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1.
选用细砂、粉砂、粘土和土壤为材料,通过4个系列的静态实验来研究不同岩性的垃圾渗滤液污染场地中pH、NO3-N、NH4-N、有机质及生物活性随时间的变化趋势及其相关性分析。实验结果表明,对于4种介质的pH而言,细砂>粉砂>粘土>土壤;对于NH4-N、有机质和生物活性而言,均为土壤>粘土>粉砂>细砂;而对于NO3-N而言,实验初期是土壤>粘土>粉砂>细砂,中期是细砂>粉砂>粘土>土壤,末期是土壤>细砂>粉砂>粘土。同时,综合4种介质中各指标的时间变化趋势利用SPSS进行相关性分析得到,在模拟垃圾渗滤液的污染场地中pH与有机质有很好的负相关性,相关系数为-0.649;有机质与生物活性有很好的正相关性,相关系数为0.640;NH4-N与生物活性有很好的正相关性,相关系数为0.757。 相似文献
2.
轻质非水相液体（LNAPLs）在土壤包气带中具有多相态特征,非均质性、地下水位波动等因素将显著增加包气带内LNAPLs污染的复杂程度。已有研究多关注于揭示包气带内自由相LNAPLs的污染过程,少有更为深入地探究水位波动时非均质结构对LNAPLs迁移及各相态分布规律的影响。基于TOUGH2程序构建包气带多相流数值模型,以揭示透镜体结构与地下水位波动共同作用下LNAPLs迁移过程及相态分布。研究结果表明:（1）含水率变化是LNAPLs迁移分布的主要控制因素,包气带内受透镜体介质岩性、水位波动影响所呈现的含水率变化直接控制LNAPLs迁移规律及分布特征;（2）水位恒定时,细砂透镜体使LNAPL呈“蓄积穿透-横向扩展-绕流”迁移,粗砂透镜体则是LNAPL垂向迁移的“优势通道”,水位波动引起的细砂透镜体含水率变化使“绕流”显著增强,粗砂透镜体则进一步呈现“优势空间”作用;（3）水位恒定时,细砂透镜体模型中LNAPL滞留于透镜体内部,粗砂模型中LNAPL则集中于透镜体下方,水位波动下透镜体附近LNAPL分布范围扩展,两模型LNAPL分布面积较水位恒定时分别增大51%、63%;（4）两模型中LNAPL挥发通量均呈“先减小-后增大”规律,并受LNAPL-气体接触条件及LNAPL分布状况共同作用,水位波动打破三相平衡状态,主要表现为水位抬升阶段LNAPL挥发增强,此时两模型中平均挥发量较水位恒定时增大124%～126%。研究为非均质石油污染场地中的LNAPL污染过程认识提供了科学的理论依据。 相似文献
3.
土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的“三氮”可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中“三氮”的影响具有重要意义。本研究中,通过高200 cm、内径50 cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水“三氮”去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO3-N浓度升高,出水中NO3-N浓度平均增长了3.0%4.1%。在深度115 cm以上, 中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH4-N去除率和更低的NO3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH4-N的平均去除率提高了20%,而NO3-N的降低了3%4%,增加了NO3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH4-N平均去除率增加了20%32%,但对NO3-N影响不明显。渗透流速与NH4-N的去除和NO3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除“三氮”的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
4.
包气带介质截留不同龄垃圾渗滤液中的有机污染物 总被引：1，自引：0，他引：1
从渗滤液场龄和包气带岩性两方面着手,研究了不同岩性包气带介质对不同场龄渗滤液中有机污染物的截留作用规律。结果表明:新渗滤液经过以细砂、亚粘土为介质的包气带后,细砂和亚粘土中有机物的质量分数分别从0.70%和0.87%增大至0.80%和1.00%以上,而老渗滤液使细砂和亚粘土中有机物的质量分数降至0.70%和0.50%以下。新渗滤液经过包气带后,包气带介质中有机物的含量增大,而老渗滤液使包气带介质中有机物的含量降低,亚粘土较细砂更容易受到渗滤液污染的影响。即渗滤液性质对包气带介质中有机物含量具有方向性的影响作用,而包气带介质亚粘土比细砂更容易放大这种作用效果。 相似文献
5.
闽东三沙湾是最典型的多河流汇入的封闭型海湾,是世界上最大的大黄鱼网箱养殖基地和全国最主要的渔业养殖基地之一,多次调查却发现该湾藻类生产量远低于其他海湾,呈现"营养多藻类少"独特的生态特征,但都没有深入讨论其机制.本研究2018-2020年采用定点和大面走航方式,调查了5项营养盐(活性硅酸盐(SiO3-Si)、硝酸氮(NO3-N)、亚硝酸氮(NO2-N)、氨氮(NH4-N)、活性磷酸盐(PO4-P))的潮汐运动及空间分布,结果发现:(1)流域输入导致SiO3-Si、NO3-N落憩浓度大于涨憩浓度,并从岸向湾内随盐度增加而线性减少.(2)湾内养殖和自然生态系统输出导致NO2-N、NH4-N、PO4-P涨憩浓度大于落憩浓度,洪季浓度大于枯季浓度,从岸向湾NO2-N随盐度增加而非线性增加,NH4-N、PO4-P随盐度增加而平均分布等异常现象,但沿岸排污口附近NH4-N、PO4-P呈落憩浓度大于涨憩浓度.(3)湾内养殖和沿岸排污输入的高浓度NH4-N、PO4-P,是三沙湾水质严重污染和富营养化的主要原因,湾内养殖引起的高浓度NO2-N是引起三沙湾"营养多藻类少灾害多"这一独特的生态特征的主要因素. 相似文献
6.
选择长江中下游49个湖泊进行不同季节的水体溶解无机氮(DIN)、总氮(TN)、总磷(TP),溶解性无机磷(DIP)以及叶绿素a(Chla)等环境参数分析,开展不同营养水平湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:DIN、TN/TP随TP的变化规律反映了不同营养水平和季节下地球化学作用的影响;氨氮(NH4-N)、TP、DIP、Chla尤其是NH4-N的季节性变化规律与营养水平关系密切;TP<0.05 mg/L时,NH4-N随总磷升高的趋势夏季大于其他季节,TN/TP与硝态氮(NO3-N)、TN相关性好,营养源组成和氨化作用是主要影响因素;0.05 mg/L4-N随总磷升高的趋势基本相同,TN/TP与亚硝态氮(NO2-N)、NO3-N、TN相关好,水生植物利用、氨化和反硝化作用是主要影响因素。TP>0.1 mg/L,冬季NH4-N随总磷升高的趋势明显大于其他季节,TN/TP在冬季和春季与TN、NO3-N相关性好,夏季和秋季与TP相关性好,其主要原因在于夏季和秋季水生植物对DIN的利用量、反硝化作用和湖泊内源释放的显著增强。 相似文献
7.
污染物质在地下含水介质中的运移,除受渗透系数等水文地质条件的制约外,还受到含水介质弥散系数的控制。污染物的扩散,首先是从包气带开始进行的,浑河冲洪积扇地包气带主要岩性是亚粘土及亚砂土,因此,计算出浑河冲洪积扇包气带的弥散系数,对于认识污染物的运移能力是一项必要的工作。本文利用室内动态土柱装置,模拟包气带岩性环境,以0.05 mol/L的NaCl溶液作为示踪剂,经长时间监测,运用弥散系数计算公式进行求参。计算结果是包气带以亚粘土为主要岩性的弥散系数为0.005 71 m2/d,亚砂土的弥散系数为0.012 47 m2/d。 相似文献
8.
全球水体氮污染形势严峻,且以硝态氮(NO3--N)污染为主,研究地下水与地表水(G-S)相互作用模式对NO3--N在“潜流带”(HZ)中迁移转化的影响是开展水体氮污染综合防控的关键.开展地表水(S)补给地下水(G)(下降流)、地下水(G)补给地表水(S)(上升流)以及交替作用3种模式的NO3--N迁移转化实验,研究表明:3种模式下,出水NO3--N浓度可降低95%以上;上升流中反硝化强度大于下降流;异化还原作用(DNRA)对下降流与上升流出水氨氮(NH4+-N)浓度的贡献分别约为71%和11%;上升流实验后水-土界面有机氮含量是下降流实验后水-土界面的2.3倍.结果表明,G-S相互作用下NO3--N的衰减途径主要包括:合成有机氮、反硝化及DNRA;相互作用模式对各衰减途径的强度存在影响;HZ介质通过吸附NH4+-N和微生物作用合成有机氮的方式截留氮素. 相似文献
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针对西藏高原灌区的水文和氮素迁移转化特性,于2014年和2015年青稞种植期在西藏林芝市丹娘灌区测定了土壤-松散岩体介质中径向渗流和地表排水过程中的流量、氨氮和硝态氮浓度变化过程。发展了分段连续演算方法描述径向通量过程,基于集总式一阶动力学方法计算径向渗流及排水过程中氮素的转化过程,构建了西藏高原灌区水文及氮素迁移转化模型。结果表明:灌区径向通量分别占降雨量和灌水量的26.2%和40.9%。进入排水沟的NH4+-N和NO3--N通量分别占深层渗漏量的20.2%和25.1%。流量、NH4+-N和NO3--N浓度模拟结果的系统偏差、Nash-Sutcliffe系数、相对均方根误差和累积偏差分别为0.043、0.694、0.081和0.242,表明所提出的方法有效地模拟了西藏高原灌区水文及氮素的迁移、转化和入河过程。 相似文献
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轻非水相液体（light non-aqueous phase liquid,LNPAL）在地下介质中的运移分布与残余捕获受多种因素影响和控制。LNAPL污染场地概念模型中一般视LNAPL从地表泄漏后穿过包气带至潜水面。然而地下介质的非均质性与包气带含水量的空间变异分布可形成复杂的LNAPL污染源区结构,LNAPL可能无法到达潜水面,而在毛细水带蓄积。文章基于数值模型综合分析了LNAPL泄漏量、介质非均质性与含水量空间变异分布、潜水面周期性变化等多种因素对LNAPL污染源区结构的影响。研究表明:（1）当泄漏量较大时,LNAPL可运移至潜水面;（2）当泄漏量较小时,对于上粗下细的层状非均质条件,LNAPL可能在毛细水带边缘发生蓄积,无法到达潜水面;（3）包气带中黏土透镜体并非都是LNAPL运移的阻碍,LNAPL可以穿透低含水量的黏土透镜体,只有高含水量的黏土透镜体才对LNAPL的入渗有阻碍作用;（4）潜水面周期性变化将导致污染范围扩大。 相似文献
11.
卫河是海河流域污染最严重的河流之一,该河如何影响附近浅层地下水的水质是长期受到重视但缺乏定量研究的关键问题。为探讨这一问题,利用Hydrus 2d模型模拟河流非饱和带氮素的迁移转化,以GMS软件中的RT3D模块模拟氮素在饱和含水层中的运移,将包气带底部淋滤出的污染物浓度定为饱和带溶质运移模型的上边界条件,首次实现了河流非饱和带饱和含水层氮素运移的联合模拟,得到河流线状污染源对浅层地下水的影响程度及范围。研究结果表明：由于吸附作用、硝化反硝化作用的存在,从河流上游到下游,包气带厚度加大,运移至含水层中的NH4-N、NO2-N浓度呈下降趋势,而NO3-N浓度则呈上升趋势。随着入渗时间的增长,进入饱和含水层中的NH4-N、NO2-N、NO3-N的浓度逐渐升高并最终保持稳定。污染的河流对浅层地下水的影响呈带状分布,污染物随入渗水流在包气带中垂直入渗;在饱和含水层中以水平运移为主,污染羽偏向地下水流动的方向,其影响距离不超过500 m。 相似文献
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Gernot Klammler Hans Kupfersberger Gerhard Rock Johann Fank 《Environmental Earth Sciences》2013,69(2):663-678
The aquifer Westliches Leibnitzer Feld, Austria, is a significant resource for regional and supraregional drinking water supply for more than 100,000 inhabitants, but the region also provides excellent agricultural conditions. This dual use implicates conflicts (e.g., non-point source groundwater pollution by nitrogen leaching), which have to be harmonized for a sustainable coexistence. At the aquifer scale, numerical models are state-of-the-art tools to simulate the behavior of groundwater quantity and quality and serve as decision support system for implementing groundwater protecting measures. While fully and iteratively coupled simulation models consider feedback between the saturated and unsaturated zone, sandy soil conditions and groundwater depths beneath the root zone allow the use of a unidirectional sequential coupling of the unsaturated water flow and nitrate transport model SIMWASER/STOTRASIM with FEFLOW for the investigation area. Considering separated inputs of water and nitrogen into groundwater out of surface water bodies, agricultural, residential and forested areas, first simulation results match observed groundwater tables, but underestimate nitrate concentrations in general. Thus, multiple scenarios assuming higher nitrogen inputs at the surface are simulated to converge with measured nitrate concentrations. Preliminary results indicate that N-input into the groundwater is strongly dominated by contributions of agricultural land. 相似文献
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Modeling the risk of nitrate leaching and nitrate runoff loss from intensive farmland in the Baiyangdian Basin of the North China Plain 总被引：2，自引：0，他引：2
The water movement and soil nitrogen cycle of the Baiyangdian Basin were simulated, and the risk of nitrate leaching and nitrate runoff loss from intensive farmland was assessed by using the distributed hydrological soil and water assessment tool (SWAT) in this study. The model assessment showed that SWAT was able to simulate water and nitrate movement in the region with satisfactory results. The modeling analysis indicated that fertilizer application was the overriding source of soil nitrogen and might result in a large amount of nitrate accumulation in soils; this nitrate might be lost by leaching or runoff driven by water movement. In 2009, nitrate nitrogen leaching represented 19.5 % of the total amount of nitrogen fertilizer application, while nitrate nitrogen runoff represented 1.7 % only. Thus, it showed that the nitrate leaching was the main approach of soil nitrogen movement in farmland because of strong percolation. It also showed a significant variation of nitrate leaching from different soil depths, with the largest amount leached from surface soil layers and the smallest amount leached from lower soil layers. Therefore, it could be further revealed that the nitrate concentration was very low at soil layers lower than the root zone of crops (1.2 m). Validated by groundwater observations, groundwater pollution by nitrate derived from fertilizers was not serious because of the deep groundwater level in the study plain. However, the risk of groundwater pollution would increase significantly if precipitation increased. 相似文献
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自制土槽装置,室内模拟氮素在河岸带表土层中非饱和入渗的过程.通过观测土槽中不同点位渗流水体出流时间的先后顺序以及各点水体中TN、NH4+-N浓度随入渗时间的变化,探讨氮素在河岸带表土层中非饱和入渗的运移规律.试验结果表明:在河岸带表土层非饱和入渗过程中,水分水平运移速度小于垂直运移速度,NH4+-N的运移滞后于水分的运移;在土壤"干"-"湿"-"干"过程中,各点TN、NH4+-N浓度值随时间先急剧增加再缓慢减少然后趋于稳定.另外,河岸带表土层对非饱和入渗氮素的截留效果较好,试验11 h时,在1.08m的坡长距离上,距土表面12 cm深度TN、NH4+-N浓度比进水分别下降74.23%和68.02%. 相似文献
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Sorption is an important process in the modelling and prediction of the movement of heavy metals in unsaturated clay barriers. This experimental study investigates the effect of pH changes in the acidic range on the sorption characteristics of heavy metals such as: lead, copper and zinc in an unsaturated soil. A series of one-dimensional coupled solute and moisture leaching column tests, using different heavy metal solutions, were conducted on an unsaturated illitic soil at varying pH values. Variations of volumetric water content (VWC) with distance were measured for different time durations, and concentrations of heavy metals in the liquid and solid phases were analysed. Partitioning coefficient profiles of contaminants along the soil column were determined for each individual layer in the soil.
Results from column leaching tests showed that the sorption characteristics of heavy metals are controlled by many factors which should be taken into consideration, i.e. the VWC, time of wetting, soil pH, and the influent heavy metal concentrations. Simplification of Kd as a constant and of the VWC as a linear function cannot be considered a good assumption and may lead to an improper evaluation of the sorption phenomena and also to serious errors in predicting contaminant transport through unsaturated soils. 相似文献
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包气带黏性土层对氮素污染地下水的防污性能试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
包气带土层是保护地下水的天然屏障,在阻控、拦截氮素污染源的过程中起到了重要作用。通过对北京市典型地区包气带土体进行定水位入渗的土柱淋溶试验,研究土体对于氮素的去除能力和包气带的截污容量。试验中采用了蒸馏水、再生水和河水3种不同的水源。试验结果显示,张家湾包气带土层对氮素污染地下水具有较强的截留和防护能力。对氮素的去除过程具有分段性特征,经历了较稳定和波动下降两个不同的阶段,其中稳定阶段是计算柱体去除能力的关键,提出了考虑滞后区间的时段去除率计算公式。水源对柱体的渗流速度及初期的吸附解析效应有明显影响。土体对氮素的去除作用受环境温度变化的影响,温度15 ℃左右时所达到的稳定阶段对氮素有极强的去除能力。 相似文献
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Jinguo Wang Yuting Zhang Fenggen Yang Yanrong Zhao Hu Zheng 《Environmental Earth Sciences》2017,76(24):831
Nitrogen fertilizer consumption is very common in the agricultural practices. Nitrogen application could be an important source of groundwater N pollution. Normally, nitrogen can pass through the unsaturated zone to pollute the groundwater. Different agricultural practices have different cultivation methods, accordingly different fertilization and irrigation techniques. Hence, the agricultural practice determines the environment of the unsaturated zone, which subsequently determines the extent of groundwater N pollution. To verify the pollution modes and transformation mechanisms of nitrogen, both in situ and laboratory tests were conducted at four different sites to study the effects of agricultural practices on nitrogen distribution in unsaturated zones. The inorganic nitrogen in soil is extracted by potassium chloride solution, and the soil utilization form and pollution type are identified by δ15N by comparing with the known standard values. The experimental results indicate that continual fertilization and sewage irrigation in these agricultural regions were the primary sources of nitrogen in the unsaturated zone. In the soils planted with rice, δ15N–NH4 + was relatively elevated due to ammonium volatilization. In the unsaturated zone of rice–wheat rotation fields, NO3 ?–N and δ15N were both elevated because of manure fertilizer. Meanwhile, denitrification also occurred in the hypoxic environment due to the high soil water content. 相似文献
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西北地区额济纳绿洲非饱和带水分和盐分分布 总被引：3，自引：0，他引：3
在西北地区黑河流域下游的额济纳绿洲选择3个土壤剖面采集不同深度土壤样品和潜水样品进行测试,并在野外观测非饱和带不同深度的水土势变化。结果表明,SO4^2-是非饱和带土壤和地下水中的主要离子成分,土壤和地下水呈偏碱性。土壤易溶离子含量随深度大体上呈减少趋势。绿洲非饱和带发育有收敛型和发散型零通量面,自夏季至冬季,零通量面变得不清晰直至消失。在非饱和带中,土壤易溶盐含量、含水量和总水土势随深度的变化趋势基本相同,植物根系的吸收对水分和盐分的垂直分布有着重要的影响。 相似文献
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干湿交替的回灌方法常被用于解决地面回灌补给地下水的堵塞问题。研究干湿交替条件下地面回灌对地下水的影响对于指导再生水回灌地下水具有重要实际意义。通过室内土柱模拟实验,在入渗强度为10.5 mm/h的条件下,日均进水量3 888 mL;用干湿交替的地面回灌模式持续运行136 d,累计灌入氨氮含量为5 mg/L的模拟再生水23 894 L,研究包气带土柱对氨氮的去除效果及氮素在包气带中的迁移转化规律。研究表明,充分利用包气带的好氧、兼氧和厌氧环境,生物脱氮是地下水回灌过程中脱氮的主要途径。包气带对氨氮的去除机理主要为土壤对氨氮的吸附作用和微生物的降解作用。回灌过程中累积在土颗粒表面的氨氮在干期发生硝化作用,干湿交替会加强氮素在包气带的迁移转化,导致干期后的回灌初期大量硝态氮迁移到饱和带地下水中。 相似文献