重非水相液体DNAPLs (Dense Non-Aqueous Phase Liquids)是一类常见的有机污染物,难溶于水且密度比水大,进入地下水系统中会对环境造成重大威胁。DNAPL污染在全球范围内分布广泛,在我国东部和南部沿海地区也很常见。DNAPL污染的来源包括工厂使用的氯化有机溶剂、含氯有机农药(如DDT)的使用、垃圾填埋场渗滤液等。DNAPLs进入土壤后,会下沉穿过非饱和带和饱和带,在含水层底部形成污染物池。由于在水中的溶解度低,抗降解能力强,DNAPLs可以在地下水体中留存数十年,成为持久的溶解污染源,修复的难度大,周期长。
全球约有24亿人居住在距离海岸线不到100千米的地方,超过6亿人居住在海拔不到10米的沿海地区,海岸带含水层受潮汐的扰动,物质迁移和水动力情况更为复杂,但关于DNAPLs在海岸带含水层中的迁移规律目前鲜有研究。本研究通过构建一个二维模型,比较了在近海非承压含水层中,三种边界驱动下氯苯的迁移和分布,以及在有潮汐海水情况下三种 DNAPLs的迁移和分布(工况见表1)。结果表明,在受海水和潮汐影响的情况下,DNAPLs 污染面积和残余量更大。高密度的DNAPLs污染面积小,更难以发现和处理。在各向同性和均质含水层中,从地表释放的DNAPLs不会直接排入海洋,它们会快速下沉到含水层底部,横向穿透盐水-淡水界面,最终进入海底的地下含水层,缓慢溶解,污染上方的海水。
表1 工况详情
工况 |
边界条件 |
物质 |
潮汐振幅(m) |
潮汐周期(h) |
1 |
淡水,无潮汐 |
氯苯 |
- |
- |
2 |
盐水,无潮汐 |
氯苯 |
- |
- |
3 |
盐水,有潮汐 |
氯苯 |
1 |
24 |
4 |
盐水,有潮汐 |
三氯乙烯 |
1 |
24 |
5 |
盐水,有潮汐 |
四氯甲烷 |
1 |
24 |
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