摘要：针对传统的地下水循环井技术(GCW)无法对厚度大于34.5 m的含水层进行高效修复的问题,利用MODFLOW和MODPATH对巨厚含水层中循环井的运行效果进行模拟,以水力循环影响半径和粒子回收率为表征指标,刻画循环井在80 m巨厚含水层中的水力环流特征,以得到适用于巨厚含水层的循环井井结构。结果表明:在80 m的巨厚含水层中,双筛结构循环井运行期限为1年,抽注水流量为400 m^(3)·d^(-1)时,循环井的实段长度≤26 m,才能产生循环带。即使将循环井的结构优化为井长为34 m、上下筛段长度为4 m、实段长度为26 m,循环井运行1年所能达到的循环带垂向上的最大影响高度仅为27.5 m,无法实现对于80 m厚含水层的修复。多滤层循环井可以显著增大巨厚含水层的修复范围,减小循环死区占比,改进修复效果。运行1年时,三筛段多滤层循环井垂向影响高度达到56.52 m;四筛段多滤层循环井垂向影响高度达到70.52 m,粒子回收率为58%,最大影响半径为44.95 m。四筛段多滤层循环井能够满足对于80 m巨厚含水层修复的要求。该研究结果可为巨厚含水层中循环井的井结构设计提供理论参考。

摘要：针对水动力控制参数与循环井水力环流特征相关关系尚不明确的问题,提出4项定量化表征指标,精细刻画了不同水动力控制参数驱动下循环井水力环流变化特征和溶质运移变化规律。通过室内模拟实验监测水位变化和可视化示踪技术研究了抽注水流量和抽注水方式与水力循环效果、影响半径、水力环流捕集能力和溶质循环速率等循环井运行效果间的相关关系。结果表明:上注下抽模式有利于扩大模拟槽顶部影响范围,提高循环井影响半径,但水力环流捕集能力有所降低。抽注水流量与水力循环效果呈线性增加,当抽注水流量由3 L·h^(-1)增大至12 L·h^(-1),水力循环效果可提高4.4倍;同一时刻抽注水流量越大,循环井影响半径越大,影响范围越大;同一位置处随抽注水流量提高溶质循环速率增加,当抽注水流量由6 L·h^(-1)提高至9 L·h^(-1)时,内圈溶质循环速率可提高1.4倍,外圈溶质循环速率可提高1.1倍,对远离循环井位置处的溶质循环速率增幅不大。实验中获得的在不同抽注水流量下,影响半径与溶质循环速率,及运行时间之间的关系曲线,可用于根据循环井修复项目中修复工期和影响半径等限制,指导水动力控制参数的优化设计。

摘要：在修复氯代烃污染含水层时,乳化纳米铁(EZVI)具有反应活性高、迁移性强、无二次污染的优良性能.为了明确EZVI对含水层四氯乙烯(PCE)的降解途径,探究降解过程对含水层介质矿物成分的影响及修复过程中关键微生物种类和功能,阐明EZVI修复PCE污染含水层过程中EZVI-PCE-含水层介质-微生物群落反应体系的作用机理.设计EZVI、乳化油(EVO)、EZVI(灭活) 3组对照实验,考察不同反应体系中污染物及介质矿物离子浓度变化情况,对含水层介质进行XRD表征与微生物16S rRNA基因测序.结果表明,EZVI对PCE的降解途径主要为化学还原与生物还原,前者作为主要还原途径降解了77.4%的PCE;降解过程对含水层介质成分的影响包括两个方面,一是钾长石(Kfs)与钠长石(Ab)在酸性条件下的溶蚀反应,二是菱铁矿(Sid)的生成反应;修复过程对微生物群落具有驯化作用,反应结束后微生物群落中的优势菌属为Sporacetigenium、Syntrophomonas、Dechlorosoma,其功能分别为厌氧发酵产酸、产甲烷、生物脱氯.

摘要：地下水是重要的水资源,与大气和地表水相比,地下水污染具有隐蔽性、滞后性和不可逆转性等特点.在地下水污染发生后,经过污染源识别,可以快速掌握污染源的信息(数量、位置、释放历史),这对于地下水污染源头防控、污染修复方案的合理设计、污染责任的准确认定等具有重要作用.本文主要综述了地下水污染源识别方法中基于过程模拟的数理方程反演法,并基于CiteSpace和VOSviewer文献计量软件对相关文献进行分析,获得本领域的研究现状与热点.最后提出了基于过程模拟的数理方程反演法研究中未来的发展趋势.

摘要：提出一种电动力耦合循环井修复技术,以铬酸盐为典型目标污染物,研究该技术对低渗透含水层中地下水污染的修复效果及去除规律.结果表明:电动力耦合循环井技术相比循环井技术,修复半径扩大为原来的1.25倍,修复盲区面积占比从35.56%降为0,污染物的去除率从76.01%提高到了90.56%,相较于电动力修复技术电动力能耗降低了3个数量级,污染物去除率更高,可提升2~3倍.该技术耦合电动力方法实现了低渗透含水层中带电离子组分的强化定向迁移,解决了循环井在低渗透含水层中传质效率低、修复范围小、存在水力循环盲区等问题,修复效果显著提升.

摘要：针对有机污染物和无机金属离子复合地下水污染源的阻截问题,本文提出了一种以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂的地质聚合物阻截墙材料设计方法,并研究了改性剂掺加量对地质聚合物渗透系数、兼容性能、吸附能力及抗压强度的影响。结果表明:改性地质聚合物在保持良好渗透系数、兼容性能及抗压强度的前提下,对苯酚-六价铬复合地下水污染源表现出较高的吸附能力,可作为一种经济有效的阻截墙材料;当水玻璃掺量为8%(质量分数)、水玻璃模数为1.0、水灰比为0.30、CTAB掺加量为2.0%(质量分数)时,样品渗透系数为4.61×10^(-8)cm/s,抗压强度为6.25 MPa,对苯酚和Cr(VI)的去除率可分别达57.51%和28.18%。此外,随CTAB掺加量增大,改性地质聚合物渗透系数、吸附能力呈上升趋势,抗压强度则呈下降趋势,试块表观均未出现劣化现象。

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。