地下水低渗透区重非水相液体(DNAPL)的增渗增移技术综述 被引量：1

1

作者 黄霄伊 代朝猛 +3 位作者 游学极 李思 童汪凯 李继香 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期240-247,共8页

重非水相液体(DNAPL)是一种物化性质稳定且毒性较强的有机污染物,对人类健康和生态环境存在极大威胁。由于其密度较大、穿透性强,DNAPL渗入地下后易在低渗透区积聚,形成长期污染源。低渗透区流速慢、传质难的特点使得常用地下水污染修... 重非水相液体(DNAPL)是一种物化性质稳定且毒性较强的有机污染物,对人类健康和生态环境存在极大威胁。由于其密度较大、穿透性强,DNAPL渗入地下后易在低渗透区积聚,形成长期污染源。低渗透区流速慢、传质难的特点使得常用地下水污染修复技术难以奏效,而目前针对该问题的系统性研究尚显不足,因此亟需梳理并总结通过增渗增移DNAPL实现低渗透区污染增效修复的方法,为后续研究提供一定参考价值。本文首先通过控制方程描述了增渗增移的原理;其次综述了两种分别以表面活性剂和电动为核心的增渗增移方法:表面活性剂通过胶束增溶和降低吸附实现增渗增移,电动则通过电渗和电迁移增移DNAPL;同时介绍了实际应用中耦合其他技术的案例,总结优缺点;最后对DNAPL未来的发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 重非水相液体(DNAPL) 低渗透区 增渗增移 表面活性剂 电动

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饱和介质中重非水相液体运移的数值模拟及敏感性分析 被引量：18

2

作者 施小清 吴吉春 +3 位作者 刘德朋 江思泯 孙媛媛 徐红霞 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期299-307,共9页

采用T2VOC程序对重非水相液体(DNAPLs)在饱和介质中的迁移和分布特征进行了数值模拟.以一个夹粘土透镜体的砂层介质为例,采用三相毛管压力函数Parker模型和二相毛管压力vanGenuchten函数,对比细透镜体对重非水相液体运移的影响.进而探... 采用T2VOC程序对重非水相液体(DNAPLs)在饱和介质中的迁移和分布特征进行了数值模拟.以一个夹粘土透镜体的砂层介质为例,采用三相毛管压力函数Parker模型和二相毛管压力vanGenuchten函数,对比细透镜体对重非水相液体运移的影响.进而探讨分析了三相毛管压力函数模型参数的敏感性.研究结果表明毛管压力函数的不同会影响DNAPLs的运移,Parker模型较van Genuchten模型所反映出介质对DNAPLs的阻滞和滞留作用更强.进气压力对非均质介质中DNAPLs入渗分布的饱和度将有显著的影响.对Parker模型中的nαw、n以及孔隙度和饱和渗透率的敏感性分析对比发现,敏感性程度的高低顺序依次是孔隙度>n>饱和渗透率>αnw. 展开更多

关键词 重非水相液体 T2VOC 敏感性 毛管压力 Parker模型 VAN Genuchten函数

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重非水相液体性质对非离子表面活性剂增溶作用的影响 被引量：5

3

作者 赵保卫 朱琨 陈学民 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期452-456,共5页

在油水比1:40的条件下,浓度为200—10000mg·l-1的非离子表面活性剂TritonX-100(TX100)对三氯乙烯(TCE)、氯苯(CB)、1,2-二氯苯(1,2-DCB)、1,3-二氯苯(1,3-DCB)、四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯-四氯乙烯混合物(TCE-PCE,1:1,V:V)的增溶作... 在油水比1:40的条件下,浓度为200—10000mg·l-1的非离子表面活性剂TritonX-100(TX100)对三氯乙烯(TCE)、氯苯(CB)、1,2-二氯苯(1,2-DCB)、1,3-二氯苯(1,3-DCB)、四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯-四氯乙烯混合物(TCE-PCE,1:1,V:V)的增溶作用表明,TX100在试验浓度范围内,对TCE,CB和1,2-DCB均无明显增溶作用,当TX100浓度分别大于6000,4000和800mg·l-1时,对1,3-DCB,TCE-PCE和PCE具有显著的增溶作用.TX100在TCE,CB,1,2-DCB,1,3-DCB,TCE-PCE及PCE有机相/水相间的分配系数(lgKd)分别为3·60,3·36,3·38,3·26,3·17和2·07,分配系数和分配损失的大小与油-水界面张力呈负相关. 展开更多

关键词 表面活性剂 重非水相液体 增溶 分配

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正己烷萃取去除模拟阴-非混合表面活性剂土壤淋洗液中的重非水相液体 被引量：2

4

作者 朱瑞佳 赵保卫 +1 位作者 吴咏琪 马婵媛 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期791-794,共4页

研究了利用正己烷液-液萃取去除阴-非混合表面活性剂土壤淋洗液中的重非水相液体(DNAPLs)的可行性及表面活性剂浓度、溶剂/水比例和无机盐等因素对去除率的影响.结果表明,利用正己烷作为溶剂可使氯苯(CB)从不同配比的十二烷基硫酸钠(SDS... 研究了利用正己烷液-液萃取去除阴-非混合表面活性剂土壤淋洗液中的重非水相液体(DNAPLs)的可行性及表面活性剂浓度、溶剂/水比例和无机盐等因素对去除率的影响.结果表明,利用正己烷作为溶剂可使氯苯(CB)从不同配比的十二烷基硫酸钠(SDS)和失水山梨聚氧乙烯醇醚(Tween 80)的混合表面活性剂(3∶1,1∶1,1∶3)溶液中有效的去除,去除率分别达87.2%—96.9%,94.4%—97.0%和95.9%—98.5%,表面活性剂浓度对去除效果没有显著影响;溶剂/水的比例增大,去除率增大,实验中选择油水比为1∶10;无机盐的存在可提高阴-非混合表面活性剂的增溶效果,但对去除效果没有影响. 展开更多

关键词 正己烷 萃取 阴-非混合表面活性剂 重非水相液体

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多孔介质界面对重非水相液体迁移过程影响的图像法研究 被引量：6

5

作者 刘汉乐 郝胜瑶 马建初 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期169-174,共6页

重非水相液体(dense nonaqueous phase liquid,DNAPL)污染土壤和地下水的问题已引起广泛关注,研究其在不同粒径多孔介质及其界面的运移特征形态是确定污染区域、修复治理土壤和地下水环境的前提。文章通过室内试验研究多孔介质界面对DN... 重非水相液体(dense nonaqueous phase liquid,DNAPL)污染土壤和地下水的问题已引起广泛关注,研究其在不同粒径多孔介质及其界面的运移特征形态是确定污染区域、修复治理土壤和地下水环境的前提。文章通过室内试验研究多孔介质界面对DNAPL运移与分布特性的影响。首先在二维砂槽上进行DNAPL污染物的入渗试验,试验过程中用数码相机拍照,将DNAPL扩散过程以图像的形式记录下来;然后用AutoCAD对图片进行处理,绘制出DNAPL迁移过程的锋面变化图。结果表明:DNAPL入渗过程中,迁移主要受到重力作用与毛细作用的控制,毛细作用力随着介质粒径的增大逐层减小,重力作用逐渐起主导作用使污染物入渗速度逐层增大;介质结构影响DNAPL的迁移形态,介质粒径逐层增大,DNAPL污染物的渗流面与指进扩散宽度逐层减小,扩散方式由面状变为指状;在不同粒径介质界面介质结构发生突变时,DNAPL迁移锋面线曲率也相应变大,此时DNAPL的迁移呈现“凸”型特征,另外,不同的界面横向扩散的滞留宽度不同,随着介质粒径的增大,界面的横向扩散宽度相对变短。 展开更多

关键词 重非水相液体 多孔介质界面 锋面曲线 迁移和分布

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重非水相流体在砂壤中驱替与残留试验研究

6

作者 王锐 张富仓 +1 位作者 王国栋 陈艳丽 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期207-209,219,共4页

通过对PCE在砂壤土中的入渗再分布以及水分驱替和残留的试验研究,结果表明:PCE在砂壤中的入渗与再分布深度和时间的关系可以很好地用对数函数来描述。水分驱替后被置换区域土壤内PCE的饱和度明显降低,向下迁移并累积,达到一定含量后,PC... 通过对PCE在砂壤土中的入渗再分布以及水分驱替和残留的试验研究,结果表明:PCE在砂壤中的入渗与再分布深度和时间的关系可以很好地用对数函数来描述。水分驱替后被置换区域土壤内PCE的饱和度明显降低,向下迁移并累积,达到一定含量后,PCE向下运动锋面速率增大。被水置换后,PCE在土体内将残留一小部分,残留饱和度为4%～15%,多小于10%,随着容重增大残留量将增加。残留的PCE在土体中缓慢溶解,随水分类似于溶解的溶质进行对流和扩散,向上可能到达地表,挥发进入大气;向下则可能进入地下水体,成为长期的潜在污染源。 展开更多

关键词 重非水相流体 运移 砂壤土

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渗透率空间变异性对重非水相流体运移的影响 被引量：14

7

作者 张蔚 施小清 +1 位作者 吴剑锋 吴吉春 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期677-682,共6页

文中针对多孔介质中水、气和非水相流体的多相流运移特点,建立了由包气带至饱和带的NAPLs-水-气三相流模型。用Karhunen-Loeve展开方法构建4个空间变异性不同的渗透率随机场。在此基础上,分别模拟4种情景重非水相流体(DNAPLs)的泄漏运... 文中针对多孔介质中水、气和非水相流体的多相流运移特点,建立了由包气带至饱和带的NAPLs-水-气三相流模型。用Karhunen-Loeve展开方法构建4个空间变异性不同的渗透率随机场。在此基础上,分别模拟4种情景重非水相流体(DNAPLs)的泄漏运移过程。通过分析DNAPLs饱和度的空间分布以及其空间矩随时间的变化来探讨渗透率空间变异性对DNAPLs运移的影响。结果显示,随着渗透率空间变异性的增强,DNAPLs饱和度的空间变异性增大。渗透率场中的优势通道对DNAPLs运移有着显著影响,直接决定DNAPLs的运移路径和饱和度分布。渗透率场的各向异性降低了DNAPLs在垂向上的运移速度,影响污染羽的形态。 展开更多

关键词 重非水相液体 T2VOC 多相流 非均质 渗透率 饱和度

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井间分溶示踪估计重非水相污染物残留量的影响因素数值分析 被引量：4

8

作者 郭琼泽 施小清 +2 位作者 王慧婷 徐红霞 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期165-172,共8页

对于重非水相污染场地,传统的钻孔取样方式因经费和取样个数的限制,往往无法准确估计含水层中重非水相污染物的残留量。井间分溶示踪法费用较低,且不会对污染源区造成破坏,可适用于推估重非水相污染物残留量,但目前该方法的准确性尚未... 对于重非水相污染场地,传统的钻孔取样方式因经费和取样个数的限制,往往无法准确估计含水层中重非水相污染物的残留量。井间分溶示踪法费用较低,且不会对污染源区造成破坏,可适用于推估重非水相污染物残留量,但目前该方法的准确性尚未得到验证。本文基于数值模拟方法探讨了示踪剂注入速率、示踪剂类型以及污染源区结构等多因素对井间分溶示踪估计重非水相污染物残留量准确性的影响。数值算例结果表明:井间分溶示踪实验估计重非水相污染物残留量的误差小于15%;降低示踪剂的注入速率使得分溶性示踪剂在非水相和水相流体间作用更充分,能够提高井间分溶示踪估计重非水相污染物残留量的精度,实验中示踪剂注入速率由500m^3/d降为250m^3/d后,多种情景的平均精度由91.68%提高至93%;选取低分溶系数的示踪剂有利于提高示踪剂的回收率,从而提高推估精度,实验中示踪剂由2,2-二甲基-3-戊醇改为己醇后,平均精度由87.83%提高至96.85%;复杂的重非水相液体污染源区结构易于出现示踪剂绕流等现象,导致井间分溶示踪估计重非水相污染物残留量的误差增大,实验中含水层由均质变为非均质后,平均精度由93.03%变为91.65%。重非水相污染场地调查时,建议结合数值模拟方法选择适宜的示踪剂和示踪剂注入速率,以提高污染场地的刻画精度。 展开更多

关键词 重非水相污染物 污染源区结构 井间分溶示踪 注入速率 示踪剂类型

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介质润湿性和非均质性对重非水相运移影响孔隙尺度机制研究 被引量：3

9

作者 彭锦潇 蒋建国 吴吉春 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期211-217,共7页

重非水相(DNAPLs)是地下水常见的有机污染物,理解其运移机制对于污染物修复具有重要意义。为解释实验中多孔介质润湿性对DNAPL的流动速度及残余饱和度的影响,使用多相流相场法,在构造的二维孔隙中模拟DNAPL液滴的下落过程。结果表明:模... 重非水相(DNAPLs)是地下水常见的有机污染物,理解其运移机制对于污染物修复具有重要意义。为解释实验中多孔介质润湿性对DNAPL的流动速度及残余饱和度的影响,使用多相流相场法,在构造的二维孔隙中模拟DNAPL液滴的下落过程。结果表明:模拟能准确刻画多相流界面的不稳定性,重现与实验室尺度相似的现象。文章提出的双界面模型相较于以往的微观模型能够更好的解释介质润湿性对DNAPL运移的影响。DNAPL的下落速度受前后界面共同影响,而饱和度主要由后界面决定。同时,润湿性对运移的影响大小受制于多孔介质的非均质性。 展开更多

关键词 重非水相 孔隙尺度 润湿性 迁移特征

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注入丁醇调节重非水液相密度的微空隙试验模拟 被引量：4

10

作者 周媛 杨盼瑞 +3 位作者 郭会荣 原敏 王哲 周萍 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期223-230,共8页

密度大于水的重非水液相(DNAPLs)有机污染物在重力作用下向地下介质深部迁移从而增加污染范围。前人通过一维砂柱和二维砂箱试验发现利用密度调节技术可降低DNAPLs向下迁移的风险,但目前缺乏微观尺度上密度调节影响DNAPLs迁移的定量观... 密度大于水的重非水液相(DNAPLs)有机污染物在重力作用下向地下介质深部迁移从而增加污染范围。前人通过一维砂柱和二维砂箱试验发现利用密度调节技术可降低DNAPLs向下迁移的风险,但目前缺乏微观尺度上密度调节影响DNAPLs迁移的定量观测。本研究试验模拟丁醇注入微空隙调节四氯乙烯(PCE)的密度,通过建立非水相中染色PCE浓度、密度与灰度的定量关系,监测注入丁醇后空隙介质中非水相密度的动态变化,基于空隙中代表性非水相PCE受力情况分析其运移状态,揭示空隙尺度介质性质和密度调节程度对DNAPLs迁移的影响。试验结果表明:丁醇注入后,PCE浓度和密度迅速下降,离散状PCE与丁醇有效接触面积大且起效快;当非水相密度降至略大于水相密度时,非水相受毛细力和摩擦力的影响停止向下迁移;当非水相密度小于水相密度时,非水相才在注入压力与浮力的作用下克服毛细力、重力和摩擦力向上迁移;注入压力、摩擦力、毛细力、浮力与重力影响着空隙中非水相的迁移行为,空隙半径越大,毛细力对调节PCE向上迁移的影响越小;密度比水小的丁醇注入介质后向上迁移,因此丁醇从DNAPLs下端注入可提高修复效率。试验证实了向空隙介质中注入丁醇能够显著减小DNAPLs的密度从而降低其向下迁移的风险,为实际场地DNAPLs修复方案的制定提供微观机制方面的信息。 展开更多

关键词 微空隙 正丁醇 密度调节 重非水相液体

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非均质孔隙介质中两相流的光透法应用研究 被引量：14

11

作者 乔文静 叶淑君 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期112-119,共8页

地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重... 地下水中非水相液体(Non-aqueous Phase Liquid,NAPL)的流动及其曝气修复技术是典型的两相流问题。基于实际地下水含水介质的普遍非均质性,本文应用光透法对非均质孔隙介质中两相流进行了定量试验研究,设计了两组砂箱实验,研究气体和重非水相液体(DNAPL)在非均质孔隙介质中的迁移规律,应用了水/气两相和水/NAPL两相饱和度计算模型。实验结果表明:气体主要由不规则通道向上运动,遇到低渗透性透镜体时在其下方堆积,并开始横向运动,绕过透镜体后继续向上运动,最终在砂箱顶部形成连续气体分布,注气速度越大,气体运移范围越宽;DNAPL在自身重力作用下克服毛管压力向下迁移至低渗透性透镜体,DNAPL无法克服该介质的毛管压力,停止垂向入渗,并在其表面堆积,开始横向运移,绕过透镜体后继续向下运动,最终在砂箱底部形成连续DNAPL污染池。均质介质中建立的计算流体饱和度的水/气模型及水/NAPL模型与实验结果较吻合,可用于非均质多孔介质中水/气相和水/NAPL相饱和度的计算。 展开更多

关键词 非均质孔隙介质 重非水相液体 气体 饱和度 光透法 模型应用

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DNAPLs污染含水层多相流数值模拟模型的替代模型 被引量：5

12

作者 辛欣 卢文喜 +1 位作者 罗建男 陈社明 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期855-860,共6页

针对表面活性剂强化的重非水相流体(DNAPLs)污染的含水层修复问题,在建立多相流数值模拟模型的基础上,应用拉丁超立方采样(LHS)方法,在多相流模拟模型可控输入变量的可行域内采样,有效提高了采样效率和覆盖程度。根据采集的样品数据集,... 针对表面活性剂强化的重非水相流体(DNAPLs)污染的含水层修复问题,在建立多相流数值模拟模型的基础上,应用拉丁超立方采样(LHS)方法,在多相流模拟模型可控输入变量的可行域内采样,有效提高了采样效率和覆盖程度。根据采集的样品数据集,运用多元回归分析方法建立多相流模拟模型的替代模型——双响应面模型,为DNAPLs污染含水层修复过程的优化设计的耦合技术探索新的理论和方法。经检验,替代模型计算结果的相对误差均小于10%,精度较高,说明其在功能上充分逼近模拟模型。运用替代模型实现模拟模型与优化模型的连接,可以大幅度减少优化模型计算过程中直接多次反复调用模拟模型所引起的庞大计算负荷。 展开更多

关键词 重非水相流体 多相流 数值模拟 拉丁超立方 替代模型

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典型氯代烃污染场地场界污染通量预测及不确定性分析

13

作者 姚泓宇 艾荣慧 +2 位作者 康学远 吴吉春 施小清 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期68-78,共11页

准确评估有机污染场地中重非水相液体的溶解相污染羽场界污染通量及其不确定性对于场地风险评估及决策管理至关重要。在实际场地中,由于地下水流场的复杂性,多个污染源的溶解污染羽扩散方向并不完全一致。常用的数值模型虽然模拟精度高... 准确评估有机污染场地中重非水相液体的溶解相污染羽场界污染通量及其不确定性对于场地风险评估及决策管理至关重要。在实际场地中,由于地下水流场的复杂性,多个污染源的溶解污染羽扩散方向并不完全一致。常用的数值模型虽然模拟精度高,但需要大量的场地调查资料,在实际场景中场地提供的资料难以满足这种需求,而目前常用的解析模型则未考虑地下水流场的复杂性及多个污染源同时存在的问题。针对该问题,文章基于升尺度解析模型,结合流函数及坐标转换方法,利用常州某典型氯代烃污染场地的土壤和地下水观测数据,基于极大似然估计反演方法识别污染源区,推估其各污染源区结构参数、地下水流速及低渗介质等效厚度,预测场地场界的污染通量,并基于线性化不确定性传递方法评估其不确定性。反演结果表明,相较于传统解析模型将流场视为单一流向,在考虑实际流场复杂性的情况下参数识别结果不确定性更低,模拟值与观测值拟合更好。该场地内污染状况仍较严峻,且污染范围已超过场界,需对污染羽及时控制并修复。在自然衰减条件下,模拟结果显示2023—2027年的场界总污染通量由73.66 g/d下降至66.77 g/d。校正后的模型预测结果不确定性变化较小,95%置信区间由2023年的(73.66±0.71)g/d变化为2027年的(66.77±0.87)g/d。场地污染通量预测结果为该场地的风险评估与修复提供了决策依据。 展开更多

关键词 污染场地 重非水相液体 污染通量 极大似然估计 不确定性分析 流线方程

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基于电阻率法的砂土介质中DNAPL修复过程监测

14

作者 汤紫荆 刘汉乐 +2 位作者 王奥博 王祖伟 韦江涛 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第2期243-250,共8页

为探究电阻率法动态监测砂土介质中重非水相液体(DNAPL)修复过程的可行性,以及表面活性剂浓度和注入速率对DNAPL修复效果的影响,选择三氯乙烯(TCE)作为典型DNAPL污染物,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,利用电法仪开展一维砂柱中阴... 为探究电阻率法动态监测砂土介质中重非水相液体(DNAPL)修复过程的可行性,以及表面活性剂浓度和注入速率对DNAPL修复效果的影响,选择三氯乙烯(TCE)作为典型DNAPL污染物,十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,利用电法仪开展一维砂柱中阴离子表面活性剂冲洗三氯乙烯的修复实验。根据视电阻率值计算出TCE饱和度变化和累计修复效率,并与实际排出体积进行对比。通过电阻率数据分析了不同表面活性剂浓度和冲洗速率对砂土介质的电阻率和TCE修复效果的影响,结果表明:增大表面活性剂浓度或提高表面活性剂的注入速率时,砂柱内视电阻率及TCE饱和度值会随着冲洗时间的延长而降低;将TCE实际排出体积与估算体积对比发现,不同流速时相对误差在-24.509%~7.337%,不同含量时相对误差在-27.146%~0.785%;表面活性剂含量为1.0%,注入速率为1 mL/min时修复效果最好,此时累计修复效率达到89.48%,说明利用电阻率法监测DNAPL修复过程是可行的,为地下水有机污染场地修复过程监测提供了一种新的技术手段。 展开更多

关键词 砂土介质 重非水相液体 电阻率法 TCE饱和度 地下水修复

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三维砂槽中DNAPL入渗过程电阻率成像及数值模拟

15

作者 蒋俊杰 曹文翰 刘汉乐 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2513-2519,共7页

在三维砂箱中进行了饱和多孔介质中重非水相液体(DNAPL)的污染实验,并利用电阻率成像法(ERT)进行了同步的动态监测,获得DNAPL污染物空间分布的电阻率变化值图像,再根据砂箱实验建立数值模拟模型,与ERT测得的电阻率结果进行对比验证.结... 在三维砂箱中进行了饱和多孔介质中重非水相液体(DNAPL)的污染实验,并利用电阻率成像法(ERT)进行了同步的动态监测,获得DNAPL污染物空间分布的电阻率变化值图像,再根据砂箱实验建立数值模拟模型,与ERT测得的电阻率结果进行对比验证.结果表明:在不同空间上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值为2.00%~27.50%.在不同时间点上由数值模拟得到DNAPL污染物分布区域与ERT监测圈定的DNAPL污染物分布区域范围直径相对误差的绝对值为2.7%~40.58%.结果说明了Petrasim程序预测三维饱和砂土中DNAPL污染分布范围的可行性. 展开更多

关键词 重非水相液体 电阻率成像 饱和砂土 数值模拟

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单井注抽示踪试验推估含水层中DNAPL残留量的数值分析 被引量：5

16

作者 顾瑞婷 施小清 +3 位作者 郭琼泽 宋美钰 徐红霞 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期204-212,共9页

目前,刻画场地重非水相液体(dense non-aqueous phase liquid,DNAPL)污染常用的钻孔取样和井间分溶示踪试验方法成本高昂。相比而言,单井注抽试验节省经费,且对污染源区的扰动少,但该试验方法推估DNAPL残留量的准确性尚未得到定量验证... 目前,刻画场地重非水相液体(dense non-aqueous phase liquid,DNAPL)污染常用的钻孔取样和井间分溶示踪试验方法成本高昂。相比而言,单井注抽试验节省经费,且对污染源区的扰动少,但该试验方法推估DNAPL残留量的准确性尚未得到定量验证。针对该问题,基于数值方法分析了示踪剂类型、注抽速率、污染源区结构等因素对单井注抽试验推估DNAPL残留量精度的影响。结果表明:(1)选用分溶系数比2,2-二甲基-3-戊醇(2,2-dimethyl-3-pentanol,DMP)低的己醇进行示踪,示踪剂回收更加充分,推估污染物残留量的平均精度增幅可达35.11%;(2)当注入速率从100 m^(3)/d提高至130 m^(3)/d、抽出速率从120 m^(3)/d提高至150 m^(3)/d,示踪剂接触的污染源区面积更大,均质源区对应的污染物残留量平均精度从42.45%提高到60.26%,非均质源区对应的平均精度从27.69%提高至48.72%;(3)污染源区结构复杂程度的增加会阻碍示踪剂的运移,非均质源区对应的平均精度比均质源区降低了13.15%;(4)单井注抽示踪试验更适用于离散状为主的污染源区,其平均精度比池状为主的源区增加了15.74%。单井注抽试验结合数值分析可有效推估残留非水相液体的分布,建议在DNAPL污染场地精细调查中使用,可为场地风险评估和修复方案的制定提供参考。 展开更多

关键词 重非水相液体 单井注抽示踪试验 穿透曲线 UTCHEM 污染源区

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复杂DNAPL污染源区溶解相污染通量的升尺度计算 被引量：8

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作者 宋美钰 施小清 +2 位作者 马春龙 康学远 杜方舟 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期2095-2104,共10页

重非水相液体(DNAPL)污染场地中NAPL相污染物会持续溶解于地下水中,释放出溶解相污染羽,对人体健康产生威胁.准确评估DNAPL污染场地源区下游的溶解相污染通量至关重要.由于介质的非均质性常形成复杂DNAPL污染源区,其溶解相污染通量往往... 重非水相液体(DNAPL)污染场地中NAPL相污染物会持续溶解于地下水中,释放出溶解相污染羽,对人体健康产生威胁.准确评估DNAPL污染场地源区下游的溶解相污染通量至关重要.由于介质的非均质性常形成复杂DNAPL污染源区,其溶解相污染通量往往呈现出阶段性变化.目前溶解相污染通量计算普遍采用Christ等提出的双域升尺度模型,但该模型仅适用于弱非均质性的污染源区.本文基于大量强非均质性条件下的污染源区数值算例,修正了Christ双域模型中污染源区衰减指数的经验公式,将该模型的适用范围推广至强非均质性的复杂污染源区.通过蒙特卡罗数值算例及两个二维砂箱试验数据验证了修正模型的适用性和精度.对比结果表明:修正模型可广泛适用于不同结构的复杂DNAPL污染源区,与以往的计算方法相比,修正模型计算的溶解相污染通量精度提高了约35%. 展开更多

关键词 重非水相液体 溶解相污染通量 离散状和池状结构的质量比 污染源区衰减 升尺度模型

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非均质性对DNAPL污染源区结构特征影响的实验研究 被引量：18

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作者 郑菲 高燕维 +3 位作者 徐红霞 孙媛媛 施小清 吴吉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期140-148,共9页

重非水相液体(DNPALs)在地下环境中的运移分布与残余捕获受多种因素控制。选择四氯乙烯(PCE)作为DNAPLs特征污染物,通过二维砂箱实验探究介质非均质性对PCE运移及污染源区结构特征的影响。采用透射光法监测PCE在砂箱内的运移过程,定量测... 重非水相液体(DNPALs)在地下环境中的运移分布与残余捕获受多种因素控制。选择四氯乙烯(PCE)作为DNAPLs特征污染物,通过二维砂箱实验探究介质非均质性对PCE运移及污染源区结构特征的影响。采用透射光法监测PCE在砂箱内的运移过程,定量测量PCE的饱和度。采用空间矩分析PCE污染体的平均运移行为随时间的变化,并采用离散状与池状PCE体积比(GTP)定量表征污染源区结构特征。结果表明,由于无法克服毛细压力,PCE在细砂透镜体上方聚积并侧向扩散,水平扩散范围显著增大。随机非均质介质中,PCE绕开细砂透镜体,沿着粗砂透镜体构成的优势通道运移,运移路径的不规则性及饱和度分布的空间变异性增强。PCE的捕获主要为毛细屏障和拉断效应两种形式。运移路径延长,路径上残留的离散状PCE增多,低饱和度的比例与GTP增大。非均质性显著影响PCE的运移路径、捕获及空间分布。 展开更多

关键词 重非水相 非均质性 PCE饱和度 空间矩 污染源区结构 GTP

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地下水中Tween80对DNAPL运移和分布的影响 被引量：7

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作者 程洲 徐红霞 +1 位作者 吴吉春 吴鸣 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1068-1077,共10页

选用地下环境中普遍存在的四氯乙烯(PCE)为典型DNAPLs污染物,建立二维砂箱模型,研究一种人为引入表面活性剂Tween 80对粗砂介质中DNAPLs迁移和分布的影响.测定了含不同浓度Tween 80水溶液/石英砂/PCE三相体系下的液/液界面张力及PCE在... 选用地下环境中普遍存在的四氯乙烯(PCE)为典型DNAPLs污染物,建立二维砂箱模型,研究一种人为引入表面活性剂Tween 80对粗砂介质中DNAPLs迁移和分布的影响.测定了含不同浓度Tween 80水溶液/石英砂/PCE三相体系下的液/液界面张力及PCE在石英介质表面的接触角,结果表明PCE在石英砂表面的接触角随着Tween 80浓度的增大而增大,PCE/水的界面张力随着Tween 80浓度的增大而减小,Tween 80浓度在CMC值附近时变化急剧.随后的二维砂箱实验定量描述地下水中表面活性剂Tween 80对PCE的迁移和最终形态的影响.由于Tween 80可以使石英砂介质由水相润湿转变为中间润湿或油相润湿态,相应地在20～30目的粗砂均质介质中Tween 80对DNAPLs迁移存在明显影响.背景溶液中表面活性剂的存在使得DNAPL的垂直运移速度减小,垂向迁移距离减小,最终使得被截留在运移路径上的残留PCE增加.和纯水流情况下相比,地下水中含有表面活性物剂Tween 80时,使得DNPAL污染羽向水流方向偏移减弱,污染羽展布面积与纯水情形下相比,在垂向上均明显减小,并且以较大饱和度残留的DNAPL量增加. 展开更多

关键词 重非水相液体污染物(DNAPLs) 粗砂介质 吐温80 迁移 分布

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饱和砂土中DNAPL污染物迁移过程及数值模拟 被引量：7

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作者 肖鹏 刘汉乐 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期386-395,共10页

基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂... 基于物理砂箱实验所获参数,运用数值模拟Petrasim程序模拟DNAPL在饱和多孔介质中的迁移过程,探究DNAPL在重力和毛细力共同作用下的迁移行为与迁移路径中污染物的分布特征.研究表明:⑴DNAPL污染物入渗前期主要受重力影响呈“液滴”状垂向扩散,在垂向扩散至底部不透水层后,DNAPL在毛细力驱动下开始横向再分布扩散,最后在底部形成长期的“池状”污染源区;⑵通过对比验证数值模拟结果和实验结果,其垂向扩散相对误差范围为-2.96%~5.95%.横向扩散的相对误差范围为0.04%~23.41%.平面污染面积相对误差范围为0.03%~19.39%.表征横向扩散、垂向扩散与污染面积模拟值与实验值差异性的拟合决定系数R2分别为0.8827、0.9919、0.9832,模拟结果与实验值接近,模拟效果良好.结果说明了数值模拟Petrasim程序预测饱和多孔介质中DNAPL迁移行为和污染分布范围的可靠性与准确性.在野外环境中DNAPL泄露污染的污染范围评估与迁移行为预测方面具有广阔的应用前景. 展开更多

关键词 重非水相液体 污染物分布 数值模拟 饱和砂土

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