某化工园区浅层地下水系统全氟化合物污染机理研究

发布时间：2020-06-01 19:14

【摘要】：全氟化合物(perfluorinated compounds)是一类新型有机污染物,简称为PFCs。它能够破坏人体肝脏、心血管、甲状腺并存在潜在的致癌性。地下水系统PFCs污染已经越来越严重,在全球范围内都引起了人们的重视。目前,在我国浅层地下水系统主要测得的PFCs有全氟辛酸(PFOA)、全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFHpA)等。本文以小清河流域上游以及中游两个化工园区浅层地下水系统为研究区域,通过研究区水文地质调查、地下水水位监测、特征监测点地下水采样及PFCs浓度检测等工作,对小清河流域上游以及中游化工园区浅层地下水系统PFCs时间和空间特征进行了分析,进而对两个研究区域浅层地下水系统全氟化合物的污染机理开展研究,其主要研究结论如下:(1)小清河上游某化工园区浅层地下水系统设置了195个水位监测点,从中筛选出了37个采样点。在该研究区内采集的地下水水样中检测到十二种PFCs:全氟丁酸(PFBA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟十一酸(PFUnDA)、全氟十二烷(PFDoDA)、全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟辛烷磺酸(PFOS)。丰水期,地下水检测出PFCs浓度值为0.27ng/L-922.20ng/L;枯水期,地下水检测出PFCs浓度值为0.75ng/L-768.50ng/L。地下水中PFOA的浓度最高,其最高浓度值为566.25ng/L,采集的样品中均检测到了PFOA。该浅层地下水系统地下水流向整体是自南向北沿着章齐河流向小清河方向,地下水系统常年存在两个地下水降落漏斗。该化工园区浅层地下水系统地下水PFCs的污染羽以位于化工园区内的8号采样井为中心,整体呈椭圆状分布,面积10平方千米,向西北方向扩散速度更快。研究区域浅层地下水系统地下水PFCs空间分布主要受地下水流流向和地下水漏斗牵引作用影响;地下水PFCs的时间分布规律和地下水位密切相关,枯水期和丰水期交替时,地下水位上升快的地区PFCs浓度变化大,地下水位变化小的区域PFCs浓度变化小。造成这个现象的原因是当丰水期来临时,降雨增多,通过淋滤作用将土壤中的PFCs带入浅层地下水系统含水层,同时水位上升快的地区会将包气带中的PFCs通过溶解作用进入地下水系统含水层,导致地下水中PFCs浓度丰水期高于枯水期。(2)小清河中游某化工园区浅层地下水系统设置了140个水位监测点,从中筛选出了34个监测点作为地下水采样点。在采集的水样中检测出了十二种PFCs(全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟癸酸(PFDA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟丁烷磺酸(PFBS)、全氟辛酸(PFOA)、全氟十一酸(PFUnDA)、全氟壬酸(PFNA)、全氟十二烷(PFDoDA)、全氟己烷磺酸(PFHxS)、全氟辛烷磺酸(PFOS))。丰水期,地下水检测出PFCs浓度值为0.002μg/L-418.300μg/L,枯水期检测出PFCs浓度值为0.002μg/L-232.39μg/L。地下水中PFOA的浓度最高为203.697μg/L且检出率为100%。该浅层地下水系统地下水流向沿东猪龙河自南向北,在研究区北部的马踏湖地下水出露。该化工园区浅层地下水系统地下水PFCs污染羽以27号采样井为污染中心,自南向北呈狭长状分布,面积25平方千米。浅层地下水PFCs污染空间分布特征会受到地下水流场作用影响;同时,地下水位降落漏斗也对PFCs空间分布有一定的牵引力。地下水PFCs的时间分布规律主要和地下水位变化有关,在地下水位变化幅度大的研究区西北部水位降落漏斗地区,丰水期地下水PFCs浓度是枯水期浓度的3.7倍,而其它地下水位变化幅度小的地区丰水期地下水PFCs浓度是枯水期的1.3-1.7倍。在地下水PFCs污染时间分布规律研究的基础上,建立了浅层地下水系统溶质运移模型,进行了地下水PFCs污染迁移规律预测,在未来5年到10年内浅层地下水系统中PFCs有向研究区东北部迁移的趋势。
【图文】：

路线图,路线图,研究技术

研究技术路线图

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第二章研究区概况本文主要研究化工园区浅层地下水系统全氟化合物的污染机理，小清河流域上游和中游分布有两个具有一定规模的化工园区，，所以本文将分别对两个化工园区所在的浅层地下水系统全氟化合物的污染机理进行研究。2.1 自然地理概况2.1.1 地理位置（1）小清河上游某化工园区域研究区位于某市西北部化工业园区，南至 JJ，北至 ZG，西至小清河，东到 DZ 街，研究区域内有三条河流，分别为西北方向的 XQH，研究区中部自南向北的 ZQH 和西南地区的 XJH。研究区面积为 100km2。工业园区及村庄分布如图 2.1 所示。
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X523

【参考文献】