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1.
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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土壤中污染物迁移转化规律的数值模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
考虑到田间土壤的结构性以及运移其中的污染物的化学反应特征,建立了两区双点平衡/动力学吸附溶质运移模型。用拟交替显隐式有限差分格式对模型进行了离散,通过编制的相应程序,对一施药期的水田进行了模拟。研究了土壤中污染物的迁移转化规律,分析了不可动水和非平衡吸附相对浓度分布的影响。结果表明：不可动区水相和非平衡吸附相的浓度具有的滞后现象,在污染前期一定程度上起到了延缓污染作用,而在污染后期又在一定程度上加重了污染。二者的存在均对溶质的迁移转化具有重要的影响,进行数值模拟时应充分考虑二者的存在。模拟及分析结果为土壤环境质量评价提供了定量依据,同时对环境污染的治理与控制具有理论和现实意义。 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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非平衡吸附放射性核素迁移数值模型研究 总被引：3，自引：0，他引：3
放射性核素在以水作为载体于多孔介质中迁移时，吸附与解吸作用不容忽视．吸附与解吸为一非平衡过程，本文建立了考虑非平衡吸附的放射性核素迁移数植模型，模型中对于水动力弥散方程和非平衡吸附关系式的耦合，采用数值离散、直接代入的方法使数值求解便于实施．利用现场核素迁移试验观测资料对所建立的非平衡吸附核素迁移数值模型进行了检验，充分说明了该模型的有效性． 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
6.
石油类污染物在土壤中的吸附/解吸机理研究及展望 总被引：5，自引：0，他引：5
石油类污染物在土壤中的吸附与解吸研究是目前土壤学及环境科学研究的重要领域,石油类污染物在土壤中的吸附/解吸影响因素、机理及研究方法已有大量研究,但由于吸附/解吸传统研究方法受各种参数的限制,对影响因素、吸附模式、机理的研究难以进一步深入,多种影响因素之间的相互作用也是一个重要的研究方向;石油类污染物的吸附模式随着吸附方式的不同而适用于不同土壤的吸附,而用SPE技术可以从分子水平来认识吸附/解吸的本质。同时本文提出了石油类污染物在土壤中吸附/解吸机理研究中存在的问题,并展望未来的发展趋势。 相似文献
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水溶性有机质对土壤中污染物环境行为影响的研究进展 总被引：5，自引：2，他引：5
水溶性有机质(DOM)作为有机配位体,含有羧基、羟基、羰基和甲氧基等活性功能团,可以通过与土壤中的污染物发生离子交换、吸附、络合、螯合、凝絮、氧化还原等一系列反应,进而影响它们在土壤中的形态、迁移转化和最终归宿。本文概述了DOM在土壤中的吸附,系统总结了近年来国内外关于水溶性有机质对土壤中污染物影响的研究进展,阐述了水溶性有机质能提高重金属的溶解度及其对重金属、农药、PAHs吸附解吸、迁移等环境行为所起的作用,最后指出今后应该进一步研究的问题。 相似文献
8.
混合菌种对地下水中三氯乙烯的生物降解和吸附解吸的实验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
由于氯代有机溶剂的大量使用和不合理的处置 ,致使三氯乙烯 (以下简称TCE)成为地下水中常见的有机污染物。本实验以TCE为靶污染物 ,采用批试验方法 ,研究了灭菌后的混合菌种对不同浓度TCE的吸附影响。实验结果表明 :当TCE浓度在 10～ 2 0 0mg l范围内 ,TCE的吸附模式符合Cs =0 17976C2 36 39e 等温方程 ;TCE的解吸模式符合C =0 0 2 987C2 1 46 1 e 等温方程 ;吸附在 15min内平衡 ;解吸在 1h内平衡。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
疏水性有机污染物是土壤和沉积物中一类主要的污染物,它直接或间接的影响着人类健康。通常土壤和沉积物中疏水性有机污染物的风险评估主要依据化学溶剂提取土壤和沉积物中的污染物浓度,但是这种方法并没有考虑自然环境下,土壤和沉积物的自身变化以及时间尺度对有机污染物的影响,因此对有机污染物在环境风险评估缺乏一定的准确性。老化效应能在一定程度上有效解释上述问题。老化效应是有机污染物和土壤介质相互作用的结果,传统上认为的老化效应没有考虑吸附剂自身的变化对有机污染物和土壤相互作用的影响,而只注重污染物被土壤介质隔离的影响。实际上吸附剂自身受到各种自然环境作用的影响而发生改变,从而影响土壤等吸附剂对疏水性有机污染物的吸附,进而影响有机污染物的解吸和生物有效性。本研究中,使用无机化合物沉淀(碳酸钙和氢氧化铁)去覆盖土壤中的有机质表面并填充其微观孔隙(选用喀斯特地区典型的黄壤土和石灰土两种胡敏素Humin(HM)作为土壤有机质组分),从而模拟自然环境中表生地球化学过程(例如干燥-湿润循环和冰冻-融化循环等)对土壤有机质的影响。该研究目的是探讨无机沉淀对土壤有机质中的吸附能力的影响,从而证明吸附剂自身的改变也是影响老化效应的一个重要因素。两种土壤HM组分使用HF-HCl处理,去除原有的矿物离子,如Ca和Fe以及硅酸盐矿物等无机组分等;研究选取常见的疏水性有机污染物芘作为研究的吸附质,其主要性质,分子量,溶解度和Kow值分别为202.3g/mol,0.135 mg/L和5.20。对两种吸附剂用无机沉淀进行包裹,分别使用3种不同浓度的Fe和Ca离子去生成3种浓度的无机沉淀,通过一次性批处理吸附实验方法,对12种不同处理的吸附剂和4种未处理的吸附剂(共计14种吸附剂)进行吸附实验,研究使用带有二极管检测阵列UV探测器和荧光检测器超高效液相色谱Agilent 1290测定有机污染物芘的浓度。使用能量光谱EDS和扫描电镜SEM去测定不同处理吸附剂的包裹程度,3种不同浓度处理的无机沉淀含量随离子浓度的增加而升高。典型的弗朗德里希模型能够很好的拟合实验吸附数据。实验结果表明,16种吸附剂对芘的吸附等温线都是非线性的,n值范围为0.52~0.75。原始黄壤土胡敏素的吸附等温线n值为0.67,原始石灰土胡敏素的n值为0.61。12种老化的胡敏素样品对污染物芘的吸附数据表明:低浓度无机离子到高浓度离子处理的黄壤土HM的n值为0.56~0.75;石灰土同等处理的HM的n值为0.52~0.76。黄壤土HM样品中,Fe包裹的老化样品的n值和原始HM的值没有显著的不同,Ca包裹的老化样品,表现出更大的n值,及更大的线性吸附,这说明通过无机沉淀包裹或填充微孔后,吸附剂吸附污染物主要受分配机制影响;被Fe包裹的石灰土HM老化样品的n值更小,说明非线性吸附特征更大,而被Ca包裹的老化样品中,吸附剂n值更大,说明有更大的线性吸附。这说明Fe包裹的石灰土HM,不仅有分配机制还有表面吸附和孔填充机制;Ca包裹的石灰土HM以分配机制为主。通过有机碳标化系数Koc值,我们得出以下推断,1)对每一个吸附剂-吸附质系统来说,Koc的计算值会随着Ce浓度的升高而降低;2)对两种土壤来说,在较低的Ce浓度下,原始土壤的HM样品比其它的老化样品表现出更大的吸附性能,但Fe包裹的黄壤土老化样品比原始HM的样品有更大的吸附能力,分析认为可能是Fe元素与黄壤中的一些官能团发生了相互作用或者Fe元素改变了黄壤土HM的结构,从而使黄壤土HM老化样品的吸附能力更强;3)在给定的Ce浓度下,同种土壤老化的样品的Koc值都随着无机离子浓度的增加而降低,说明老化样品的吸附能力随无机离子浓度升高而降低。该研究表明,在表生地球化学过程影响后,土壤有机质发生改变表现出吸附能力下降,这说明,表生地球化学过程对有机污染物在环境中的迁移和归趋及生物有效性产生显著影响,因此,该方面的研究对有机污染物在环境中的风险评估和修复策略的制定具有理论指导意义。 相似文献
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CCL吸附特性及孔隙率降低对污染物运移的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
假定孔隙均匀地分布于土体的物质空间内和土骨架对污染物的吸附特性服从平衡线性,对基本体积质量关系进行分析,提出了由于土体对污染物的吸附而引起的孔隙率降低的估算公式。在考虑土体孔隙率变化的条件下,建立了污染物一维运移的控制方程,并考虑垃圾生物降解效应、压实黏土衬里（CCL）防渗层、下覆有限厚度含水层等实际情况,确定了初始条件和边界条件。对所建立的初边值问题进行了数值求解,且对某假想填埋场情况进行了变动参数与对比计算,结果表明,由于土颗粒对污染物的吸附所引起的孔隙率降低,显著地降低了污染物对压实黏土衬里的穿透能力。与常孔隙率情况相比,CCL中污染物的峰值浓度降低近10 %,含水层中污染物浓度降低更显著。当考虑土体孔隙率变化时,弥散对污染物运移具有控制作用,分布系数对污染物的运移具有重要影响。 相似文献
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非平衡-非线性吸附情况下填埋场污染物运移分析 总被引：10，自引：0，他引：10
采用Langmuir等温吸附线方程描述非线性吸附性能, 基于改进的混合元方法，通过数值计算与分析，探讨了非平衡吸附条件下污染物运移过程及其机理。计算结果表明: 当考虑非平衡、非线性吸附性能时, 污染物穿透曲线即浓度的时程变化曲线尖锐而狭窄、峰值点前移, “拖长尾”现象不明显, 由此说明，土颗粒对污染物的非平衡、非线性吸附使得污染物的穿透能力增强, 滞留能力下降。进一步的变动参数比较分析表明：Langmuir等温线方程中的参数B、压实粘土衬里的渗透性及地下水渗流速度对污染物运移过程具有显著的影响。 相似文献
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Using the numerical model presented in the first paper of this research,1 a parametric study has been carried out in this paper to investigate the effect of several important parameters on the transient contaminant transport in infinite porous fractured media. From the related numerical results, it has been demonstrated that: (1) transmissive coefficient between the porous block and the fissured network has a significant influence on the value of the concentration but has little effect on the speed of contaminant transport; (2) porosities in the porous block and fissured network have a significant influence on the maximum value of the concentration; (3) average linear velocity of flow has a significant influence on both the concentration distribution and speed of contaminant transport; (4) dispersion coefficient of the medium affects not only the shape of the concentration versus time curve but also the peak value of the concentration. 相似文献
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Ge Chen Yajun Sun Jiayu Liu Shougan Lu Ling Feng Xiang Chen 《Environmental Earth Sciences》2018,77(24):797
The simulation of groundwater flow and solute transport at contaminated sites often neglects the important influence that aquifer heterogeneity can have on the sub-surface distribution of contaminants. In this paper, the method of transition probability for geological statistics (T-PROGS) included in the Groundwater Model System (GMS) was applied to a chlor-alkali-contaminated site that was sampled with 68 soil borings and 15 groundwater monitoring wells. A 3-D groundwater numerical model and solute transport model was developed that was constrained by soil and groundwater data from the site. The spatial distribution of chloroethylene concentrations was simulated for a number of times using the levels measured in the field as a baseline. The results of these simulations showed that shapes and distribution of contaminant plumes are irregular both vertically and horizontally. The solute-transport simulations indicated that much of the contamination will preferentially move in groundwater through silt and fine-sands whereas flow is largely blocked in clays. Consequently, fine sand and silts become the most seriously polluted zones at the site, whereas, areas underlain by clays are largely uncontaminated. Heterogeneous lithologies beneath a site increase the complexity of coupling simulations of soil and groundwater. 相似文献
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土工膜和下伏压实黏土组成的复合衬层已被广泛用作填埋场的防渗屏障系统。有机污染物在复合衬层中迁移时,其主要运移机制是扩散作用。假设有机污染物在土工膜中稳态扩散,并假设在下伏衬层中扩散系数为迁移距离的线性函数,且考虑降解作用的影响,建立了有机污染物在复合衬层中的一维扩散模型,针对零浓度下边界条件,获得了模型解析解。基于该解析解,分析讨论了相关参数的敏感性。结果表明,相关参数对计算结果影响很大,降解半衰期对污染物运移同样存在较大影响。该解析模型仅适用于有机污染物在两层复合衬垫中的迁移问题,可为填埋场的初步设计提供参考 相似文献
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This paper considers advective transport of a soluble contaminant through saturated soil with non-linear sorption of the contaminant onto a stationary porous media. The non-linear sorption isotherms considered in the transport analysis are the Langmuir and Freundlich sorption isotherms. A special case of the Freundlich sorption isotherm is the linear sorption isotherm, and it is shown that in this case transport through a homogeneous soil results in the initial concentration profile simply being translated in the direction of the groundwater flow. However, when the sorption isotherm is non-linear the initial concentration profile distorts as it is translated with the groundwater flow, leading to the development of concentration shock fronts and rarefactions. Analytic solutions to the non-linear first-order hyperbolic equations are developed for a number of contaminant transport problems of practical significance. It is shown that in the case of the Langmuir sorption isotherms, shock fronts develop at the leading edge of the concentration profile while for the Freundlich sorption isotherm shock fronts may develop at either the leading or trailing edge of the concentration profile. Copyright © 1999 John Wiley & Sons Ltd. 相似文献
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D. W. Smith 《国际地质力学数值与分析法杂志》2000,24(8):693-722
Contaminant migration through soil is usually modelled mathematically using the dispersion–advection equation. This type of model finds application when planning the remediation of contaminated land, predicting the movement of polluted groundwater and designing engineered landfills. Usually the analysis assumes that the porous media through which the contaminant migrates is stationary. However, the construction of landfills on clay soils means that the soil beneath the landfill will undergo time‐dependent deformation as the soil consolidates. To date, there are no published data on the effect a deforming porous media may have on contaminant transport beneath a landfill; indeed, there appears to be no theory of contaminant migration through a deforming soil. In this paper, a one‐dimensional theory of contaminant migration through a saturated deforming porous media is developed based on a small and large strain analysis of a consolidating soil and conservation of contaminant mass. By selection of suitable parameters, the new transport equation reduces to the familiar one‐dimensional dispersion–advection equation for a saturated soil with linear, reversible, equilibrium controlled sorption of the contaminant onto the soil skeleton. Analytic solutions to a quasi‐steady‐state contaminant transport problem for a deforming media are presented, and a preliminary assessment made of the potential importance of soil deformation on the results of a contaminant migration analysis. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
国内湖泊疏浚污染底泥堆场一般以较厚的黏土层作为主要防渗层,由于在上覆底泥作用下黏土层会发生较大的固结变形,因此,在研究黏土防渗层中的污染物运移和转化规律时,应该考虑土体变形的影响。基于Gibson一维大变形固结理论和饱和多孔介质中的污染物对流扩散方程,建立了二者耦合的可变形多孔介质中污染物的运移和转化模型,其中首次考虑了土体自重和生物降解作用的影响。利用所建立模型的数值解,研究了在可变形黏土防渗层中的污染物运移和转化规律,同时分析了模型中不同项和主要参数的作用和影响。研究结果表明,土体大变形对黏土防渗层中污染物的运移有着较复杂的影响,一方面土体变形会加速污染物的运移;另一方面土体固结带来的渗透性减小会增加污染物的穿透时间,二者的不同作用取决于众多的影响因素,如土层厚度和吸附作用等。研究结果对于评估天然黏土防渗层对污染物的阻隔作用有重要的指导意义。 相似文献