影响污染物在土壤中运移的因素分析

本文使用包含了土壤固相吸附解吸作用的对流—扩散方程的解析解,模拟在不同参数条件下,污染物在土壤中的迁移过程,分析了各个参数对污染物运移过程的影响。结果发现,土壤含水率,土-水分配系数,达西速度和扩散速度对污染物在土壤中的运移均有影响,其中土-水分配系数的影响最大。     

不同温度下抗生素在施炭土中迁移规律的研究

为了解不同温度下活性炭对土壤中抗生素迁移的影响,基于土柱试验和数值模拟研究了盐酸土霉素在施炭土中的纵向迁移机制.土柱试验结果表明,在土壤中加入低含量的活性炭可以增强土壤对抗生素的吸附作用,抑制抗生素在土壤中的迁移.数值模拟结果表明,土壤中加入的活性炭含量越大,施炭土的吸附分配系数越大,对抗生素的吸附能力越强,进而可有效降低抗生素在土壤中的迁移效率.最后基于理论计算值和实际反演值对施炭土的吸附分配系数进行了修正.     

重金属砷在饱和土壤中迁移过程模拟

重金属污染预测和评估是土壤与地下水修复的重点与难点,土壤中重金属迁移过程模拟能够为污染防治和水资源保护提供科学指导。本文基于有限元方法,建立了三维地下水重金属溶质运移模型,考察南京某化工场地重金属As(V)的迁移运动规律。数值模拟通过改变渗透系数、弥散度、分配系数、孔隙率,对比分析不同参数条件下,重金属As(V)溶质在土壤中的迁移规律。引入敏感性指数作为量化指标,比较各参数对重金属砷迁移的影响。数值分析结果表明：污染晕中心砷质量浓度随污染物持续通入逐渐增加到7.12 mg/L,污染范围不断扩大,纵向迁移距离远大于横向;七年后污染物不再注入,污染范围在水流的作用下整体往下游迁移,污染晕中心浓度不断下降,第40年污染晕中心往下游迁移6.5 m,浓度已下降为0.33 mg/L。连续注入污染物10年情况下,增加渗透系数与弥散度都会导致污染晕中心As(V)浓度下降,纵向迁移距离增加;分配系数增加则出现污染晕中心浓度与纵向迁移距离都减少的情况;由于土壤对重金属As(V)的吸附较强,在参数±50%的变化中,分配系数对重金属的迁移距离影响较大,与渗透系数、弥散度的影响程度相当,敏感性指数分别为18.0%、18.0%与16.3%;孔隙率敏感性指数为0.006%,在本文模型下对重金属As(V)迁移的影响几乎可忽略。     

放射性核素Eu（Ⅲ）在被压实皂土中的扩散和迁移预测

利用实验得到的数据和合理的理论公式,模拟了若干年后放射性核素Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的扩散和迁移行为.分析了时间、皂土中水的流速、Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的吸附分配系数对Eu(Ⅲ)在被压实皂土中迁移和扩散的影响.计算结果发现,Eu(Ⅲ)在被压实皂土中的迁移主要受水的流速和分配系数的影响.3m厚的皂土可以有效的阻滞Eu(Ⅲ)从皂土扩数到环境中.     

土壤大气耦合的燃气泄漏扩散数值模拟

城市燃气管网大多埋于地下,存在很多难以探测的微小泄漏,是城市公共安全的隐患。该文面向城市地下燃气管网泄漏探测和评估的需求,针对土壤和大气中燃气扩散规律的不同,在OpenFOAM中对不同的控制方程分别进行求解,并通过地面的传质通量将土壤和大气中的扩散过程进行耦合。研究泄漏量对压强和浓度分布的影响、地面对流传质系数对浓度分布和地面传质通量的影响,计算泄漏燃气在城市街道峡谷中的分布情况。结果表明:地面传质通量分布对街道峡谷中的甲烷浓度分布影响很小,为埋地燃气管道泄漏的探测和评估提供了参考和依据。     

镉-硫-硒复合作用下硒在土壤-蔬菜系统中的迁移分配研究

以空心菜和上海青为供试蔬菜,通过盆栽实验,研究了镉-硫-硒复合作用下硒在土壤一蔬菜系统中的迁移分配.结果表明,土壤添加Cd-S-Se处理后,空心菜和上海青体内硒含量明显降低,且地上部的变化趋势小于地下部的变化趋势.在实验条件下,硒在空心菜和上海青的地下部富集系数高于地上部;与对照相比,富集系数均明显降低;硒在这两种蔬菜中的转运系数则明显提高.硒在土壤-植物系统的迁移分配深受共存元素的影响,这种影响在不同作物、同一作物的不同器官、不同元素之间和同一元素不同浓度范围内表现出的特点也不尽相同.图3,表3,参10.     

线性等温吸附条件下有机污染物在地下饱水带中迁移的数学模型及参数分析

为研究在固-液界面的吸附降解等行为对饱水带中的有机污染物的迁移转化过程的影响,综合考虑有机污染物在饱水带中的扩散、吸附解吸、分配以及微生物降解作用,根据线性等温平衡吸附理论,建立了地下水流动方程与有机污染物在饱水带中迁移方程耦合的数学模型,探讨了模型中的分配系数及溶解项、吸附项的一阶反应速率等参数的改变对有机污染物运移规律的影响.结果表明,随着分配系数的增大,有机污染物因固相介质的吸附和截留而被限制其随地下水迁移;微生物降解作用对有机污染物的浓度有重要影响,随着反应速率的改变,污染物在固相和水相中的浓度迅速改变.本文的研究结果为定量描述溶质迁移过程提供理论依据,同时也为实验室中模型参数的测定提供可靠的依据.     

河流潜流带生物扰动对重金属铜(Cu)迁移的影响研究

生物扰动影响潜流带污染物的迁移并对水生生态系统造成威胁。以水丝蚓和摇蚊幼虫为扰动生物,利用21天室内微宇宙模拟实验确定两种生物及其不同密度扰动(0.5,1,1.5条/cm~2)以及组合扰动对上覆水和间隙水中铜(Cu)浓度和沉积物-水界面Cu扩散通量的影响。结果表明,水丝蚓的生物搬运和摇蚊幼虫的生物灌溉作用都促进上覆水和间隙水中Cu浓度显著提高。水丝蚓的生物搬运导致的向上输送促进了Cu由间隙水向上覆水中释放,而摇蚊幼虫的生物灌溉作用促进Cu由上覆水向间隙水迁移。混合组中摇蚊幼虫影响水丝蚓的向上搬运活动,减弱了Cu向上覆水的运动,有利于水体净化。生物密度对重金属Cu浓度和通量影响显著。水丝蚓扰动对重金属Cu的浓度和再分布的影响都与密度相关。间隙水中重金属浓度受水丝蚓和摇蚊幼虫的密度显著影响。研究结果可为潜流带重金属污染的防治提供参考。     

考虑双重沉积模式的多孔介质中颗粒三维迁移模型研究

基于经典的颗粒一维运移模型，建立了考虑筛滤效应与吸附效应的双重沉积模式颗粒三维迁移模型.通过拉普拉斯变换和傅里叶变换，导出了一维渗流和三维弥散条件下饱和半无限多孔介质中颗粒迁移通解.根据半无限体表面点源注入情形下的基本解，通过积分方法得到圆形面源注入情形下的解析表达式.通过解的退化及对突破曲线的参数反演验证了解的正确性.分析了圆形面源恒定浓度注入情况下水动力弥散系数、筛滤系数、颗粒吸附系数、释放系数等参数对颗粒迁移过程的影响机理.研究结果表明：水动力弥散效应加速了颗粒物的迁移，使得突破时间变快，峰值浓度变高.筛滤系数和颗粒吸附系数的越大，颗粒释放系数越小，颗粒物在固体基质上的沉积越多，孔隙中颗粒峰值浓度越小.圆形面源恒定浓度注入情况下，在颗粒注入期间，多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而增大，随深度增加而减小并趋于0.在颗粒停止注入后，多孔介质中颗粒物浓度随时间增大而减小，在深度上存在浓度峰值，浓度峰值所处的深度随时间增加而增加.     

放射性Cs,Sr在土壤中迁移的研究

研究了铯、锶在砂土介质中的分配系数Ｋｄ和滞留因子Ｒｄ。静态试验结果表明：溶液中核素浓度较低时，铯、锶的分配系数Ｋｄ基本保持不变；核素浓度较高时，分配系数Ｋｄ随浓度增加而减小； Ｋｄ值还随ｐＨ升高而变大，随溶液中其它阳离子浓度增加而减小。动态模拟试验表明：铯的迁移速度小于锶的迁移速度。虽然动态试验与静态试验的分配系数有一定差异，但其变化规律是一致的。     

特殊环境条件下复合重金属污染固化土中离子迁移特性分析

运用有限元软件建立二维轴对称分析模型,研究了重金属离子(Cu2+,Cd2+)在土壤中的迁移扩散规律,对比了单一重金属离子(Cu2+)和复合重金属(Cu-Cd)的迁移特性,分析了固化前后重金属的扩散规律,并考虑了温度和干湿作用的影响。结果表明:复合重金属在渗透过程中的迁移半径大于单一重金属离子的迁移半径;固化后的污染土对于重金属离子的扩散速率有着良好的控制作用,固化作用对单一重金属离子扩散的影响更为明显。环境温度对于重金属离子的扩散速率和范围呈现出正相关的影响;干湿循环作用下重金属离子的扩散范围明显增大。     

白泥稳定化处理重金属污染土壤的研究

用白泥作阻隔剂通过土柱浸滤实验对土壤中重金属Cu、Zn、Cr、Pb的迁移规律和阻隔效果进行了研究.结果表明:白泥对重金属Cu、Zn、Cr、Pb有显著的阻隔效果,阻隔土样中白泥的含量别为3%、5%、8%、12%,随着白泥含量的增大,滤液的p H值和阻隔土层截留的重金属量增大,滤液中重金属浓度降低.重金属的存在形态对其在土壤中的迁移特性有一定的影响,在土样中加入白泥,重金属的稳定态含量增加,对土壤中重金属的迁移产生阻隔作用.     

煤矸石淋溶重金属运移过程的水动力学模型及应用

通过分析重金属污染物在地下环境系统中迁移转化特征，建立了包气带土壤水分运移模型和重金属污染物传输耦合数学模型，并分别采用隐式差分和算子劈裂方法对模型进行数值求解。数值模拟结果表明：重金属镉在地下环境系统中的浓度范围将沿地下水水流方向逐渐扩展，同一点位的浓度值呈逐渐增大的趋势，并且粘性土壤比砂性土壤对重金属具有较强的截留能力。这不仅为煤矸石在地下环境系统中迁移的动态规律，预测煤矸石堆放在周围可能造成的污染规律和污染程度提供理论指导，而且还可为对矿区开采前的规划与管理以及环境评价提供决策依据。     

冻融循环下磷酸镁水泥固化铜污染土的淋滤特性研究

将自制磷酸镁水泥用于铜污染土的固化稳定,研究其淋滤特性和微观结构。以磷酸镁水泥固化铜污染土为研究对象,研究冻融循环条件下磷酸镁水泥掺量、初始铜离子浓度等因素对固化后重金属铜污染土的淋滤特性及固化稳定性的影响。结果表明:冻融循环和磷酸镁水泥掺量会影响磷酸镁水泥固化铜污染土的浸出液中铜离子浓度和上清液pH,随着冻融循环次数和铜离子浓度的减少及水泥掺量的增多,铜离子浓度显著降低;浸出液的pH随冻融循环次数的增多而降低,随磷酸镁水泥水泥掺量的增多而提高,随铜离子浓度的增大而降低。最后与扫描电镜试验结果结合解释了水分迁移对固化机制的影响。     

金华市郊益母草及土壤中4种重金属含量的分析

对金华市郊不同生态环境下益母草(Leonurus jαponicus)9个群体及其土壤中Zn、Cu、Cd、Pb 4种金属元素含量的测定和统计表明:(1)益母草体内重金属元素的含量与土壤受重金属污染的程度成正相关;(2)益母草不同部分4种重金属元素的含量均为根部多于地上部分,富集系数均为根部大于地上部分;(3)益母草能够耐受较强的重金属污染,但对4种重金属元素的富集能力均不高.研究结果和药典中规定的益母草以地上部分入药相符合.由于益母草体内重金属含量与环境背景值是相关的,在采收或人工栽培时要注意土壤及周边环境的重金属污染情况.     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

水溶性有机物对土壤重金属迁移性的影响

为深入揭示水溶性有机物(DOM)对土壤中重金属迁移性影响形成机制的研究现状及发展趋势,通过对国外相关文献的分析与比较,阐述了DOM通过吸附-解吸作用、络合作用及溶解-沉淀作用等化学行为实现对重金属迁移性影响的作用特点与规律,并指出了值得近一步深入的研究问题,为今后相关研究的深入及成果的应用提供有益的借鉴作用。     

溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响

溶解性有机质(DOM)是土壤中最具有活性的组分,可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用,对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。吸附实验表明,重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的,土壤对重金属吸附能力的大小顺序为PbCuCrCd。土柱实验表明,重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似,均为前期淋出液重金属含量较低,后期随时间的增大而增大,当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。但不同重金属迁移速率各不相同,这与吸附实验结果相符。溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上,其穿透时间比去除有机质的情况短,有机质的存在有利于重金属离子向下迁移,但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。     

垃圾渗滤液的环境污染特征及其研究进展

垃圾卫生填埋因操作简单、处理量大而成为我国处理城市生活垃圾的主要方法,其所产生的垃圾渗滤液因含有高浓度的有机污染物对地表水、地下水及土壤环境产生严重的污染.概述了垃圾渗滤液的产生及其污染特性;介绍了垃圾渗滤液对水环境的影响;重点阐述了垃圾渗滤液在土壤环境中的吸附行为与生物降解及其在土壤中的迁移行为,以及对土壤重金属环境行为的影响.