土壤气相抽提技术修复柴油污染场地示范研究

土壤气相抽提(SVE)是一种广泛应用于石油类污染土壤修复工程中的原位修复技术,在广东某柴油污染场地开展SVE技术修复示范工程,探讨SVE技术对此类污染场地的修复效果。结果表明:经过3个多月的修复,土壤中总石油烃的最高去除率达64.88%,在试验进行50d后高浓度的挥发性有机物基本被去除,中低浓度污染物仍然存在,土壤中有效磷和速效氮含量与污染物的生物降解作用相关。为缩短修复时间、降低成本,应将SVE与生物通风技术相结合,并采用相应的强化措施(如添加菌剂和营养物质等),以期获得更高的修复效果。     

依据挥发性污染物浓度变化划分土壤气相抽提过程的研究

土壤气相抽提（SVE）是去除包气带土壤中挥发性有机物（VOCs）经济快捷的原位土壤修复方法。VOCs饱和蒸汽压高,能在负压气流下被定向地带到地面收集处理。为了便于划分SVE过程,试验采用两种土壤污染方案：直接污染和间接污染。间接污染土壤的目的是为了避免在土壤中形成非水相液体（NAPLs）,方法是使用气相污染源长时间污染土壤。通过多次对土壤进行间接污染和通风净化,证明VOCs主要来源于NAPLs。试验表明,依据VOCs的浓度变化,SVE过程能被划分为两个阶段：（1）高效去除阶段,即污染土壤中含NAPLs阶段,液态的VOCs进入土壤间隙形成NAPLs或溶解在土壤水中,或被土壤和有机质吸附。SVE过程中VOCs气相浓度降低,停止抽提后浓度能够恢复;（2）低效率的拖尾阶段,即土壤中无NAPLs存在,通风能够快速地降低污染物浓度,并且VOCs浓度降低后不能恢复。试验同时显示出在不同的土质中VOCs浓度变化具有相似的规律。     

含有非水相液体(苯)的土壤气相抽提体系传质实验研究

选取砂土作为实验室一维土柱通风实验的研究对象,考察了不同含水量(0%、21.9%、36.6%及51.2%)条件下,苯在气-水-油-固4相共存的土壤气相抽提体系(Soil vapor extraction,SVE)体系中的相间传质过程。并用局部相平衡模型及非平衡动力学模型预测结果与实验结果进行了比较。干燥情况下,局部相平衡模型可以描述通风过程,随着含水量的增加实验结果严重偏离平衡模型。含水量为21.9%、36.6%及51.2%时,非平衡动力学模型与实验结果较为符合。结果表明,土壤含水量影响气-液(Non-aqueousphase liquid,NAPL)间的传质,干燥土壤中相平衡模型可以描述SVE修复过程。随含水量的增加修复进程偏离相平衡模型较严重,此时需要用非平衡动力学模型来描述。     

通风速率对土壤中四氯化碳污染物去除效率的影响研究

某重要岩溶地下水源地受到四氯化碳的严重污染,为此采用土柱通风试验模拟土壤气相抽提（SVE）净化四氯化碳污染物的过程,对通风速率为40mL·min-1和70mL·min-1两种条件下土壤四氯化碳的去除过程进行了试验模拟研究。结果表明,土柱通风能有效去除土壤中的四氯化碳污染物,通风条件下土壤中四氯化碳的去除过程符合一级反应动力学,土壤中四氯化碳浓度C的对数值ln[C（/μg·L-1）]与时间t呈良好的线性关系,相关系数均在0.95以上。通风速率为40mL·min-1的土柱A各取样口四氯化碳去除反应速率常数k值在0.0132～0.0155h-1之间,通风速率为70mL·min-1的土柱B各取样口k值在0.0178～0.0222h-1之间,说明增大通风速率能提高土壤中四氯化碳污染物的去除效率。     

温度耦合驱动下土壤-地下水有机污染物迁移规律与模拟研究进展

场地土壤-地下水有机污染空间分布受场地温度场、水动力场、化学场和生物场等多场控制。明晰有机污染物在土壤-地下水系统中的空间分布规律和驱动机制，定量模拟污染迁移过程，是有效开展污染控制与修复的前提。在众多的影响因素中，温度通过改变有机污染物的理化性质及多相流、化学/生物作用驱动参数，进而影响其在土水介质中的迁移及空间分布。本文综述了有机污染物理化性质（密度、黏度、溶解度）和有机污染化学/生物驱动（挥发、吸附和生物降解）关键参数与温度之间的解析关系，及考虑温度影响的土壤-地下水中有机污染传质过程模拟的研究进展，并针对目前模拟研究的不足提出了耦合温度场的土壤-地下水有机污染物迁移数学模型，为定量探究温度耦合驱动下的有机污染物迁移转化过程和规律提供启示。     

土壤——水环境中二苯砷酸污染及其修复研究进展

化学武器残留的二苯砷酸(Diphenylarsinic acid,DPAA)引起的土壤—水环境砷污染事件近年来受到广泛关注。国内外学者对土壤—水环境中DPAA的分析方法、污染状况、迁移转化和修复技术等的研究已取得一定进展。鉴于DPAA污染问题的严峻性和污染修复的迫切性,本文通过系统调研并结合笔者的研究工作,综述了土壤-水环境中DPAA分析方法、来源及污染状况的研究进展,探讨了DPAA吸附/解吸、迁移、转化过程及其关键影响因素和作用机制,阐述了对其污染的物理/化学、生物学修复机理研究;认为建立DPAA污染数据库,开展宏观及微观尺度上DPAA环境行为特征的研究,并系统构建DPAA污染的修复技术方法体系将是该领域今后研究的重点。同时,展望了未来的研究方向,旨在为促进土壤-水环境中DPAA污染及其修复的深入研究、有效降低DPAA的环境健康风险提供理论参考。     

广东某硫酸厂含铊冶炼废渣堆放场土壤铊剖面特征及迁移行为

重点研究了广东某硫酸工业废渣堆放场周围土壤剖面中铊的污染特征及迁移影响因素。研究表明,铊污染物主要集中在土壤0~16.5cm范围,并且表现出沿垂直方向向下迅速降低的特点。土壤中铊污染物活动态的比例很高,主要以铊的铁锰氧化物结合态(TlFe/MnOx)存在,铊的可交换态(Tlexc)、铊的碳酸盐结合态(Tlcar)、TlFe/MnOx在土壤中迁移性强,而铊的有机结合态(Tlorg)和铊的残余态(Tlres)迁移性相对较弱。土壤pH值是影响铊污染物在土壤中迁移的主要因素,铁锰氧化物/氢氧化物、有机质、土壤粒度组成、CEC(阳离子交换容量)是影响铊迁移的次要因素。     

气相抽提法（SVE）去除土壤中挥发性有机污染物的试验研究

通过模拟土壤气相抽提技术（Soil Vapor Extraction,SVE）通风处理甲苯、乙苯、正丙苯混合污染的黄棕壤,研究了不同通风流量、不同土壤含水率、间歇通风等因素对目标污染物去除率的影响。结果表明,通风流量和含水率是影响去除率的重要因素。当柱径14 cm、土壤粒径为10目连续通风时,最佳通风流量为0.15 L.min-1,最佳含水率约17.98%条件下,甲苯、乙苯、正丙苯的去除率分别为99.84%、99.45%、98.25%,总挥发性有机物（Total VOCs,TVOCs）去除率达到了99.30%,且优于间歇通风;含水率为6.01%、24.73%时,TVOCs的去除率仅为63.03%、89.03%,表明含水率过高或过低都不利于VOCs的去除;苯环上支链越长,分子量越大,沸点越高,越难以被脱附去除,反之亦然,表明有机物的分子结构和大小也是影响通风效果的重要因素。     

挥发性氯代烃在土壤中的吸附行为研究进展

挥发性氯代烃(Volatile chlorinated hydrocarbons,VCHs)是工业污染场地的常见污染物,在非饱和带存在于土壤气相、水相、固相或以高密度非水相液体(Dense non-aqueous phase liquids,DNAPL)的形式存在,形成一个动态平衡系统。土壤对VCHs的吸附不仅影响土壤中的污染物浓度,而且极大地影响VCHs的迁移转化行为。根据VCHs在土壤中的吸附机制,可以对土壤中的VCHs浓度进行预测,优化各种模型参数,指导污染修复及管理工作。本文总结了VCHs在非饱和带土壤中的相间分配特征,吸附机制及其影响因素,特别探讨了土壤有机碳、矿物及水分对吸附的影响,提出了当前研究中存在的问题,并对将来研究进行了展望。     

不同降雨强度对营养盐垂向迁移过程和淋失量的影响

云南抚仙湖流域农田面源污染日益严重,土壤污染物主要随地表径流进入湖泊,使湖泊受到污染。但目前的现场观测表明,农田区浅层地下水也已受到污染,地下水已成为污染物输移的路径之一。通过四组不同降雨强度作用下的室内土柱试验模拟土壤污染物向地下水的淋失迁移量,对降雨入渗过程中总氮、总磷、铵态氮和硝态氮的垂向迁移过程进行了分析,通过分时段处理来对各组实验中营养盐累积淋失量进行了计算。结果表明,硝态氮的垂向迁移能力和出流浓度均大于铵态氮,总氮和总磷的累积淋失量与累积降雨量呈自然对数关系;降雨强度对总氮的淋失作用明显,对总磷淋失量的影响则相对较弱。实验结果有助于揭示抚仙湖流域降雨作用下农田土壤中污染物的垂向迁移过程及其对农田浅层地下水的污染机制,并为污染物垂向迁移的数学模拟提供数据基础。     

Sequential Application of Soil Vapor Extraction and Bioremediation Processes for the Remediation of Ethylbenzene-Contaminated Soils

Soil vapor extraction (SVE) is an efficient, well-known and widely applied soil remediation technology. However, under certain conditions it cannot achieve the defined cleanup goals, requiring further treatment, for example, through bioremediation (BR). The sequential application of these technologies is presented as a valid option but is not yet entirely studied. This work presents the study of the remediation of ethylbenzene (EB)-contaminated soils, with different soil water and natural organic matter (NOMC) contents, using sequential SVE and BR. The obtained results allow the conclusion that: (1) SVE was sufficient to reach the cleanup goals in 63% of the experiments (all the soils with NOMC below 4%), (2) higher NOMCs led to longer SVE remediation times, (3) BR showed to be a possible and cost-effective option when EB concentrations were lower than 335?mg?kg _soil ^?1 , and (4) concentrations of EB above 438?mg?kg _soil ^?1 showed to be inhibitory for microbial activity.     

A Laboratory Column Study on the Biodegradation of Toluene and Methyl tert–Butyl Ether: The Effect of Substrate Interactions

Soil vapor extraction (SVE) is one of the most effective remediation technologies for soil and groundwater contamination. Soil particles can be mobilized by air perturbation during SVE, resulting in the differentiation of porous media, which has not been well addressed. This paper developed a numerical method to study the flow pattern and quantify the change of porous media for the first time. Based on the mass equilibrium and Darcy’s law, a two-phase water–air flow model was constructed with integration of saturation, relative permeability, and capillary pressure during SVE. Relationship between porosity and saturation was deduced and coupled with the two-phase flow model for quantifying change of porous media in real time. Results reveal that both porosity and permeability increase sharply in the early stage of SVE then gradually to a quasi-steady state. These increases in vadose zone tapered off with distance from the SVE screen and the steady period occurred later as well. The influence radius of a single SVE well and the change degree in porosity and permeability of media were proportional to the extraction vacuum and the driving coefficient C, which is more sensitive than extraction vacuum according to the simulation results. Knowledge from this modeling exercise provides a useful tool to estimate the change of remediated zone and assess the environmental risk of remedial activities at real-world contamination sites.     

挥发性有机物污染土壤蒸气抽排模型研究进展

土壤蒸气抽排是一种当前国外广泛应用的土壤现场修复技术,它能经济高效地去除非饱和带土壤中的挥发性有机污染物。本文详细叙述了土壤蒸气抽排中的地下抽排气体流场模型和污染物去除模型的发展过程和研究现状;描述了适合不同情况的一维、二维和三维抽排气体流场模型,以及不存在非水相液体和存在非水相液体的两类污染物去除模型的特点和适用条件;总结了运用各种模型,分析土壤气透性、污染物挥发性和抽排流速等主要因素对土壤蒸气抽排去污效果的影响及所取得的研究成果;对土壤蒸气抽排模型的研究和运用中目前需要解决的问题及发展前景进行了展望。     

综合研究以生态修复为指导思想的水土保持技术路线探讨

生态修复的理论和实践证明,我国大多数地区都具有一定的生态修复自然条件和潜力。水土流失防治的指导思想要从注重工程建设向充分依靠生态系统的自我修复能力、积极开展流域治理的思路上转变,流域治理的总体布局、措施配置等要更加尊重自然规律,减少对自然生态系统的负面干扰,以人与自然和谐相处的理念认识自然、改造自然和利用自然。在防治标准、评价指标体系、不同类型区的关键技术措施等方面,还需强有力的技术支持。     

运用β多样性的测度方法探讨不同人为干扰强度对米槠林乔木层的影响

定量转换模型的选用是137Cs技术测量土壤侵蚀速率的一个关键,从最初的经验公式到现在的理论模型,形成了定量转换模型的两大主要类型。对常用模型建立的原理、适用范围和不足之处进行了分析。其中的质量平衡模型(包括不同的版本)因基于137Cs沉降、吸附、再分布等物理过程和相对精确而受到众多研究者的青睐。其局限性表现在:为方便计算而过度简化与实际过程或为充分考虑实际过程而过多引入无法准确测定的参数。剖面分布模型和扩散迁移模型与质量平衡模型有相似的缺点。由于各模型的假设原理和计算公式不尽相同,使用相同137Cs损失值估算出来的侵蚀速率差值甚至可以超过一个数量级。现有理论模型的完善和操作性较强的模型开发将是137Cs技术发展的主要方向之一。     

LISEM:一个基于GIS的流域土壤流失预报模型

９０年代初,荷兰学者以荷兰南部黄土区土壤侵蚀水土保持规划研究为基础,开发了基于土壤侵蚀物理过程和ＧＩＳ的土壤侵蚀的预报模型－ＬＩＳＥＭ（ＬＩｍｂｕｒｇＳｏｌｉＥｒｏｓｉｏｎＭｏｄｅｌ）为水土保持规划提供了一个支持工具,该模型考虑了土壤侵蚀发生的主要过程,可以与栅格ＧＩＳ集成,并可直接利用遥感动态数据,由于对土壤侵蚀和水文学过程的认识以及土壤水分时空变异性的描述方法还不尽成熟,所以ＬＩＳＥＭ模型仍需     

求解干旱地区土壤溶液Ca2+浓度和pH的逐步逼近算法

在土壤碳酸钙淋溶淀积过程的建模中,需要根据土壤碳酸钙化学热力学平衡原理求解土壤溶液中的Ca2 浓度和pH值,其中有些参数难以获得（如有关离子的活度系数）,不能直接求解,导致无法实现其过程的计算机模拟。本文针对这一难题,提出了一种逐步逼近算法,在已知土壤空气中的二氧化碳分压和土壤温度的情况下,可求得干旱地区土壤溶液中的Ca2 浓度和pH值,为土壤碳酸钙淋溶淀积过程的计算机模拟提供了重要的技术支持。本算法理论依据充分、结果稳定精度高、程序简便易实现,并在CAEDP模型中已得到了应用和验证。     

Study of the influence of alcoholic fermentation and distillation on the oxygen-18/oxygen-16 isotope ratio of ethanol

A laboratory procedure for the analysis of the oxygen-18/oxygen-16 isotope ratios of ethanol derived from sugars and fruit juices by pyrolysis-isotope ratio mass spectrometry (IRMS) has been applied to the study of isotopic fractionation induced by the isotope effects of fermentation and distillation. For both processes, an experimental model has been established to describe and explain the observed fractionation phenomena. It is shown that reproducible results can be obtained when appropriate analytical conditions are used. Moreover, the ability of ethanol to act as a reliable indicator of the (18)O/(16)O ratio of sugars in orange juice (and therefore to be used as an internal reference for detecting water addition) is demonstrated both in theory and in practice.