最小二乘法和時間矩方法確定含水層中BTEX的行為參數.pdf

1、本文采用最小二乘優(yōu)化法(CXTFI工程序)、時間矩方法和質量通量方法研究燃油在污染含水層的行為。應用已有的乙醇燃油(2007年)、傳統(tǒng)燃油(2008年)和反硝化增強乙醇燃油(2010年)內在生物修復實驗數據，計算BTEX在實驗室含水層砂槽的相關行為參數(流速、彌散系數、阻滯系數、一級生物降解速率系數等)。研究得到以下結論：
　　 (1)最小二乘優(yōu)化法的平衡對流-彌散CDE運移模型適用于確定含水層中不反應溶質的行為參數，不平衡對流

2、-彌散MIM運移模型適用于確定含水層中反應溶質的行為參數。時間矩方法能較好地模擬含水層砂槽中溶質濃度的出現(xiàn)、峰現(xiàn)時間和“拖尾”現(xiàn)象，模擬得到的溶質峰值濃度接近于實測濃度。對比CXTFI工程序和時間矩方法的模擬濃度穿透曲線和求參值，發(fā)現(xiàn)兩種方法得到的孔隙水流速V、阻滯系數R和一級生物降解速率系數λ值較相近，而彌散系數D值相差較大。
　　 (2)選擇最小二乘優(yōu)化法的求參結果作為確定C1-45監(jiān)測斷面處2010年、2008年和2007

3、年實驗中溶質的行為參數。孔隙水流速V大小排序為：2007(0.207m/d)>2010(0.149 m/d)>2008(0.121 m/d)，這間接地說明2010年和2008年的生物修復作用強于2007年的；彌散系數D排序為：2008(0.0046 m2/d)>2007(0.0041m2/d)>2010(0.0029 m2/d)，數值屬于同一數量級，間接地說明彌散對三次實驗中污染物濃度衰減變化差異影響不大；2010年中阻滯系數R的大小排

4、序：m，p-X(1.40)>B(1.39)>o-X(1.35)>E(1.28)>T(1.25)>Ethanol(1.03)，2008年：m，p-X(1.61)> o-X(1.51)>T(1.39)>B(1.36)>E(1.14)>Ethanol(1.05)，兩次實驗條件對BTEX的R值影響差異在于苯和乙苯，間接地表明乙醇和硝酸鹽參與BTEX的生物反應后，加劇了對苯和乙苯的阻滯運移；2010年一級生物降解速率系數λ(1/d)的大小排序為：

5、E(0.17)>o-X(0.15)>m，p-X(0.14)>T(0.13)>B(0.06)，以及2008年的大小排序為：E(0.29)>m，p-X(0.15)/T(0.15)>o-X(0.13)>B(0.10)，兩次實驗中乙苯的λ值最大，苯最小，表明苯是最難生物降解的組分。
　　 (3)應用質量通量方法分別對比2008年和2007年實驗中乙醇、2010年和2007年實驗中硝酸鹽對BTEX的質量衰減影響。結合含水層砂槽實驗的監(jiān)測數

6、據，以質量通量方法和一級降解模型方法計算應用實例中斷面1～2和斷面1～3間投注溶質的質量通量值、自然衰減速率常數和一級生物降解速率常數。2008年BTEX各組分的質量去除比例均大于2007年的，這表明乙醇抑制了BTEX的生物降解；2010年斷面1～2間苯的質量損耗率和生物降解速率常數低于2007年的，其他的TEX均大于2007年，而斷面1～3間BTEX的質量損耗率和生物降解速率常數均大于2007年的，這表明添加硝酸鹽作為電子受體，能明顯