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改性赤泥中重金屬和氟的遷移模型
來源: 山東海逸| 發(fā)布時間:2018-10-06 | 瀏覽次數(shù):121
        赤泥填筑材料路基與基層經(jīng)雨水淋濾(溶),其中污染物隨雨水溶出并隨淋溶液遷移擴散進入地下水,進入地下水的污染物質(zhì)隨地下水流動擴散,即存在稀釋衰減作用,可用稀釋衰減系數(shù)(dilution-attenuation factor,DAF)來表示,模型簡圖見圖1。
圖1        稀釋衰減系數(shù)模型簡圖
        其中,危害組分從堆填點滲漏,經(jīng)過包氣帶進入地下水混合帶(堆填區(qū)域的地下水),對危害組分有稀釋作用,稀釋系數(shù)用DF(Dilution factor,DF)表示。在與地下水混合后,有害組分隨地下水遷移至取水井也有衰減作用,其衰減稀釋用AF(Attenuation,AF)表示。本次評估只考慮DF的作用。
        據(jù)Texas州立大學(xué)水資源研究中心建立的毒性物質(zhì)稀釋遷移模型(Texas州確定廢物和污染土壤污染地下水的毒性物質(zhì)遷移規(guī)律采用了此模型,該模型用于確定廢物填埋處置和污染土壤/場地受雨水淋漓條件下其中的毒性物質(zhì)遷移至地下水飲用水井的稀釋衰減倍數(shù),并以此制定相關(guān)污染控制標(biāo)準(zhǔn),模型簡圖見圖2),DF的計算方法如下:
 
圖2         土壤層滲濾稀釋過程模型簡圖
        (1)
 
        LDF為有害組分進入混合帶后的稀釋系數(shù),計算方法如下:
                     (2)
          式中,污染物在土壤與水中的分配系數(shù)Kd的值參考了Texas Risk Reduction Program(trrp)中的推薦值。其它一些主要參數(shù)直接參考了《污染場地風(fēng)險評估技術(shù)導(dǎo)則(HJ25.3-2014)》的參考值,這些值的選取與我國國情相符合。而另一些參數(shù)則根據(jù)山東濱州北海新區(qū)的實際情況選取。例如:滲濾層深度即中層含水層埋深為1.2米;土壤滲透率If是降雨過程中浸出液進入地下水的凈滲入速率。關(guān)于降雨的入滲問題,國內(nèi)有許多研究和模型解釋,包括Green-Ampt、Horto n、Philip、Kostiakov模型等。由于場地地勘水文地質(zhì)資料并不完整,因此采用了EPA基于土壤類型降雨入滲的經(jīng)驗?zāi)P?。由實際工程資料可知赤泥路基下為石灰土和碎磚,因此按沙土來計算滲透率。具體參數(shù)取值見表1。DF的計算結(jié)果及暴露點濃度(Ci)見表2和表3。
表1        主要參數(shù)意義及參考值
序號 代號 中文名稱 單位 參考值
1      土壤密度 Kg/m3 1.5
2      包氣帶體積含水率(黏土) cm3-water/cm3-soil 0.12
3      包氣帶空氣體積含量 cm3-air/g-soil 0.26
4      L1 赤泥厚度 m 0.4
5      L2 赤泥底部到地下水位的深度 m 1.2
6      Ugw 地下水流速 cm/year 2000
7      If 土壤層滲透速率 cm/year 3.89
8      δgw 混合區(qū)厚度 m 3.4
9      Ws 混合帶橫向距離 m 24
10     水土分配系數(shù) cm3-water/g-soil LogKd
11     亨利常數(shù) 0
 
        各重金屬的LogKd如表2所示。經(jīng)計算,各重金屬的DF值分別如表4所示:
表2        各污染物的LogKd和DF值
序號 成分 LogKd DF
1      Hg 1.7  42.1 
2      Pb 1.0  25.6 
3      Cd 1.2  30.3 
4      Mn 1.7  42.1 
5      Cu 1.6  39.8 
6      Zn 1.2  30.3 
7      Be 1.4  35.0 
8      Ba 1.0  25.6 
9      Ni 1.2  30.3 
10     As 1.4  35.0 
11     Co 1.7  42.1 
12     Se 0.34 9.9 
13     Mo 1.3  32.7 
14     Cr(Ⅵ) 1.1  27.9 
15     Fluorine 2.2  54.0 
 
表3        暴露(到達地下水)點濃度(Ci,mg/L)
項目 Hg Pb Cd Mn Cu Zn Be Ba
釋放濃度(C0 <0.00005 <0.02 <0.004 <0.01 <0.01 <0.01 <0.001 <0.01
DF 42.1  25.6  30.3  42.1  39.8  30.3  35.0  25.6 
Ci 1.19E-06 7.81E-04 1.32E-04 2.38E-04 2.51E-04 3.30E-04 2.86E-05 3.91E-04
地下水三級標(biāo)準(zhǔn) ≤0.001 ≤0.05 ≤0.01 ≤0.1 ≤1.0 ≤1.0 ≤0.0002 ≤1.0
項目 Ni As Co Se Mo Cr(Ⅵ) F  
釋放濃度(C0 <0.02 0.0028 <0.01 0.0013 0.12 0.031 2.68  
DF 30.3  35.0  42.1  9.9  32.7  27.9  54.0   
Ci 6.60E-04 8.00E-05 2.38E-04 1.31E-04 3.67E-03 1.11E-03 4.96E-02  
地下水三級標(biāo)準(zhǔn) ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.01 ≤0.1 ≤0.05 ≤1.0  

 
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