基于GMS应用的化工区地下水污染模拟与分析

 GMS是目前地下水数值计算的重要应用软件之一,运用GMS可以模拟地下水流分布和地下水污染物的迁移规律等。以化工厂区为例,经过地质模型概化、参数确定、调参等过程,预测污染物的浓度及污染范围。研究了该厂区渗滤液的扩散对下游抽水井的影响,建立了该厂区地下水流模型及溶质运移模型。结果表明,该区域地下水流向为自北向南,沿水流方向水位逐渐下降,水降幅度较为缓和,在下游抽水井附近形成地下水降落漏斗;污染物的浓度在持续增加,局部污染物浓度高达4.1mg/L,污染的范围也逐渐扩大,污染面积约为8.23×10⁵ m²,污染物向下游扩散长度约1084.64 m,在垂向上,厂区位置污染物已经扩散到第二层深水含水层。若不加以控制抽水量,会加剧污染物的扩散速度。     

聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺膜组件的氧气和二氧化碳传质性能研究

采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜式人工肺组件,进行了氧气和二氧化碳传质性能研究.实验采用自制的模拟液循环装置,模拟液在膜丝外部流动,在氧气通入之前,用驱氧装置实现氧气的排出和二氧化碳的吸收,模拟静脉血,从而达到循环的效果.氧气在膜丝内部流动,经过膜组件部分溶解在膜丝外的模拟液中后,剩余氧气排出.模拟液选用去离子水、PBS缓冲溶液(78 v%PBS缓冲溶液,22 v%去离子水)、甘油-水溶液(50 wt%甘油,50 wt%去离子水)和亚硫酸钠水溶液(0.9 wt%亚硫酸钠,99.1 wt%去离子水).实验测定了在不同气-液流速、气相压力和气-液比下,氧气和二氧化碳的传质速率.实验测试表明,随着气-液流速增加,氧气和二氧化碳的传质效果明显增加,在去离子水中,在300mL·min^-1流速下,传质速率可达57.11 mL·min^-1·m^-2和103.59 mL·min^-1·m^-2.随着气相压力的增加,氧气传质效果增速先增后减,逐渐趋于平衡,而二氧化碳的传质效果有所下降.随着气...     

典型污染物对微气泡曝气中氧传质特性的影响

微气泡曝气是一种新型的曝气方式,废水中的污染物对微气泡曝气中氧传质过程具有显著影响。采用气-水旋流微气泡发生装置进行空气微气泡曝气,考察了微气泡曝气中表面活性剂、油脂、苯酚、硝基苯、悬浮固体(高岭土)等典型污染物对氧传质的影响。结果表明,微气泡曝气和传统气泡曝气的表观状态具有明显差异,呈现乳浊状态。表面活性剂、豆油、苯酚、硝基苯等污染物均有助于微气泡的产生和稳定性,从而提高微气泡曝气的气含率和气泡平均停留时间。同时,这些污染物存在时,微气泡曝气氧传质系数为7.44～11.56h-1,α因子为0.77～1.20,显著高于传统气泡曝气。污染物对微气泡的形成和稳定性具有积极作用,可以克服其对氧传质过程的负面效应。气含率和污染物种类是影响微气泡曝气氧传质过程的重要因素。     

不同分子量DOM对垃圾渗滤液生物处理组合工艺中DBP和DEHP去除率的影响

采用小型生物处理组合工艺(上流式厌氧污泥床+曝气生物滤池+缺氧反应器+膜生物反应器, UASB+ BAF+ANO+MBR)处理老龄垃圾渗滤液, 考察了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)两种内分泌干扰物在组合工艺中的去除, 以及与渗滤液中溶解性有机质(DOM)去除的关系。结果表明, 组合工艺对DBP和DEHP的去除率可分别达到92.9%和95.2%, 且与DOM腐殖化作用(即腐殖质的芳香性和分子量)密切相关。溶解性有机碳(DOC)主要分布在分子量为1~100 kDa的有机组分中, 此时腐殖质的芳香性较强, DBP和DEHP的浓度也较高。经过工艺处理后, 该组分的DOC和芳香性有效降低, 相应两种污染物的去除效果也更为明显。渗滤液原水及各工艺段中DOC与DBP及DEHP浓度的正相关性, 表明二者之间相互作用更有利于污染物的有效去除。     

微山湖(下级湖)中溶解性有机质(DOM)的降解实验研究

利用微山湖原状水样,模拟光降解和微生物降解两种方式作用下,探讨溶解性有机质(DOM)的降解过程和不同的降解特性。结果显示,DOM的去除率和氨氮的浓度以及活性磷酸盐(SRP)的浓度存在显著正相关关系;同时利用三维荧光光谱研究了微山湖水体中的DOM的荧光光谱特性,微山湖水体DOM的三维荧光光谱图中出现了4个明显的荧光峰,分别为:类蛋白(B)、(D)峰,紫外富里酸(A)峰及可见光富里酸(C)峰。通过设置不同的光照条件(紫外光照、可见光照、避光)研究DOM降解过程,对比发现,紫外光照降解DOM最为彻底,其次为避光条件,最后为可见光条件;而就各种组分来看,类蛋白物质较容易被降解,尤其是芳环氨基酸结构的蛋白类物质最容易被降解,而大分子的富里酸物质较难被降解。     

曝气处理甲苯的传质机理

曝气技术(AS)是处理地下水中石油污染的修复技术，具有低成本、高效率和原位操作等显著优势．通过自行设计安装的二维砂箱，结合AS的流型，对其进行了去除甲苯的传质研究．采用乙炔示踪法对AS的流型研究表明，在0．15m^3／h的乙炔曝气流量下，气体在地下水区域中分布非常均匀，形状近似为对称U字形．AS甲苯传质研究表明，在曝气过程中，空气可达到的区域是AS修复的主要区域，且甲苯的去除时间受空气含量的影响极大．曝气源附近的区域．其去除效率很高。经400min曝气后，甲苯去除效率达80％．     

生化-物化法处理渗滤液溶解性有机物光谱特征

为了研究垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)在生化-物化组合工艺处理过程中的降解特性,采用XAD-8和XAD-4树脂将DOM分成五种组分,并结合紫外和荧光光谱对DOM及其组分降解变化进行探讨.研究表明,组合工艺能有效降低渗滤液中DOM,溶解性有机碳(DOC)去除率达99.64％,其各组分去除率在99.48％～99.73％...     

木瓜蛋白酶纳米簇荧光探针的汞离子检测及其在环境监测中的应用

环境中的Hg²⁺具有强烈的毒性和高度的生物富集性，可被人体吸收且不易排出，因此对环境中Hg²⁺的灵敏检测具有重要意义。本文以绿色荧光的木瓜蛋白酶铂纳米簇(Papain-Pt NCs)为荧光探针对16种不同金属离子进行检测，结果显示该探针对Hg²⁺具特异性。随后将不同浓度的Hg²⁺与Papain-Pt NCs混合，发现该探针荧光强度与Hg²⁺浓度具有线性关系，检测范围为5～100μM，最低检测限达2.7μM，低于国家饮用水标准中规定的Hg²⁺含量(5μM)。进一步研究发现该纳米探针可成功应用于定量检测包括水样和土样在内的环境样品中的Hg²⁺，其回收率为95.82%～109.20%。由此可见，该荧光纳米探针可用于快速、便捷且经济地对环境中Hg²⁺进行检测，从而为重金属污染防治和环境监测领域提供一种有益的技术，并为其商业化应用提供了可能。     

PRB技术处理污染地下水的试验研究

试验采用粗砂、零价铁、富含微生物的土壤和锯末按不同比例搅拌均匀形成混合物,以此为介质做成可渗透反应墙(Permeable Reactive Barrier,简称PRB)反应器;取大通垃圾场产生的垃圾渗滤液,分别稀释5倍和40倍制成水样,作为模拟污染的地下水;进行2组正交试验,对各反应器的综合处理效果进行对比分析,结果表明:地下水中污染物的含量增高时,PRB出水pH值的增幅也会随之增大;进水污染物浓度变化时同一反应器CODCr去除率、BOD5去除率差异均很大,部分反应器CODCr和BOD5去除率在50%以上,但也有反应器出水CODCr和BOD5不降反升;2组正交试验的浊度去除率都处在较高的水平,许多反应器浊度去除率达到了80%~90%;进水浓度低时反应器的色度去除率超过70%。因此,用PRB处理受垃圾渗滤液污染的地下水是可行的。同时,从正交试验结果也得出了进水污染物浓度不同时PRB的最佳介质配比、反应时间以及各影响因素的主次排序,为PRB进一步的研究和设计提供了依据。     

用纯水提取-草酸冷冻还原法修复Cr(Ⅵ)污染土壤

通过实验室模拟研究将纯水提取与冷冻法相结合修复Cr(Ⅵ)污染土壤的可行性.结果表明,对于1 000 mg/kg Cr(Ⅵ)污染土壤,利用纯水进行提取,总铬的提取率约为35%,该结果与常规的草酸提取法相近.向纯水提取液中加入草酸,使其浓度为500μmol/L,冷冻结冰后,提取液中Cr(Ⅵ)的还原率达97%. NaCl, NaNO₃,Na₂SO₄对Cr(Ⅵ)的去除效果有微弱的抑制作用.紫外吸收光谱、 X射线光电子能谱、红外光谱和三维荧光光谱测试结果表明,该方法的作用原理为草酸提供H⁺,土壤中的溶解性有机质(DOM)作为还原剂,通过冷冻浓缩效应使土壤提取液中六价铬被还原.可见,纯水提取与草酸冷冻法相结合可用于异位修复Cr(Ⅵ)污染土壤,并可减少化学试剂的用量,有利于维护土壤理化性质的稳定.     

硒化镉量子点与C60间的光致电子转移动力学研究

结合稳态和时间分辨光谱技术,研究了CdSe量子点与富勒烯C₆₀构成的模型太阳能电池体系中,荧光发射猝灭以及基态漂白恢复的动力学过程,发现二者间的荧光猝灭是由CdSe量子点与C₆₀间的光致电子转移所引起的,并且电子转移的速率随着量子点粒径的增大而减小:4.3×10~9 s^-1(3.0 nm),1.1×10~9s^-1(3.5 nm),0.60×10~9 s^-1(4.0 nm).该结果为设计、构筑以CdSe量子点为中心的光电转化体系,以及提高其光电转化效率提供了实验依据.     

地下水曝气空气流动形态影响因素数值模拟

在阐明地下水曝气修复机理控制方程的基础上,对某污染场地地下水曝气修复中不同参数对气体流动形态的影响规律进行了数值模拟研究.结果表明:土体固有渗透率对曝气影响半径和分布形态有显著的影响,影响半径随土体固有渗透率的增大而减小;增加空气注入流量,曝气影响半径略有增大.当形成稳定流动形态后,再增加空气注入流量,曝气法影响半径提高有限;曝气影响半径基本不受地下水位线以下曝气井深度影响.实际工程中,曝气井位置应根据污染场地有机污染物分布深度确定;地下水流动对曝气井上游气体运移有抑制作用,对下游气体运动有放大作用,因此曝气法下游区域空气影响半径大于上游.     

城市景观水体的净化及增氧

以太阳能为动力，对受污染的景观水体直接进行催化臭氧化及增氧，由于催化氧化反应剩余气体中氧气含量大于90％，故大大提高了水体曝气增氧过程中氧的传输速率。处理后水体苯环类有机污染物的浓度明显下降．灭藻效果明显，可生化性显著增强。     

城市垃圾填埋场地下环境污染及控制对策

对城市垃圾填埋场渗滤液及其污染特性进行了分析,对我国城市垃圾填埋造成的土地、地下水污染现状进行了3个实例分析。通过实验室模拟实验研究渗滤液中污染物在地下环境中迁移转化作用,实验结果表明,垃圾渗滤液在地下出现了4个顺序氧化还原带,分别为产甲烷带、Fe(III)还原带、NO-3还原带和氧还原带,微生物在每个带利用的最终电子受体是不同的。最后以北天堂垃圾填埋场为例,建立地下水污染物运移的数值模型,对垃圾渗滤液污染的控制方案进行了模拟研究,模拟计算表明,北天堂垃圾填埋场顶部防护层的设置,必须使外部水进入垃圾场的入渗量控制在小于36 mm/a,才能有效控制渗滤液的污染。     

掺硼金刚石薄膜电极降解亚甲基蓝废水

采用掺硼金刚石薄膜电极组处理模拟亚甲基蓝染料废水,考察了掺硼金刚石薄膜的成膜质量和亚甲基蓝初始浓度、溶液pH、电解质投加量、电流密度等工艺条件对去除的影响,并进行了反应动力学模拟。结果表明,亚甲基蓝去除速率常数、去除率和溶液COD去除率随pH的升高、电解质的增多和电流密度的增大而增大。初始pH由4上升至10,亚甲基蓝去除速率常数由0.001 4 s^-1增至0.003 3 s^-1,去除率由53.9%增至85.8%。电解质投加量由1 g增至4 g,去除速率常数由0.001 7 s^-1增至0.005 1 s^-1,去除率由61.0%增至94.2%。电流密度由18.75 mA/cm²增大为75.00 mA/cm²,去除速率常数由0.000 3 s^-1增至0.003 8 s^-1,去除率由18.1%增至92%。亚甲基蓝初始浓度对去除率的影响较小。电解质投加不足及电流密度过大时,均造成溶液温度有较大上升,过剩的电能转化为溶液的热能。     

傍河污染场地地下水修复技术筛选

针对目前地下水修复技术方法众多,有着不同适用性和优缺点的情况,对不同的污染场地类型国内外尚未形成一套成熟的筛选机制.本文引入IOC(importance order of the criteria)筛选法,以地下水修复技术的修复成本、修复时长、技术有效性、技术可靠性、工人保护及人群保护为筛选指标,以吉林市某废弃工厂为研究区,在结合地下水污染调查和地下水人体健康风险评价的基础上确定了场地地下水的修复目标污染物,根据场地区域水文地质条件分析和目标污染物特性,结合抽出处理、曝气技术、渗透反应墙等地下水污染修复技术特点,筛选出合理的地下水污染修复方案.结果显示,场地地下水中苯并(a)芘的致癌风险超过单项污染物的可接受致癌风险限值,确定为修复目标污染物.经过IOC排序法分析确定,在有效性优先条件下,抽出-生物反应器法是理想的修复技术;在经济优先的条件下,地下水曝气技术适用于该场地的修复技术;综合有效性和经济优先2种条件,组合技术抽出-生物反应器法结合地下水曝气技术适宜于该场地的修复技术.     

应变速率对Fe-11Mn-2Al-0.2C中锰钢变形行为的影响

对Fe-11Mn-2Al-0.2C中锰钢进行不同应变速率(2×10^-4~200s^-1)下的拉伸试验,探讨其力学性能和变形机制.结果表明:随应变速率的增加,抗拉强度由1456MPa逐渐降低到1086MPa;在应变速率为2×10^-4~20s^-1时,总伸长率由48.2%降低到38.2%;在应变速率为20~200s^-1时,由38.2%上升至44.0%.随应变速率的增加,试样的显微组织被拉长、扭曲、切断;韧窝形态由深的等轴韧窝向浅的卵形韧窝转变;试样受力由正应力为主导逐渐转变为剪切应力为主导.变形机制与应变速率有关,低应变速率(2×10^-4~2×10^-3s^-1)下TRIP效应明显;中应变速率(2×10^-2~2s^-1)下TRIP效应受到抑制,出现TWIP效应;高应变速率(2~200s^-1)下TRIP和TWIP效应都增强.     

高效液相色谱法测定污染场地中荧光增白剂PF

荧光增白剂PF危害人体健康,其生产和使用过程中会因泄露造成厂区场地及周边土壤和地下水环境污染.目前未见土壤和地下水中PF分析方法的报道.提出土样和水样中PF的前处理方法,建立了高效液相色谱法测定PF的方法.样品的前处理中,对土样采用甲醇超声提取PF,对水样则采用固相萃取法,即先用C18柱富集净化,再用甲醇洗脱.PF采用反相高效液相色谱-紫外检测器进行分析.研究结果表明,在0.05~10mg·L~(-1)范围内荧光增白剂的浓度与峰面积具有良好的线性关系,相关系数r20.9999.土样中PF浓度在2.0~10mg·kg~(-1)时,回收率为86.9%~90.6%,相对标准偏差为2.81%~4.22%,方法检出限为3.28μg·kg~(-1),定量限为13.13μg·kg~(-1).水样中PF浓度在0.01~0.05mg·L~(-1)时,回收率为82.8%~88.6%,相对标准偏差为2.46%~3.49%,方法检出限为1.08μg·L~(-1),定量限为4.32μg·L~(-1).该方法已成功应用于南京某污染场地土壤和地下水的PF测量,结果表明该场地土壤和地下水均已遭受PF污染,浓度最大分别达到24.1mg·kg~(-1)和0.044mg·L~(-1).     

聚溴甲酚紫修饰丝网印刷电极对重金属铅的检测

建立了基于聚溴甲酚紫修饰丝网印刷电极的循环伏安法检测水体中Pb²⁺的方法，讨论了影响Pb²⁺检测的因素，确立了最佳检测条件：富集时间为120 s、富集电压为-1.2 V,扫速为0.1 V·s^-1。Pb²⁺在BCP/SPE电极上在1.0×10^-7至1.1×10^-4 g·L^-1范围内呈线性关系，线性方程为，I(μA)=0.786c(μg·L^-1)+5.794,R²=0.9984,检出限为1×10^-8g·L^-1。用加标法对四种水样中的Pb²⁺进行了检测，四种样品回收率在91%-110%之间，平均回收率为100.25%。     

面向不同需求的未来社区海绵源头设施布局方法

未来社区是一种追求可持续发展目标的生态低碳新型城市功能单元。为了探究融合海绵城市建设理念的未来社区海绵源头设施布局方法，提出采用容积法、模型法及多目标优化法以满足不同数据和技术需求，构建未来社区海绵源头设施布局多方法体系。选择一典型以未来社区为目标的待建社区为例开展研究。结果表明，容积法数据及技术需求低，可生成满足研究区年径流总量控制率的海绵源头设施布局方案；然而，如需进一步评估方案的减污降碳效果则需借助模型法，但模型构建和运行需进一步获得研究区管网及降雨等数据。为了实现未来社区建设的多目标综合环境效益和成本效益，则可采用多目标优化法，该方法需运用智能优化算法和模型耦合技术。不同方法下得到的未来社区减污降碳效果表明，容积法方案峰值流量由传统方案(无源头设施)5.65m³·s^-1降至2.17m³·s^-1,典型年平均径流总量控制率由51.87%提高到79.43%,年均降碳量增加284.87t·a^-1(假设传统方案降碳量为0),污染物峰值浓度降低21.69%～30.52%,显著提高了...