地下水氯代烃芳香烃复合污染物在含水层中吸附及运移机理研究

The results of many years of groundwater pollution surveys show that the groundwater combined pollution by chlorohydrocarbon and aromatic hydrocarbon has become serious in our country. To determine the adsorption and transport mechanism of combined pollutants in underground aquifer, this study starts with the behavior characteristics of every single pollutant, and the competitive adsorption rules and the effect of clay mineral and organic matter on the pollutants adsorption in the aquifer will be ascertained by a series of batch tests. On this basis, one-dimensional transport experiments will be carried out to reveal the influence mechanism of competitive adsorption on the transport of composite pollutants through quantitative calculation and breakthrough curves fitting. Combined with the obtained adsorption, migration rules, the effects of flow field and spatial anisotropy of the aquifer on components transport can be analyzed by monitoring the concentration of pollutants in two-dimension sandbox. The study has important theoretical and realistic significance for providing the scientific basis in two aspects: the prediction for the transport behavior of chlorohydrocarbon, aromatic combined pollution, and the supervision for the groundwater remediation work.

多年的地下水污染调查结果表明我国地下水氯代烃芳香烃复合污染问题严峻。本项目以明确复合污染物在地下含水层中的吸附、运移机理为目的，从单一污染组分行为特征着手，通过吸附批试验，探明复合污染组分的竞争吸附规律，明确含水层中粘土矿物及有机质对有机物吸附的影响；在此基础上，利用柱试验模拟污染物的运移，通过定量计算结合穿透曲线的模型拟合，揭示竞争吸附对污染物运移的影响机制；最后在二维砂箱中模拟复合污染物的渗漏，考察不同污染组分在含水层中的运移分布情况，结合前述研究得到的吸附、运移规律，分析含水层流场及空间各向异性对污染物运移的影响。本研究为预测氯代烃芳香烃复合污染物在地下水中的运移行为、指导地下水修复工作提供科学依据，具有重要的理论和现实意义。

多年的地下水污染调查结果表明我国地下水氯代烃芳香烃复合污染问题严峻。本项目以明确复合污染物在地下含水层中的吸附、运移机理为目的，从单一污染组分行为特征着手，通过吸附批试验，探明复合污染组分的竞争吸附规律，明确含水层中粘土矿物及有机质对有机物吸附的影响；在此基础上，利用柱试验模拟污染物的运移，揭示竞争吸附对污染物运移的影响机制；最后在二维砂箱中模拟复合污染物的渗漏，考察不同污染组分在含水层中的运移分布情况，结合前述研究得到的吸附、运移规律。研究结果表明氯代烃和芳香烃在含水层介质上的吸附过程符合Henry 线性模型,分配系数Kp值分别为0.38,0.41,0.73,1.00kg/L，吸附强度顺序为甲苯>苯>1,2-二氯丙烷>TCP;污染物之间存在着明显的竞争吸附作用；其在含水层介质上的吸附随着介质粒径的减小而增大，天然砂中的有机质和粘土矿物对污染物的吸附具有抑制作用；各影响因子对具有较强竞争吸附能力的污染物的吸附性影响较大；污染物在含水层介质上的迁移能力顺序为TCP>1,2-二氯丙烷>苯>甲苯，介质粒径、有机质、粘土矿物对TCP和甲苯运移影响的贡献率分别为24.07%和32.84%、8.65%和15.56%和8.65%和11.11%；在模拟含水层介质中，相比于芳香烃，氯代烃污染晕的形成速度更快，且具有明显的纵向迁移趋势，而芳香烃污染物主要分布在含水层水面附近，浓度自上而下逐渐递减。上述研究成果为预测氯代烃芳香烃复合污染物在地下水中的运移行为、指导地下水修复工作提供科学依据，具有重要的理论和现实意义。