监测自然衰减(monitoring natural attenuation,MNA)技术是目前普遍认可的去除地下水中挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)的技术。但受其修复周期长、监测费用昂贵等因素的影响,实地开展MNA技术修复污染场地具有一定的局限性。基于此,本研究运用多相流数值模拟手段识别了某石油污染场地内典型VOCs污染物(苯、甲苯、萘)在地下水中的自然衰减过程并评估了其自然衰减能力。结果表明:采用TMVOC所建立的多相流数值模拟模型能较好地预测和识别VOCs在地下水中的衰减规律;在研究区中,苯、甲苯和萘由于理化性质差异,在地下水中的污染羽分布特征不同,其自然衰减过程受挥发、吸附和生物降解作用的影响程度也不同;挥发和生物降解作用对VOCs自然衰减的影响程度均为苯>甲苯>萘,而吸附作用对VOCs自然衰减的影响程度为萘>甲苯>苯;在污染源被阻断的前提下,苯、甲苯和萘分别在泄漏发生7.0、6.5和6.0年后通过自然衰减达到理想去除效果。本文研究成果可以为水文地质条件类似的VOCs污染场地MNA修复方案的制定和修复效果评估提供理论支撑。

研究抗生素在浅层地下水中不同相态间的分布特征,对于了解抗生素的行为特征及评估其危害具有重要的意义。本文利用三维荧光淬灭法研究了胡敏酸(humic acid, HA)对磺胺嘧啶(sulfadiazine, SD)在地下水中不同相态间分布规律的影响及相互作用,探讨了HA浓度、pH值、温度对SD在不同相态间分布的影响,对淬灭过程进行拟合并计算了分配系数、淬灭参数以及热力学参数。结果表明:地下水中SD浓度(0.5 mg/L)较低时或者HA浓度增加(0~20 mg/L)时,HA可显著促进悬浮相中SD比例的增加;SD对HA的淬灭机理为形成复合物的单一静态淬灭,结合位点数均约为1,荧光淬灭常数K_sv为5.271×10³ L/mol,淬灭速率常数K_q为5.271×10¹¹ L/(mol·s),属于自发的放热过程;体系处于低温(15 ℃)、弱碱性(8~10)pH值环境时,SD对HA的淬灭作用最强,HA对SD进入悬浮相的促进作用最明显。

复电阻率法(complex resistivity, CR)由于其对孔隙水化学性质、固-液界面和流体含量的敏感性已成为具有良好前景的污染物识别工具。本研究选取三氯乙烯(trichloroethylene, TCE)作为典型有机污染物,利用频谱激电仪对TCE污染土壤进行了复电阻率测量,讨论孔隙水盐度、水饱和度和土壤类型对污染土壤的复电阻率特征和频谱参数影响。试验结果表明:污染土样的复电阻率均随水饱和度的降低和孔隙水盐度的减小而增大;土壤黏土含量影响孔隙水连续性,当孔隙水出现不连续状态时,实部和虚部出现大幅度变化。总充电率M随着孔隙水盐度的增加而增加,随水饱和度的降低先减后增。黏土颗粒重排导致的比表面积减小使得总充电率M减小,双电层极化加强使总充电率M升高;平均弛豫时间常数随孔隙水盐度的升高而降低,二者呈对数相关,随水饱和度变化的主要原因为可极化孔隙尺寸的变化。本研究探讨了地球物理参数与水文地质参数间的关系,为SIP方法在实际有机污染场地调查与评估提供了理论依据。