收藏本站
《华北电力大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于模拟的地下水石油污染风险评估与修复过程优化技术研究

阳艾利  
【摘要】:近年来由于石油工业导致的一系列不利的影响和健康风险,使得石油污染地下水管理研究备受关注。因此,本论文致力于地下水污染风险评估、修复优化和多指标决策分析研究,以期为污染场地管理实践提供有效的决策支持和建议。本文主要研究内容归纳为如下几点: (1)污染场地风险评价可以有效地分析污染物对当地居民健康造成的不利影响,并能为场地修复实践提供有效的决策支持。因此,本文开发了一个综合的模拟风险评价方法用来评价某石油污染场地的地下水污染健康风险。该方法分析了不同修复技术(自然降解和抽-注修复)实施不同修复周期(1,10,20,30和60年后)的修复效果。通过模拟模型获取的不同修复条件作用下的苯浓度作为生命过量致癌风险模型(ELCR)的输入,用ELCR模型计算污染所导致的健康风险值。研究结果表明,该模型能够有效地评估作为饮用水源的地下水对人体健康风险的影响,并且可以有效识别各种修复方案作用下风险水平的变化情况。 (2)在地下水污染风险评价过程中往往存在固有的不确定性,如果忽略这些不确定性将会带来不正确的评价结果,从而给场地管理者提供错误的信息甚至会影响修复决策的正确制定。因此,本文提出了一个综合模拟-评价方法(ISAA)用来分析多种不确定条件下,地下水受石油污染所导致的健康风险。该方法考虑了预测模型(污染物传输模拟模型和风险指数模型)中参数的多种不确定性,将模糊模拟技术与拉丁超立方抽样模拟技术结合起来构建了模糊拉丁超立方抽样模拟技术(FLHS)。该方法利用基于模糊规则的风险评价方法(FRRA)来表征综合风险水平,通过模糊规则的推导操作来解决FLHS模拟和健康风险量化过程的主观不确定性。本研究将所开发的方法用于一个苯污染场地的健康风险评价,结果表明该方法能有效处理健康风险评价过程中的复杂的不确定性影响及交互作用,并能为识别经济-高效的场地管理方案提供决策支持。 (3)由于地下水修复系统中很多修复控制变量如井位布置、抽水速率、注氧速率和营养液注入速率等对修复效果有很大的影响。如果在污染物修复过程中,不能有效地识别过程控制变量将会导致大量的财力物力浪费。因此,本文开发了一个基于模糊模拟的优化方法(FSOA)用来获得不确定条件下苯污染地下水修复系统的最优修复设计。FSOA方法综合了修复过程预测(生物修复和抽-注修复)、模糊模拟和基于模糊-期望的优化技术。该方法具有以下优点:(a)考虑了综合修复方案,(b)考虑了模拟和优化过程中的不确定性,(c)通过回归模型建立了不同修复方案与修复效果的响应关系。研究结果表明通过该方法可以获得最优的修复方案使得苯污染浓度满足环境标准同时保证系统运行费用最小。 (4)由于修复管理过程的复杂性,决策者从大量修复方案中选择最优修复方案时经常会受各种因素的影响,诸如环境影响、社会的认可和系统费用等问题。因此,本文开发了基于模拟的模糊多指标决策分析方法(SFMCDA)用来实现石油污染场地修复方案优选。SFMCDA整合了修复过程模拟(使用BIOPLUME Ⅲ模型)和模糊排名(基于模糊TOPSIS方法),可以权衡费用-风险和不确定性因素的影响,比较分析各种修复方案运行效果。将该方法应用于一个遭受苯泄漏污染的场地修复管理中,其中考虑了六种修复方案,包括自然降解(NA)、抽注修复(PAT)和生物强化修复(ENA)以及它们的组合。该研究还考虑了包括费用和风险方面相关的六种模糊指标,运用模糊TOPSIS方法来比较不同修复方案的效益。研究结果表明,该方法可以有效分析污染物传输模拟过程中的模糊输入、相应的费用以及利益相关者的偏好,并能够为决策者提供不同修复方案的优化排序。 (5)基于各种理论研究成果,研究者还开展了辽河油田石油污染场地管理实例研究。研究中将两相真空抽吸(DPVE)和生物强化修复技术用于场地的污染修复。为进一步分析修复效果,开展了基于多相、多标准的环境风险评价,得出重点防治区域,为后续深入的污染治理提供决策支持。同时,开发了一个基于模拟的模糊多目标优化模型(SFMOP)用来优化抽吸治理和生物强化修复运行条件。SFMOP整合了修复过程模拟和模糊多目标优化方法。为了求解SFMOP模型,使用逐步聚类回归分析(SCA)方法创建一系列的近似模拟模型用来识别系统运行条件(如抽水速率)和苯浓度的响应关系。为了解决在选择目标权重时的主观性问题,采用模糊多目标优化方法将多目标模型转化为单目标函数。通过SFMOP模型求解可以获得三天修复的最优修复条件:0.008,0,0.0024和0.0056m3/s(相应的费用为42,726.5元),七天修复的最优修复条件:0.0044,0,0.0012和0.0032m3/s(相应的费用为54,832.4元)。这个结果表明如果想在短期内控制污染,需要花费较多的人力物力。
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X523

知网文化
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任祥源;曹颖;;中原油田土地污染现状及治理对策[J];现代农业科技;2010年13期
2 齐晓君;付建飞;王恩德;;抚顺市健康风险评价[J];安全与环境学报;2008年04期
3 吴丹;李法云;谯兴国;张营;李霞;马溪平;;微波和催化剂联合作用对污染土壤中石油烃去除的影响[J];安全与环境学报;2009年01期
4 徐福留,周家贵,李本纲,曹军,陶澍;城市环境质量多级模糊综合评价[J];城市环境与城市生态;2001年02期
5 李政红;张胜;毕二平;于娟;王文中;马丽莎;马琳娜;何泽;张翼龙;;某储油库地下水有机污染健康风险评价[J];地球学报;2010年02期
6 朱学愚,刘建立;山东淄博市大武水源地裂隙岩溶水中污染物运移的数值研究[J];地学前缘;2001年01期
7 武强;王志强;杨淑君;韩超;张文宇;罗立红;;地下水曝气工程技术研究——以德州胜利油田地下水石油污染治理为例[J];地学前缘;2007年06期
8 王玉梅,党俊芳;油气田地区的地下水污染分析[J];地质灾害与环境保护;2000年03期
9 郭华明,王焰新;地下水有机污染治理技术现状及发展前景[J];地质科技情报;1999年02期
10 郑西来,刘孝义,杨喜成;地下水中石油污染物运移的耦合模型及其应用研究[J];工程勘察;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨树青;基于Visual-MODFLOW和SWAP耦合模型干旱区微咸水灌溉的水—土环境效应预测研究[D];内蒙古农业大学;2005年
2 张文;应用表面活性剂强化石油污染土壤及地下水的生物修复[D];华北电力大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 王博;加油站石油污染修复技术研究[D];清华大学;2010年
2 陈炼钢;土壤地下水污染治理健康风险分析系统研究[D];清华大学;2005年
3 周迅;苏南地区加油站地下储油罐渗漏污染研究[D];中国地质科学院;2007年
4 董志贵;地下水污染风险评价方法研究及软件设计开发[D];东北农业大学;2008年
5 刘燕;地下水曝气法的模型试验研究[D];清华大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高苏蒂;李如忠;;河流水质预测的模糊线性回归模型研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年02期
2 高苏蒂;祝荣;景连茴;;基于盲数理论计算一般河流水环境容量可能值[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年06期
3 丁爱芳;;生物技术在污染土壤修复中的应用[J];安徽农学通报;2008年23期
4 郑爱珍;宋唯一;;土壤重金属污染的治理方法研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年05期
5 杨苏才;南忠仁;曾静静;;土壤重金属污染现状与治理途径研究进展[J];安徽农业科学;2006年03期
6 汪水兵;贾永刚;罗先香;方丰华;;PRBs与P&T技术处理地下水污染的比较研究[J];安徽农业科学;2006年13期
7 韦万丽;张笑一;彭润芝;;污水土地处理污染土壤生物修复技术研究[J];安徽农业科学;2006年19期
8 苏增建;李敏;王颖;;土壤石油污染的生物修复原理及研究进展[J];安徽农业科学;2007年06期
9 曹长军;黄云;;层次分析法在县域生态环境质量评价中的应用[J];安徽农业科学;2007年11期
10 乔德波;牛明芬;徐丽;赵明梅;袁雅姝;张玉龙;;生物表面活性剂在石油污染土壤生物修复中的应用[J];安徽农业科学;2007年28期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Optimization Mining of Groundwater Using a Simulation Model in Tanggu[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 杭仕荣;葛勇德;;重金属污染防治技术探讨[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
3 师荣光;赵玉杰;沈跃;郑向群;王维;;农产品产地土壤重金属污染风险评价技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 秦勤;段传波;张辉;;浅谈环境噪声评价方法[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
5 李辉;彭晓春;;利用平均值得分法评价城市声环境质量[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
6 姜利国;梁冰;;线性等温吸附条件下有机污染物在地下饱水带中迁移的数学模型及参数分析[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
7 李丽纯;陈家金;李文;;模糊综合评价在区域生态质量评价中的应用——以福建省2006年7~9月为例[A];华东地区农学会学术年会暨福建省科协第七届学术年会农业分会场论文集[C];2007年
8 董娜娜;;我国土壤污染防治研究[A];环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(第二册)[C];2007年
9 赵梅;;土壤污染防治立法研究[A];环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(第二册)[C];2007年
10 周辉;胡林龙;;我国土壤污染防治立法初探[A];环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集(第二册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱春林;滇中红层地下水富集规律及开发利用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 赵康;地下水中挥发性有机污染物的原位气相生物修复新型技术研究[D];华东理工大学;2011年
3 傅晓萍;美洲商陆镉吸收和耐性机理研究[D];浙江大学;2011年
4 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
5 马燕;河流渗滤系统中BTEX污染去除机理研究[D];中国地质大学(北京);2011年
6 牛彦涛;不确定城市能源系统规划模型研究及应用[D];华北电力大学(北京);2011年
7 李亮;基于遥感技术与HYDRUS-1D模型河套灌区盐荒地水盐运移规律研究[D];内蒙古农业大学;2011年
8 田德龙;河套灌区盐分胁迫下水肥耦合效应响应机理及模拟研究[D];内蒙古农业大学;2011年
9 李春荣;石油污染土壤的生态效应及生物修复研究[D];长安大学;2009年
10 黄成毅;成都平原耕地资源系统协同性分析与调控研究[D];四川农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马栋;焦化工业场地土壤的PAHs污染特征及微生物修复应用[D];华中农业大学;2010年
2 蔡志坚;γ-聚谷氨酸活化磷矿粉对Pb污染土壤铅形态及小白菜生长的影响[D];华中农业大学;2010年
3 赵丹;焦化工业场地有机污染土壤的化学氧化修复技术[D];华中农业大学;2010年
4 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
5 曹红;污染场地有机污染物迁移转化规律及其含水层系统天然净化能力研究[D];山东科技大学;2010年
6 罗娇赢;哈尔滨市城郊菜地土壤重金属污染的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
7 樊瑞;沉陷区复垦基质中镉的植物去除与利用研究[D];山东农业大学;2010年
8 郑翠英;阳离子表面活性剂和重油复合体系在海洋沉积物上的吸附行为[D];中国海洋大学;2010年
9 张俊杰;多孔介质中石油残留及其水动力效应研究[D];中国海洋大学;2010年
10 张竹圆;北方河口区石油降解菌的降解特性研究[D];中国海洋大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏增建;李敏;王颖;;土壤石油污染的生物修复原理及研究进展[J];安徽农业科学;2007年06期
2 任磊,黄廷林;石油污染土壤的生物修复技术[J];安全与环境学报;2001年02期
3 王海涛,朱琨,魏翔,梁莹,卢晓岩;腐殖酸钠和表面活性剂对黄土中石油污染物解吸增溶作用[J];安全与环境学报;2004年04期
4 郭伟,李培军;阴离子表面活性剂(LAS)环境行为与环境效应[J];安全与环境学报;2004年06期
5 毛小苓,倪晋仁;生态风险评价研究述评[J];北京大学学报(自然科学版);2005年04期
6 陈建秋;中国近海石油污染现状、影响和防治[J];节能与环保;2002年03期
7 阎伍玖;;城市各类功能区大气环境质量的模糊评价[J];城市环境与城市生态;1990年01期
8 周廷刚,陈云浩,郭达志,陶康华;模糊综合法在城市绿地系统景观生态综合评价中的应用——以上海市为例[J];城市环境与城市生态;1999年04期
9 徐福留,周家贵,李本纲,曹军,陶澍;城市环境质量多级模糊综合评价[J];城市环境与城市生态;2001年02期
10 李金惠,马海斌,夏新,聂永丰,白庆中;有机污染土壤通风去污技术优化设计[J];城市环境与城市生态;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李洪;黄国强;姜斌;李鑫钢;;地下储油罐点源污染的工程修复技术[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钱欣平;生物表面活性剂的合成及其促进有机物降解的研究[D];浙江大学;2002年
2 陈宝梁;表面活性剂在土壤有机污染修复中的作用及机理[D];浙江大学;2004年
3 杨坤;表面活性剂对有机污染物在土壤/沉积物上吸附行为的调控机制[D];浙江大学;2004年
4 杨树青;基于Visual-MODFLOW和SWAP耦合模型干旱区微咸水灌溉的水—土环境效应预测研究[D];内蒙古农业大学;2005年
5 梁生康;鼠李糖脂生物表面活性剂对石油烃污染物生物降解影响的研究[D];中国海洋大学;2005年
6 李玉瑛;土—水系统石油污染物挥发和生物降解过程研究[D];中国海洋大学;2005年
7 毛丽华;石油污染土壤生物通风堆肥修复研究[D];中国地质大学(北京);2006年
8 高士祥;环糊精和表面活性剂对有机污染物的增溶及在土壤修复中的应用研究[D];南京大学;1999年
9 沈薇;生物修复环境污染的微生物筛选及其性能研究[D];南京理工大学;2006年
10 牛少凤;ZVI还原技术用于地下水污染物的同步修复及评估预测模拟研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鞠晓明;地下水污染场地水力控制优化方案研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 王瑞军;大连湾船舶溢油损害评估及索赔系统[D];大连海事大学;2001年
3 冯少良;混合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用机理及影响因素[D];浙江大学;2003年
4 于晓丽;SBR法处理含盐采油废水研究[D];中国地质大学(北京);2003年
5 张英;地下水曝气(AS)处理有机物的研究[D];天津大学;2004年
6 马战宇;表面活性剂对有机污染物在多介质环境中迁移的影响[D];浙江大学;2004年
7 李颖;石油污染土壤的生物修复[D];北京化工大学;2004年
8 史继诚;石油污染物的微生物降解及其生产生物表面活性剂的初步研究[D];大连理工大学;2005年
9 何小路;表面活性剂对多氯联苯污染土壤的修复研究[D];湖南大学;2005年
10 徐军;苏州市空气中SO_2、NO_2的人群健康危险度评价[D];苏州大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙清,陆秀君,梁成华;土壤的石油污染研究进展[J];沈阳农业大学学报;2002年05期
2 牛炳旭;细菌与石油污染的治理[J];生物学通报;2004年04期
3 高洋,徐明芳,李定坚,骆育敏,曹焕生;纳米技术处理石油污染的研究进展[J];生态科学;2004年01期
4 郭志平;我国近海面临的石油污染及其防治[J];浙江海洋学院学报(自然科学版);2004年03期
5 刘晓艳,李兴伟,纪学雁,刘晓冬;油田城市地表土壤石油污染特点及其防治对策[J];国土与自然资源研究;2004年04期
6 曹刚,王华;石油污染及治理[J];沿海企业与科技;2005年03期
7 张爱君;邹洁;马兆党;徐子钧;;石油污染对牡蛎超显微结构毒性效应的研究[J];海洋环境科学;2006年S1期
8 沈南南;李纯厚;王晓伟;;石油污染对海洋浮游生物的影响[J];生物技术通报;2006年S1期
9 赵士振;尹倩;;生物技术治理石油污染新方向[J];中国石化;2009年02期
10 刘继朝;崔岩山;张燕平;邹树增;;狗牙根对石油污染土壤的修复效果研究[J];水土保持学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张立柱;唐谋生;余雷;李开军;;海洋与港口水体环境石油污染与防治对策[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
2 孙清;陆秀君;梁成华;佟玲;;土壤的石油污染研究进展[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
3 蒋跃进;;广东近岸沿海突发性石油污染应急对策[A];中国航海学会海洋船舶驾驶专业委员会海事与安全论文集[C];1999年
4 高永超;李丹;迟建国;邱维忠;王加宁;;黄河三角洲盐渍化土壤的石油污染联合修复技术研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
5 何欣;陈硕;全燮;;盘锦地区油井口处石油污染调查与分析[A];第五届全国环境化学大会摘要集[C];2009年
6 袁建梅;展惠英;陈慧;;降解石油菌株的分离以及pH值的选择[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
7 杨思齐;杜晓文;张盼;李薇;;不同形态铁介质在PRB中处理石油污染地下水的反应机理[A];Proceedings of Conference on Environmental Pollution and Public Health(CEPPH 2012)[C];2012年
8 刘建立;朱学愚;陈余道;;淄博市大武水源地地下水石油污染的数值模拟及敏感性分析研究[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
9 王文婷;王云海;赵景联;;有机膨润土在石油污染土壤生物修复中的应用[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
10 史凤红;李舫;;石油污染滨海湿地的微生物修复实验探讨[A];新农村建设与环境保护——华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 谭勇 通讯员 周强;昔日石油污染地 今可复耕成良田[N];河南日报;2012年
2 记者 程刚;新药物可净化受石油污染地区水土[N];科技日报;2010年
3 中国水产科学研究院;石油污染对海洋生物影响判定专家系统可查影响程度[N];中国渔业报;2014年
4 本报记者 董映璧;用金谷壳“吃”黑石油[N];科技日报;2003年
5 张兆康;解读美国《石油污染法案》[N];中国石化报;2006年
6 高晖;我市举办石油污染治理成果图片巡回展[N];延安日报;2007年
7 记者 高原;中美合作发现能“吸食”石油的细菌[N];新华每日电讯;2010年
8 宣金祥;破坏海洋环境的罪魁——石油污染[N];大众科技报;2009年
9 记者 周强 通讯员 邵兰芳;河南 油污土壤 种粮成功[N];中国国土资源报;2012年
10 本报驻基辅记者 朱冬传;俄拟生态立法破解污染赔偿难题[N];法制日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 童玲;石油污染含水介质的水理和力学特征研究[D];中国海洋大学;2008年
2 聂明;芦苇及其根围微生物对石油污染响应的生态系统生态学研究[D];复旦大学;2010年
3 夏文香;海水—沙滩界面石油污染与净化过程研究[D];中国海洋大学;2005年
4 阳艾利;基于模拟的地下水石油污染风险评估与修复过程优化技术研究[D];华北电力大学;2013年
5 师合林;延安地区北部石油勘探开发的环境污染与控制对策研究[D];西北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙俐芳;大连石化周边地区地下水石油污染数值模拟[D];大连理工大学;2012年
2 周平;石油污染盐碱土壤微生物—盐生植物协同修复技术研究[D];中国海洋大学;2011年
3 宁雯;石油污染盐碱土壤的微生物修复技术研究[D];中国石油大学;2009年
4 高晶;植物—真菌联合修复石油污染盐碱土壤的效果研究[D];天津理工大学;2011年
5 郑明喜;黄河三角洲石油污染的水土环境效应研究[D];济南大学;2012年
6 张晓阳;陕北石油污染对土壤理化性质和酶活性的影响[D];西北农林科技大学;2013年
7 吕吉利;生物碳固定化微生物修复海水石油污染[D];山东师范大学;2014年
8 王博;加油站石油污染修复技术研究[D];清华大学;2010年
9 吴俊文;沙质滩涂石油污染物吸附与释放过程研究[D];中国海洋大学;2006年
10 刘健;胜利油田采油区土壤石油污染状况及其微生物群落结构[D];山东大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026