徐州市南郊七里沟盆地寒武、奥陶系岩溶含水层是徐州市东南部20余万人的供水水源。2000年11月,该含水层受到了位于水源补给区内的铜山县农药西分厂生产用四氯化碳的污染,至今最大浓度仍高达1891.5ug/L,超过饮用水标准630倍。本项目以该污染区为例,充分利用现场水文实验站条件,综合运用现场示踪(以无毒的食用酵母菌为示踪剂)、室内模拟实验、现场淋滤运移试验等方法,研究四氯化碳在上部松散层,下部为岩溶含水层的二元复合系统中的运移、衰减规律及其主要影响因素,并运用Feflow三维数值模拟软件,建立其空间、时间衰减模型,揭示四氯化碳与复合水介之间的相互作用机理,并估算四氯化碳在含水层中的居留年限,为治理同类污染提供理论依据,并丰富地下水非水相液体污染与防治理论。
以徐州市南郊水源地四氯化碳污染为研究对象,通过水质、水位监测、示踪试验、土壤钻探、模拟实验和数值模拟等综合研究了四氯化碳在不均一性岩溶含水层中的运移规律,得到如下结论:(1) 四氯化碳污染羽在七里沟盆地沿主渗流通道呈条带状展布;(2)污染源区土壤中四氯化碳含量随深度递增,并具有不连续性;四氯化碳在部分地段土壤中被生物降解为三氯甲烷;土柱模拟实验表明四氯化碳在土壤中的迁移能力主要受土壤有机质含量、土壤夹层、土壤颗粒大小的影响;(3)四氯化碳在岩溶含水层中的空间分布与演化主要受含水介质特征、岩溶水赋存特征、人工水动力场等因素控制;四氯化碳在岩溶含水层中的衰减主要由稀释、吸附和挥发所致,基本不发生生物降解;据此建立了四氯化碳在岩溶含水层中的运移模式;(4)运用FEFLOW数值模拟软件模拟了四氯化碳在岩溶含水层中的运移特征,建立了以对流为主、弥散为辅的四氯化碳二维(x,y方向)运移模型;(5)分别从受污染的地下水和土壤中筛选出了革兰氏阳性链状杆菌和革兰氏阴性杆菌,并研究了其对四氯化碳的降解能力;(6)饮水和皮肤接触的人体健康风险评价表明饮水带来的风险约占总风险的99.6%。