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《中国地质大学(北京)》 2003年
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氯代烃在浅层地下水中运移转化的数值模拟研究

刘明柱  
【摘要】: 地下水有机污染是个全球性的问题,是当前人类所面临的最严重的环境污染问题之一。有机污染物一旦进入地下含水层中就很难去除,并且会对环境质量和人类健康造成很大威胁,同时也加剧了水资源的危机。量化描述有机污染物在地下水中的时空分布特征和迁移转化规律可以为有机污染的控制治理提供科学支持和理论依据,因此对地下水中有机污染物的迁移转化进行数值模拟研究具有重要的理论意义和现实意义。 根据典型区浅层地下水的有机污染的调查资料,典型区内存在两个局部的三氯乙烯和四氯乙烯的面状污染,但是污染源在哪里? 污染范围有多大? 污染物迁移的影响因素有哪些? 这些问题都无法确定。本文就是在这样的背景下,根据有机污染物的调查资料,利用假定的污染源来拟合有机污染物的实测值,从而反求污染源的位置,为下一步典型区有机污染的调查工作提供依据。主要内容为: 一、通过野外有机污染调查资料,分析了典型区氯代烃污染的分布特征及可能的污染源的位置,并对氯代烃的污染途径、时空分布特征进行了分析。 二、室内三氯乙烯和四氯乙烯的迁移转化规律的模拟实验表明:三氯乙烯和四氯乙烯在运移过程中存在明显的滞后现象;三氯乙烯和四氯乙烯有生物降解的迹象。 三、通过对典型区的水文地质和水化学特征的分析,确定典型区地下水中存在好氧生物降解和厌氧生物降解两种作用。 四、在综合参考国内外有机污染物生物降解建模原则的基础上,建立典型区地下水中氯代烃运移的数学模型,模型中包括了三氯乙烯、四氯乙烯、溶解氧、硝酸根、好氧菌和厌氧菌的运移方程。方程中考虑了影响三氯乙烯、四氯乙烯运移转化的竞争性抑制和非竞争性抑制两种生物作用。 五、典型区三氯乙烯和四氯乙烯在地下水中的运移转化进行数值模拟结果表明:典型区地下水中三氯乙烯和四氯乙烯污染物存在生物降解作用,但是反应速率很小,这表明在相当长的时间内,其污染物浓度仍可能保持在相当的水平上;在好氧条件下,氯代烃化合物中氯原子越少,生物降解的越快;而在厌氧条件下,氯原子越多生物降解的就越快;污染羽状体中各部位由于氧化还原条件的不同和氯代烃生物降解的性质使得四氯乙烯和三氯乙烯的污染羽状体的形状有所不同,四氯乙烯的羽状体圆而短,三氯乙烯窄而长。 上述的模拟结果与理论分析和观测值相一致,表明本文所建立的生物降解数学模型是正确的,参数是合理的,该数学模型能够描述典型区三氯乙烯、四氯乙烯的时空分布 中国地质大学 以京)博士学位论文 特征和运移转化规律,模拟假设的污染源位青基本可靠。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:X523

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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