摘要：地下水循环井是修复地下水污染的常用技术,其修复效果主要取决于地下水流场的特点。目前,针对地下水循环井作用下地下水流向、流速、水力影响半径的刻画尚不明确,限制了其工艺的设计和运行。结合空间水头实时监测、可视化染色试验、软件数值模拟等手段,全面分析了抽水-注水驱动的水动力循环井地下水流场特点。结果表明:水动力循环井的水力影响半径均为抽注管段间距3倍以上且随抽注流量的增加而增大;在保证最大抽注流量不变的条件下,水动力循环井注入流量大于抽出流量时的水力影响半径显著大于注入流量小于抽出流量时的水力影响半径;当抽注流量相等时,水动力循环井的水力影响区域形状呈椭圆形,当抽注流量不等时呈心形,且在抽出流量大于和小于注入流量时分别呈正心形和倒心形;以水动力循环井水平中线为轴,当抽注流量相等时,上下区域内水平流速与垂直流速的比值基本相同,当注入流量大于和小于抽出流量时,上部区域水平流速与垂直流速的比值分别大于和小于下部区域。该研究结果可为水动力循环井技术的应用提供理论指导,为水动力循环井抽注流量选择、井位及修复范围的确定提供理论依据。

摘要：为进一步提高污染场地控制与修复实验课的教学效果,从实验装置、实验条件对重金属在含水层的迁移实验进行了方案设计。实验采用自主设计的二维有机玻璃模拟槽作为实验装置,以硝酸镉为目标污染物,利用原子吸收分光光度计进行定量测定。优化后的实验结果显示:(1)Cd^(2+)在地下水中的迁移锋面随着污染泄露时间延长在垂向和纵向上不断推进;(2)切断污染源后,7号取样口Cd^(2+)浓度逐渐下降,11号取样口Cd^(2+)浓度短暂上升后,逐渐下降;(3)地下水流速较快,Cd^(2+)在纵向的迁移速度大于垂向,对流作用明显;流速较慢时,Cd^(2+)在纵向的迁移速度小于垂向的迁移速度,弥散作用显著。

摘要：实验在二维模拟槽中进行,以曝气前后地下水水位高度变化表征地下水循环强度,分析了地下水初始水位,曝气量和地下水初始流速对循环井运行的影响,并以得到的最佳运行参数进行硝基苯污染地下水修复效果模拟.结果表明,地下水初始水位45 cm,曝气量0.7 m3·h-1,地下水初始流速低于1.0 m·d-1时,循环井可以达到良好运行状态.硝基苯在地下水中的纵向迁移距离明显大于横向,泄漏第50 d时,平均浓度达到246.97 mg·L-1.循环井修复过程中,逐渐形成一个以循环井为中心的有机物高效修复区域.该区域内有机物被优先去除,浓度持续下降.高效修复区域外,存在过渡区域,该区域内有机物的浓度受有机物吸附/解吸和迁移性共同作用影响.整个修复过程中,硝基苯的浓度经历了快速下降-缓慢下降-浓度拖尾3个阶段,累计曝气14 h后,硝基苯的平均浓度下降至71.19 mg·L-1,残留的硝基苯分布在远离循环井的区域.由此可见,地下水循环井技术能够较好地修复硝基苯污染的地下水,修复过程存在最佳运行条件及最适修复时间.

摘要：批次试验和模拟柱试验探讨了NZVI在3种载体（水、十二烷基硫酸钠（SDS）溶液和SDS泡沫）中的稳定性以及在3种载体携带作用下NZVI在多孔介质（0.25～0.5mm,0.5～0.9mm,0.9～1.4mm）中的迁移特性.由实验可知,对于NZVI悬浊液,在0.9～1.4mm,0.5～0.9mm和0.25～0.5mm介质中,NZVI从模拟柱中的溢出率分别为20.9％,17.4％和6.5％,NZVI在介质中分布的均匀性关系为0.9～1.4mm＞0.5～0.9mm＞0.25～0.5 mm;对于SDS-NZVI悬浊液,NZVI在0.9～1.4mm和0.5～0.9mm介质中的迁移性较0.25～0.5mm介质远远增强,NZVI在介质中分布均匀性关系为0.5～0.9mm＞0.9～1.4mm＞0.25～0.5mm;对于NZVI负载泡沫,NZVI在0.5～0.9mm与0.25～0.5mm介质中的迁移性较NZVI悬浊液和SDS-NZVI悬浊液增强,NZVI在0.5～0.9mm介质中分布均匀性较好,0.25～0.5mm其次,0.9～1.4mm均匀性最差.研究结果表明,SDS溶液和SDS泡沫与水相比较均有效促进了NZVI在3种介质中的运移,然而对于0.9～1.4mm介质,SDS溶液对NZVI迁移的促进作用较SDS泡沫更明显,对于0.25～0.5mm介质,SDS泡沫对NZVI迁移的促进作用较SDS溶液更大.

摘要：按照实验设计,在一维有机玻璃模拟柱中填装一定高度固定粒径的石英砂,利用蠕动泵从柱体底部的进样口泵入一定浓度的甲苯溶液,静置一段时间后,在土柱底部利用空气泵曝气,在不同曝气时间下于柱体侧面的取样口取水样,分析甲苯的浓度变化。实验分组进行,主要考察了曝气、介质粒径和曝气方式对甲苯修复效果的影响。实验结果表明,对于0.25~0.5 mm的中砂介质,最佳曝气量为500 m L/min,曝气初期,距离曝气点最远的上部取样口处甲苯的相对浓度有短暂上升趋势,但随着曝气时间延长,所有取样口甲苯浓度均逐渐下降;相同曝气量条件下,介质粒径越大,修复效果越好;对于0.1~0.25 mm的细砂介质来说,间歇曝气方式优于连续曝气。以上实验结果表明,原位空气扰动修复技术能有效去除地下水中挥发性的甲苯,同时修复效果受曝气量、介质粒径和曝气方式影响。

摘要：为进一步完善污染场地控制与修复课程实验教学效果,自行设计了原位淋洗实验操作平台,以有机玻璃柱为模拟装置,以蠕动泵为流速控制单元,研究了不同实验条件下Cu^(2+)的淋洗去除效果,结果表明:淋洗剂种类是影响淋洗效果的重要因素,柠檬酸和EDTA2Na的淋洗效果都比较好,EDTA2Na的淋洗效果最好;淋洗流速在一定范围内上升,可以提高淋洗修复效果,但存在一个最适淋洗流速,超过该流速时,淋洗效果反而受制约;粗砂中Cu^(2+)的淋洗效果要优于细砂,说明介质粒径较大时利于Cu^(2+)的淋洗去除。

摘要：通过设计一系列模拟柱实验探讨了泡沫在非饱和多孔介质中的运移特征以及泡沫质量、泡沫注入速率、介质渗透率对泡沫注入压力的影响.研究表明：泡沫气体锋面、泡沫液体锋面与泡沫锋面在多孔介质中是分离迁移的,且迁移速度大小关系为泡沫气体锋面〉泡沫液体锋面〉泡沫锋面;泡沫锋面相对于泡沫气体锋面的延迟系数为2.0.在泡沫运移过程中,模拟柱中压力的产生主要发生并均匀分布在泡沫覆盖区域中,固定点处压力随时间呈直线增加趋势;泡沫在1∽1.2mm介质中的有效粘度为85.49m Pa·s,是水在介质中运移有效粘度的84.64倍（水的有效粘度为1.01m Pa·s）.由此可知,泡沫注入模拟柱时需要较大的压力,主要是由于泡沫的有效粘性较大引起的.介质渗透率对泡沫注入压力的影响主要取决于泡沫注入速率;当单位面积泡沫注入速率相同时,泡沫注入压力随介质渗透率增大而降低.当泡沫质量为91.4%时,当泡沫注入速率由2.1m L/min升高至3.2m L/min与4.4m L/min时,压力梯度由26.95psi/m升高至30.74与46.40psi/m,而当泡沫注入速率为3.2m L/min时,当泡沫质量由93.5%降低至91.4%与88.2%时,压力梯度由30.16psi/m升高至30.74与34.57psi/m,由此可知,泡沫质量与泡沫注入速率均对泡沫注入速率产生影响,然而泡沫注入速率的影响大于泡沫质量对注入压力的影响.

摘要：通过批量模拟试验考察了纳米零价铁(NZⅥ)在水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液与SDS泡沫3种流体中的沉降性能,以及3种流体输送作用下NZⅥ在多孔介质中的迁移分布特性.结果表明:NZⅥ在SDS溶液中的稳定性远大于其在水中的稳定性;搅拌速度为3000r/min时,NZⅥ在泡沫中的分布较均匀且泡沫对NZⅥ携带量较大;NZⅥ对泡沫稳定性影响不大.水、SDS溶液、SDS泡沫分别作为输送流体时,NZⅥ迁移的最大距离分别为0.8m,7.9m和2.1m,SDS溶液和泡沫均显著促进了其在多孔介质中的运移.当NZⅥ由SDS溶液和泡沫输送时,其在介质中的分布范围(33.5%和42.5%)大于水(12.8%);由于重力作用,SDS溶液携带NZⅥ的迁移主要集中在垂向上,水平迁移能力有限;而泡沫受重力影响较小,其携带的NZⅥ在水平和垂直方向上的分布更为均匀.可见泡沫作为NZⅥ的输送流体具有明显优势.

摘要：地下环境中普遍存在的金属离子和小分子有机酸可以共同还原降解对环境和人体有害的Cr(Ⅵ)。通过探讨不同影响因素(体系组分、初始pH值、有机酸浓度、金属离子浓度)下,Cr(Ⅵ)的还原转化效果及其规律,确定了最佳反应组合,并探讨了Mn^(2+)对草酸还原Cr(Ⅵ)的强化效果及机理。结果表明:通过对比5种常见的小分子有机酸和5种常见的金属阳离子,确定了Mn^(2+)/草酸对Cr(Ⅵ)的还原效果最为显著;Mn^(2+)和草酸同时存在的反应体系中,Cr(Ⅵ)的还原反应分为缓慢诱导期和自动加速期,两个阶段均符合拟一级动力学;随着反应体系初始pH值的增大,Cr(Ⅵ)的还原反应速率逐渐减小;草酸和Mn^(2+)浓度分别上升时,明显加速了Cr(Ⅵ)的还原;在Mn^(2+)/草酸反应体系中引入乙二胺四乙酸(EDTA)对Mn^(2+)强化草酸还原Cr(Ⅵ)有较强的抑制作用;通过3次Cr(Ⅵ)循环还原试验,证实了Cr(Ⅵ)还原过程中Mn^(2+)/草酸/Cr(Ⅵ)和Mn^(3+)/草酸/Cr(Ⅵ)两种中间体络合物的重要作用,并且测定了Cr(Ⅵ)还原的最终产物为Cr(Ⅲ)。该研究结果对揭示地下环境中铬的形态变化及其迁移转化规律具有重要的环境意义。

摘要：以活性炭作为可渗透反应屏障的填充材料、铵根离子作为目标污染物,研究了不同活性炭粒径、活性炭填装高度和污染物的流速对PRB运行效果的影响。该实验项目在教学过程中更加注重实验的顶层设计、实验过程的优化及整个过程的质量控制,力求锻炼学生的实践能力,提高其专业素质。