结果表明：甲苯在土壤地下水中迁移过程中,淋滤作用对甲苯浓度变化影响显著;吸附影响下扩散作用及地下水位变化对甲苯迁移产生的影响均受到抑制。该文获得的甲苯在土壤地下水中迁移规律可为甲苯有机污染物污染场地修复提供依据。 相似文献
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Erping BI Torsten SCHMIDT 《地学前缘》2005,12(Z1):199-208
有机组分的土水分配系数(Kd)是描述有机组分在地下系统中吸附特征的重要参数。同时,它也是物质运移模拟和环境评价中的主要参数之一。影响Kd的因素可概括为三个方面:土壤性质、有机组分本身特征及水相的物理化学性质。一般而言,对于非极性和弱极性有机组分,土壤中的有机质含量(foc )是影响Kd的最主要因素。但是,对于极性有机组分(POCs), 特别是在土壤有机质含量较低的情况下,土壤中矿物的种类和含量、水化学组分特征(pH、离子力等)经常在吸附过程中起重要作用。实验室内测定Kd的方法包括批实验和柱实验方法。批实验法适用于研究Kd较高情况下的吸附。在Kd较低的情况下,如低有机质土壤对极性有机污染物的吸附,土柱色谱法(SCC)是更适宜的选择。另外,可用土柱色谱法快速了解各种因素对吸附过程的影响,并获取详细的吸附和解吸信息。应用土柱色谱法时应当注意非平衡吸附和可能的柱堵塞问题。很多文献中提到结合柱实验和已有的吸附数据来预测土壤有机碳标准化的分配系数Koc(=Kd/foc)。但是,如果没有考虑吸附中特定的作用过程(如矿物吸附),对极性有机组分Koc的预测将会产生很大的误差。在环境评价中,将从一种土壤测定的Koc 应用到不同性质的土壤中,可能会导致错误的认识。在进行室内实验时,应把标准土(如Eurosoi 相似文献
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Diffusion and sorption experiments using a DKS permeameter 总被引：2，自引：0，他引：2
The analysis of contaminant transport through clay liner is a relevant aspect in the design of industrial, urban and mining waste disposal systems, since these areas must be designed and operated to prevent contaminating substances from reaching underground water systems in unacceptable concentrations. The design requires an estimate of the potential contaminant transport rate. However, before any attempt at quantification can be made, values for transport mechanism control parameters must be established. Clayey materials are frequently used as contaminant barriers. In these materials, which have low hydraulic conductivity, the main contaminant transport mechanism is molecular diffusion. Parameters controlling transport for these conditions are the diffusion coefficient and sorption parameters. These parameters depend on soil constituents and characteristics as well as on the chemical constitution of the contaminant. The great complexity of the factors involved makes it necessary to determine the parameters of each type of soil. This paper discusses an equipment called DKS permeameter (diffusion, convection, sorption), for the study of soil-contaminant transport mechanisms, designed at the Institute for Soil Mechanics of the Ruhr-University Bochum, and some results obtained from its use at COPPE/Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ), Brazil. This equipment determines the effective diffusion coefficient and sorption parameter with a better reflection of field conditions. The soil under study is a mix of sodium–bentonite that has low hydraulic conductivity (k=10−9 cm/s) with adequate liner characteristics. The result indicated the relevance of determining sorption parameters for structured soils, since the sorption perceived from batch test results using pulverised soil represents maximum soil capacity. Designs based on this parameter would overestimate the attenuation capacity of the liner. 相似文献
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土壤中水分和溶质运移一直是土壤-水环境系统中的研究热点,也是目前仍未得到很好解决的问题.将分形理论应用于土壤水分溶质运移机制的研究,探讨其领域中的众多复杂问题,是一种全新的思路和方法.在对土壤结构定量化的分形表征进行简要阐述的基础上,重点介绍了分形理论在水分特征曲线和水力传导度等土壤水分运动基本参数的分形模型、土壤水分运移过程模拟、土壤溶质运移的非费克现象、弥散度的尺度效应以及溶质运移机制研究方面所取得的一系列成果,并就分形理论今后在土壤水分、溶质运移研究中的应用作了展望. 相似文献
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Evolution of soil-water states in the vadose zone of a desert soil after an extreme rainfall event and its impact on the ecosystem 总被引：1，自引：0，他引：1
Evolution of soil-water movement patterns following rare and extreme rainfall events in arid climates is not well understood, but it has significant effects on water availability for desert plants and on the hydrological cycle at small scale. Here, field data and the Hydrus-1D model were used to simulate the mechanisms of soil water and vapor transport, and the control factors associated with temporal variability in the soil water and temperature were analyzed. The results showed that thermal vapor transport with a no rainfall scenario determined daily variability in water content at the soil surface. During rainfall, isothermal liquid water fluctuated as a result of dry sandy soils and matric potential in the upper soil (0–25 cm), and thermally driven vapor played a key role in soil-water transport at 40–60 cm soil depth. After an extreme rainfall event, thermal vapor flux increased and accounted for 11.8% of total liquid and vapor fluxes in daytime with a steep temperature gradient; this was very effective in improving long-term soil-water content after the rain. The simulated results revealed that thermal water vapor greatly contributed to the soil-water balance in the vadose zone of desert soil. This study provided an alternative approach to describing soil-water movement processes in arid environments, and it increased understanding of the availability of water for a desert plant community.
相似文献15.
生活垃圾填埋场渗滤液对潜层地下水污染的实验模拟分析——以北京北天堂垃圾填埋场为例 总被引：7，自引：0，他引：7
通过对北京市西郊南部北天堂垃圾填埋场渗滤污染组分在含水介质中运移的室内模拟实验分析，揭示了有机污染物等污染组分在含水介质中的运移转化规律，即有机污染物等污染组分在微生物的作用下得到降解；通过阻滞因子和水化学迁移率的计算，得出该含水介质对污染组分的阻滞能力较好。可用水化学迁移率粗略预测不同污染质锋面达到指定地点的时间，为垃圾填埋场地底部防渗层的设计和渗滤液对地下水污染程度的预报提供依据。 相似文献
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Polychlorinated biphenyls (PCBs) are the main constituents of clophen (the liquid of the electric transformers and capacitors)
and have been characterized as potential human carcinogens. PCBs can be a hazardous contaminant of soil and groundwater. We
used the mathematical model variably saturated 2D flow and transport (VS2DT model) to simulate the transport of PCBs from
the soil surface to groundwater for a time period of 30 years. We also used a mathematical model to simulate the colloid-facilitated
PCB transport, under saturated flow conditions. The results showed that PCBs dissolved in water cannot be transported to large
depths in unsaturated soils, because of their strong sorption onto soil and low solubility in water. For soils with very low
or no organic matter content, PCB transport is much faster and the probability of groundwater contamination is much higher.
PCBs can partition to colloids originating from dissolved organic matter in groundwater. Colloid-facilitated PCB transport
is faster compared to PCB transport in aqueous solution with no colloids present. 相似文献
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Taicheng An Hui Chen Huiying Zhan Kun Zhu Ronny Berndtsson 《Environmental Geology》2005,47(4):467-474
A laboratory study was executed to investigate the effect of surfactants to enhance sorption of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) contaminants in loess soil. Phenanthrene and naphthalene were chosen as organic contaminant indicators in loess soil modified by the cation surfactant hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) bromide. The kinetic behavior of sorption during transport in natural and modified loess soil was studied. The results indicated that sorption rate in the cation surfactant modified loess soils was at least 3 times faster than that of the natural soil. A first-order kinetics model fitted the sorption data well for both soils. The sorption rates of the two organic compounds were related to their primary residual quantity on the soils. The experiments showed that sorption amounts approached constant values approximately within 30 and 90 min for naphthalene and phenanthrene at 298–318 K, respectively. The rate constants, however, displayed negative correlation with increasing temperature. With changing temperature, the activation energy was calculated at –6.196–1.172 kJ/mol for naphthalene and –28.86–15.70 kJ/mol for phenanthrene at 298–318 K. The results can be used to predict the sorption kinetics of phenanthrene and naphthalene in loess soils, and in a wider perspective, be used to better understand the transport of petroleum contaminants in the soil environment. 相似文献
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建立了一个数学模型来预测多氯联苯湿地生物降解过程。该模型全面考虑了多氯联苯湿地生物降解的各子过程,包括:吸附/解吸、土壤屏蔽、扩散和生物降解,利用模型,预测了多氯联苯湿地生物降解的规律性及处理时间、处理终点;利用Monte-Carlo法,进行了多氯联苯湿地生物降解污染风险分析,结果表明,在采用基地现有处理方式的情况下,经过8年处理,土壤中4-Cl-PCBs不低于69.4%被降解的可能性为75%,此时土壤中能够继续污染外部环境的4-Cl-PCBs部分不超过10.9%的可能性为75%;土壤中4-Cl-PCBs全部生物降解完毕所需处理时间不超过16.20年的可能性为75%,最后被土壤不可逆屏蔽的残余物不超过20.9%的可能性为75%。 相似文献
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抗疏力固化剂在我国黄土加固中运用较少,探究抗疏力固化剂是否有利于维持黄土内部干燥状态很有必要。采用抗疏力固化剂对重塑Q3黄土改性,室内开展水滴入渗试验、柔性壁渗透试验、收缩试验及压力膜仪脱水试验,分别探讨抗疏力固化剂掺量对黄土进水、渗透及失水能力的影响。结果显示,随抗疏力固化剂掺量提高,土样斥水性急剧增大,明显优于粉煤灰、水泥、石灰改性土;渗透系数基本不变,水的流通性基本不变;干缩失水过程改性土样含水率及土-水特征曲线毛细作用区曲线斜率均变化不大,黄土失水能力基本不变。结合电镜及压汞试验结果可知,抗疏力固化剂对黄土中大孔隙、中孔隙体积含量影响较小,从而对黄土中水的流通及失去能力影响较少,证明抗疏力固化剂改性黄土斥水性明显提高,而失水能力基本不变,有利于维持黄土内部的干燥状态。 相似文献