【摘要】： 本文以某巖溶水源地地質(zhì)水文地質(zhì)條件、長期積累的污染源資料及水源地污染動態(tài)的系統(tǒng)監(jiān)測信息為基礎(chǔ),以先進(jìn)的檢測、模擬實驗技術(shù)為手段,從水源地污染途徑與方式、污染主通道、巖溶地下水及土壤污染特征及規(guī)律、四氯化碳遷移污染機理實驗?zāi)M、水源地四氯化碳輸入輸出平衡分析等諸方面,系統(tǒng)研究了該水源地多元結(jié)構(gòu)體系(下伏巖溶含水層、上覆松散層)中四氯化碳污染的機理,論文要點如下: (1)污染源為某農(nóng)藥廠,四氯化碳進(jìn)入巖溶含水層的途徑主要有:含四氯化碳廢水通過巖溶發(fā)育的裸露灰?guī)r直接流入或通過土層的滲漏間接進(jìn)入。 利用野外示蹤試驗查明了七里溝水源地CCl4污染物運移主通道位于向斜盆地的軸部。在主運移通道上污染物運移速度最高達(dá)3027.8米/小時。 (2)水源地巖溶地下水四氯化碳遷移污染特征如下: 在平面上四氯化碳污染羽呈“啞鈴型”形態(tài),污染重心分布在南部污染源亞區(qū)和北部人工集中排泄亞區(qū),且南區(qū)四氯化碳濃度明顯高于北區(qū)。 四氯化碳污染羽的時間動態(tài)變化受污染源輸入、地下水開采量、人工流場等因素的影響。2004年前,豐水期四氯化碳污染羽范圍大于平水期和枯水期,且豐水期污染加重。受2005年始北區(qū)開采量銳減、南北水頭差減小(小于10m)的影響,同一年份里兩端污染集中區(qū)內(nèi)無論四氯化碳污染羽范圍還是污染程度,豐水期和枯水期的變化都不大,但污染濃度呈逐年下降之勢。 (3)四氯化碳在土壤中的垂向滲透遷移室內(nèi)模擬試驗研究表明: 土壤有機質(zhì)含量是影響四氯化碳在土壤中滲透遷移的重要因素。在有機質(zhì)含量較高的土壤中,四氯化碳在土壤有機質(zhì)中的分配起主導(dǎo)作用,本研究中有機質(zhì)含量分別為1.60%、0.13%和0.059%的粘壤土,土壤中CT平衡濃度分別為:113.3、8.6和4.1μg/kg。黏土夾層對四氯化碳的遷移有阻擋、延滯作用,會延緩四氯化碳的垂向遷移,造成四氯化碳的蓄積、濃度的升高。 淋溶模擬試驗的結(jié)果表明,土壤有機質(zhì)含量是影響四氯化碳淋溶性的主要因素。在有機質(zhì)含量高的土壤中四氯化碳的淋溶性較差,淋洗較難清除其中的四氯化碳。 (4)開發(fā)了研究地下水中四氯化碳通過(含水層、土壤)二元結(jié)構(gòu)向上揮發(fā)遷移、污染的模擬實驗方法,結(jié)果表明: 土壤含水率對四氯化碳的揮發(fā)遷移有很大影響。土壤水分是影響土壤吸附四氯化碳的主導(dǎo)因子,土壤水分含量越大吸附量越小;土壤水分對四氯化碳在土壤氣相中的揮發(fā)遷移具強烈的阻滯作用,而土壤有機質(zhì)含量對此的影響甚微,土壤含水率仍然是主導(dǎo)因子。 土壤氣相中的四氯化碳平衡濃度與儲液室中四氯化碳濃度關(guān)系符合亨利定律。 四氯化碳在土壤中的遷移符合一級反應(yīng)動力學(xué)規(guī)律。動力學(xué)分析也顯示影響四氯化碳在不飽和土壤中遷移的主導(dǎo)因子是含水率而非有機質(zhì)含量,土壤水分對四氯化碳在土壤中的遷移具阻滯作用。 土柱通風(fēng)吹脫實驗表明,土壤的有機質(zhì)含量對土壤中四氯化碳的殘留影響明顯,土壤的有機質(zhì)含量越高,殘留量越大;溫度是另一重要影響因素,當(dāng)環(huán)境溫度從10℃升高至20℃時,四氯化碳的揮發(fā)速率提高近3倍。 (5)室內(nèi)模擬試驗揭示了土壤四氯化碳污染的機理: 排污渠含四氯化碳廢水在溝底發(fā)生滲漏,是造成排污渠附近土壤四氯化碳污染原因。 污染地下水上覆土壤會受到來自下部地下水中四氯化碳向上揮發(fā)遷移的污染。由于農(nóng)藥廠井地下水中四氯化碳濃度很高(平均為1336.5μg/L),造成了附近土壤四氯化碳較重污染,土壤中四氯化碳濃度最高達(dá)52.1μg/kg。污染最重的層段一般在2.5米以下。 (6)盆地四氯化碳的輸入來源主要是農(nóng)藥廠排污溝和農(nóng)藥廠廠區(qū)的滲漏。四氯化碳主要輸出途徑是人工抽水排泄和通過三元結(jié)構(gòu)(基巖含水層、潛水含水層、土壤)向上揮發(fā)排泄等。排污溝滲漏輸入的四氯化碳量很小,在輸出項中以人工抽水排泄為主。 年輸入輸出缺口很大,2001年在5.0t/a以上,2004年為1.30t/a,2005年也在0.27t/a以上。這個缺口就是農(nóng)藥廠內(nèi)部的無組織排放或有意識的偷排量。 盆地巖溶地下水四氯化碳自然和人工排泄量、排泄速度是較大的,只要不再發(fā)生大量偷排現(xiàn)象,巖溶地下水四氯化碳污染程度會逐漸減輕。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：R123.1
【圖文】：

研究區(qū)地形地質(zhì)圖

l·HCO3-Na 型為主，礦化度為 2.6g/L，而在西部拾屯一帶，水化學(xué)類型為 Cl·SO4-。(4)巖漿巖類裂隙含水巖組( Ⅳ)由基性輝綠巖及中酸性花崗閃長斑巖等組成。前者分布于區(qū)域復(fù)式背斜的核部第四系之下，后者裸露于漢王一帶，新鮮巖石裂隙不發(fā)育，富水性極弱，基本風(fēng)化帶處賦存有一定的地下水，但單井涌水量亦小于 100m3/d。.2 巖溶發(fā)育特征區(qū)內(nèi)巖溶發(fā)育受巖性和構(gòu)造控制，表現(xiàn)出明顯的不均一性，橫向上向斜核部和發(fā)育；縱向上由抬起端向傾伏端巖溶發(fā)育強烈的趨勢。對已有勘探資料分析研研究區(qū)內(nèi)發(fā)育有四個徑流帶，而南區(qū)和中區(qū)一般只發(fā)育有二～三個徑流帶。中的侵入切割增強了研究區(qū)含水介質(zhì)的不均一性。研究區(qū)巖溶發(fā)育部位主要處于馬家溝組和肖縣組灰?guī)r地層上�，F(xiàn)場調(diào)查和水源井巖芯研究表明，本區(qū)地表及較為發(fā)育，溶隙、溶孔、溶洞為本區(qū)的主要儲水空間和地下水、污染物的運移通-2~2-4)

野外灰?guī)r溶蝕裂隙發(fā)育情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2758051