氯丹和灭蚁灵在典型污染场地的空间分布研究

测定分析了典型氯丹和灭蚁灵污染场地上的土壤、浅层地下水、地表水和底泥样品,应用地统计学的理论和方法研究了氯丹和灭蚁灵的空间结构与分布特征。结果表明,氯丹、灭蚁灵空间变异性高,随机因素对空间变异起主导作用。厂区内生产车间附近土壤中氯丹和灭蚁灵污染严重,存在明显的水平迁移,污染扩散范围与风向呈现一定相关性。氯丹和灭蚁灵随水的淋溶作用存在显著的竖直迁移,已经扩散至深层土壤中。污染场地附近的浅层地下水和地表水均被污染,底泥污染被限制在排污口附近。通过Kriging法插值画出土壤和浅层地下水中氯丹和灭蚁灵的等值线图,清晰地看出氯丹和灭蚁灵的分布趋势:氯丹和灭蚁灵在表层土壤中污染程度较重,下层土壤和浅层地下水中的污染分布均与上层相对应。土壤、浅层地下水、地表水和底泥中灭蚁灵浓度均小于氯丹,这与氯丹和灭蚁灵的挥发性、迁移性、吸附性等理化性质有关。通过与同类POPs污染场地研究的对比分析发现,此类场地土壤中的POPs分布存在共性特征。     

基于保护水环境的场地地下水风险评估模拟应用研究

以江苏省某溶剂化工场地为例，利用英国污染地块水文地质风险评估模型研究了该场地地下水污染物对场地内及周边水环境的影响。比较了稳态和非稳态地下水溶质迁移模型(Ogata Banks、Domenico、Time variant Domenico)对污染物在自然衰减条件下从污染源向场地边界迁移过程模拟。结果表明：该场地的地下水中苯、乙苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,4-二氯苯、氯仿超过了地下水质量Ⅲ类标准，但场地内污染物对场地边界地下水的潜在环境风险基本可以忽略。Ogata Banks与Domenico模型对于污染物在含水层的自然衰减下的迁移模拟表明污染物在30 m内的迁移过程中浓度下降较快，在30 m外的迁移过程中污染物的浓度较低且衰减不明显。Domenico模型计算较为简洁，在风险评估中具有较强的适用性；敏感性分析表明合规点至污染源距离x、含水层容重ρ、含水层孔隙度n、有机碳含量f_oc、有机碳分配系数K_oc、水力传导系数K、水力梯度i均影响污染物在含水层的自然衰减迁移过程，通过精细化水文地质调查获取上述参数将有助于提高风险评估结果的精确度。     

场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与展望

近年来，中国重点行业场地土壤-地下水重金属和有机污染物污染十分突出，已成为土壤环境治理修复亟待解决的重要问题之一。多介质界面是控制场地系统复合污染物环境行为的关键。因此，开展场地土壤与地下水污染物多介质界面过程与调控机制研究，对于认知场地污染成因与治理修复具有重要的科学意义。系统分析了国内外场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控研究进展与发展趋势，指出了目前该研究领域中存在的科学与技术问题，提出了我国场地土壤-地下水污染物多介质界面过程与调控原理的研究思路与重点方向，以推动我国场地土壤和地下水环境科学理论与技术的发展。     

阳离子表面活性剂增强固定土壤中的苯酚和对硝基苯酚

当前,对有机物污染土壤进行修复成为环境科学研究热点之一[1],常用的修复方法有化学修复、生物修复、化学与生物相结合的修复;但迄今仍没有经济有效的有机污染土壤修复的实用技术.因此,利用在土壤中注入阳离子表面活性剂形成吸附区,截留有机污染物,阻止有机物迁移,并对固定污染物进行修复,无论对土壤及地下水有机物污染防治,还是生产优质农产品都具有现实意义.近年来,相关研究主要集中在截留非极性有机污染物[2～7],而对溶解度较大且易于迁移的极性有机物截留研究较少;并且认为表面活性剂增强土壤截留有机物的机理由土壤表观有机碳含量增大所致.对硝基苯酚、苯酚是环境中优先控制有机物,它们是重要化工原料,也是农药的降解产物.本文以极性化合物对硝基苯酚、苯酚为目标污染物,探讨阳离子表面活性剂增强固定作用及机理,为有效防治土壤有机污染提供理论依据.     

持久性有机污染场地土壤淋洗法修复研究进展

持久性有机污染场地土壤淋洗法是污染场地土壤物化修复方法中一种常用的技术。淋洗法是指运用特定淋洗剂对污染土壤进行深度洗涤,通过分离净化淋洗剂,实现回用集成,达到去除土壤中污染物的目的,并最终安全化处置污染物和修复土壤的过程。本文根据污染场地土壤处理位置、淋洗剂种类和淋洗剂施用方式的差异,将持久性有机污染场地土壤淋洗法划分为不同的种类;总结了为达到高效去除土壤中污染物质,可运用多级淋洗方式、超声方式、电动力方式和化学氧化等方式实现强化修复效率;阐述了污染场地土壤质地、污染物性质、淋洗剂性质、淋洗条件优化以及淋洗剂回用效率等因素对淋洗修复整体效用的显著影响;同时指出了目前持久性有机污染场地土壤淋洗法存在的问题和今后国内外研究和应用的方向。综合考虑土壤淋洗修复技术适用范围和成本因素,认为淋洗法是一种较符合我国持久性有机污染场地土壤实情的修复技术,具有较强的针对性和较广泛的运用前景。     

农药在土壤中迁移的区域差异研究

建立了一个基于三种农药在土壤中根区和中间渗流区迁移能力的模型,并采用不同类型土壤分布区域的土壤理化性质,区域气候与水文特以及农药理化性质等参数,进行了农药对区域地下水潜在污染能力的评价。     

有机污染物在土壤中迁移转化的研究进展

从机理、实验和数值,综述了近年来国内外土壤中有机污染物迁移转化过程的最新进展，重点介绍了处理耦合数学模型的的数值模拟方法，并结合土壤污染发展的特点,对今后有机污染的研究方向作了一般性探讨，提出了需要进一步解决的关键性问题。     

基于SWAT模型的东北水稻灌区水文及面源污染过程模拟

灌区水文过程对于面源污染物的迁移、转化起到了重要的驱动作用。为揭示东北水稻灌区的水文及面源污染过程,该文在多年试验的基础上,运用修正的SWAT模型对其开展了模拟研究。2009-2011年在吉林省前郭灌区针对水稻生育期及冻融期内的灌区水文过程和农田面源污染物迁移、转化过程开展了系统的监测与试验。水稻生育期内,各级排水系统表现出不同的水文过程:末级排水沟中,由田间通过表层渗流进入排水沟的高浓度的水被灌溉退水所稀释,汇流排水沟的槽蓄量则在很大程度上影响了排水过程及污染物的对流和掺混过程。根据水稻灌区水文特性,以汇流排水沟为子流域,分别采用非稳定渗流公式和马斯京根法描述子流域中稻田向排水沟的渗流排水过程以及向子流域出口的排水汇流过程。试验和模拟结果表明:铵氮(NH4+)、硝氮(NO3-)和化学需氧量(COD)的浓度变化主要取决于排水过程,表层渗流和深层渗流过程决定了排水沟中NH4+和NO3-浓度过程,而排水沟中COD浓度还受到灌溉退水的影响。采用溴(Br-)作为示踪剂,通过测定土壤含水率、温度及示踪剂浓度变化,研究了冻结期的水文过程和面源污染物迁移过程,示踪试验结果显示,冻融期土壤中水流运动受到土壤基质势、温度势及重力势的影响,冻土中平衡状态下基质势为土壤温度的函数,土壤中污染物渗出通量与水分渗出通量表现出线性关系。基于水稻灌区下垫面产汇流特性和冻融期土壤对于灌区水文过程以及面源污染物迁移的影响机理,在SWAT模型模块修订的基础上,模拟了东北地区水稻灌区面源污染迁移流失过程,模拟流量、NH4+、NO3-、COD浓度与实测值符合较好,表明改进的模型能够用于东北地区水稻灌区的水文及面源污染过程模拟。     

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。     

大肠杆菌在饱和砂土中的运移及其模拟

细菌在土壤中的运移与农业、工业、环保、水资源保护等领域密切相关.从地下水的细菌污染、垃圾处理、污水灌溉到细菌对有机污染物的携带运移、根层病害的生物防治、原位生物修复和污染物的生物降解、提高采油量和冶炼率等,都与细菌的运移和吸附密切相关.因此,人们对细菌在土壤中的运移进行了大量试验研究[1,2],如发现土壤颗粒的特性、土壤溶液的组成、离子强度、pH等都影响细菌在土壤中的迁移;建立了数学模型来定量描述菌在土壤中的运移[3～5],其中绝大多数是以对流-弥散为基础考虑吸附和解吸过程的机理模型.但Bai等[5,6]认为细菌在土壤中运移时还存在不可逆的滤除过程,并用一级动力学反应来表示该过程.     

胞外呼吸菌在污染物迁移与转化过程中的应用进展

胞外呼吸菌是在厌氧条件下氧化有机物产生电子,进而将电子传递至胞外电子受体并产生能量维持自身生长的一类微生物,在重金属和有机污染物迁移转化过程中发挥着重要作用,且菌群的协同作用效果较单一微生物更为显著。胞外呼吸菌在自然环境中广泛存在,主要集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Acidobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),且多数为革兰氏阴性菌,其中希瓦氏菌(Shewanella oneidensisi MR-1)和地杆菌(Geobacter sulfurreducens)是研究较为深入的胞外呼吸模式菌。目前已知的5种胞外电子传递机制包括直接电子传递、电子穿梭体、应电运动、纳米导线和细胞间电子传递机制,各种机制非独立存在而是共同作用以促进污染物降解。文章从胞外呼吸菌的种类、胞内与胞外电子传递机制等方面进行综述,并着重论述了胞外呼吸菌在污染物迁移转化中的最新应用进展,为更好地发挥其环境效应提供参考。     

Historical Changes in Levels of Organic Pollutants in Sediment Cores from Brno Reservoir, Czech Republic

Results of a comprehensive study are presented on the spatial and depth-related distribution of persistent organic pollutants (POPs) in sediments of the Brno reservoir, Czech Republic. Based on sedimentological observations, three major historic phases were identified related to the evolution of the depositional environment, flow rate, and material input. Data on organic carbon, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, and organochlorine pesticides showed specific distribution patterns in a 3-m-deep core. The analysis of the depth trends of the geochemical data combined with sedimentology made it possible to distinguish between remote sources of the pollutants, early weathering alterations of POPs, transport by river associated with organic matter as sorbent on one hand, and local sources weakly related to lithology on the other hand. The integrated sedimentological and environmental geochemical archive provided an improved dynamic view of the pollution in historical terms.     

Environmental fate of petroleum hydrocarbons in soil: Review of multiphase transport, mass transfer, and natural attenuation processes

The increasing use of petroleum-derived fuels over the last few decades has subsequently augmented the risk of spills in the environment. Soil pollution with petroleum hydrocarbons (principally caused by leaks in pipelines and underground storage tanks) is one of the major sources of soil degradation. Once in soil, fuel hydrocarbons suffer from a wide variety of multiphase processes including transport (advection, diffusion, and dispersion) among and within phases (aqueous and non-aqueous liquid, gas, and soil solids), mass transfer among phases (volatilization, sorption, and solution), and other natural attenuation processes, such as biodegradation and plant uptake and metabolism. This review identifies and describes the major processes occurring in soil that have a significant influence on the environmental fate of petroleum hydrocarbons. The definition of the processes involved in pollutant migration and distribution in soil and the formulation of adequate equations using accurate parameters (e.g., diffusion coefficients, velocity of advective flows, and mass transfer coefficients) will allow prediction of the final fate of soil pollutants. In addition to transport and mass transfer processes, which are more widely studied, the incorporation of attenuation mechanisms driven by microorganisms and plants is essential to predict the final concentration of the pollutants in the whole multiphase scenario. This work underlines the importance of the determination of accurate parameters through the performance of laboratory and/or field-scale experiments to develop precise pollutant migration models.     

固体废物处理厂地下水污染预测及控制模拟

[目的]以江苏省镇江市新区大港片区某固体废物处理厂为研究对象,对地下水污染情况进行模拟研究,为同类建设项目及企业的地下水污染预测和防治提供参考。[方法]通过系统分析该固体废物处理厂野外水位和水质观测数据以及水文地质条件等资料,利用Visual Modflow软件构建了地下水水流和溶质运移模型。[结果]对厂区污水处理站防渗破损后特征污染物CODMn和氨氮运移情况以及地表硬化污染控制措施对污染物的阻隔效果进行预测评价,数值模拟预测污染物的影响范围、超标范围和最大运移距离。预测时间20a后,污染物影响范围最大,运移距离最远,且CODMn影响范围较氨氮大,运移距离较远;地表硬化后,20a后污染羽未超出评价范围。[结论]污染物主要沿水流方向迁移,对水环境的影响随时间逐渐增大,污染物浓度随着迁移距离的增加而减小,不同污染物在地下水含水层中的溶质运移范围和迁移距离不同。地表硬化措施能有效控制污染物扩散。     

土壤渗透参数空间变异性及其影响因子研究

土壤渗透参数的空间变异性是地形因子以及土壤理化性质综合作用的结果,是影响水以及溶质迁移转化的关键因素。在坡地随机布设24个点位,测定30cm土壤的渗透参数、地形指数、容重、颗粒组成、有机质、交换性钠、CEC(阳离子交换量)和ESP。在经典统计学以及Kolmogorov—Smiromov(K—S)正态分布检验概率(Pk—s)检验基础上对数据进行了空间结构分析。结果表明,Kfs、容重、砂粒、黏粒、有机质、CEC等符合正态分布,交换性钠和ESP等属于对数正态分布;粉粒属于均匀分布;Kfs、容重、砂粒、黏粒、有机质、交换性钠和ESP等空间结构明显,CEC空间变异性较大;并以相关分析和主成分分析相结合的方法,分析了土壤渗透参数空间变异的主要影响因子。     

均匀电场下两株多环芳烃降解菌在土壤中的迁移及电动注入

采用电动注入装置,研究了枯草芽孢杆菌和白腐真菌在均匀电场作用下在土壤中的迁移特征,以及这两种微生物电动注入的效果。结果表明,枯草芽孢杆菌和白腐真菌可通过电泳和电渗两种作用在电场下迁移,电泳起主导作用,微生物向阳极迁移为主。在所研究土壤中,微生物的迁移速率分别为：枯草芽孢杆菌13.5cm·d-1,白腐真菌18.0cm·d-1。采用循环混合电解液可使土壤中pH值保持中性,有利于提高微生物的存活。相比于定期变换电场方向,保持电场单向运行可使微生物在土壤中分布更均匀。