华北平原制革废水Cr(Ⅲ)和氨氮在典型包气带中迁移模拟与污染评价

作     者：庞雅婕 李春辉 韩占涛 张兆吉 孔祥科 PANG Yajie;LI Chunhui;HAN Zhantao;ZHANG Zhaoji;KONG Xiangke

作者机构：中国地质大学(北京)水资源与环境学院/北京市水资源与环境工程重点实验室/地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071000 华北水利水电大学河南郑州450046 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质调查局/河北省地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061 

出 版 物：《中国地质》 (Geology in China)

年 卷 期：2024年第51卷第4期

页      面：1280-1289页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 083001[工学-环境科学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：河北省自然科学基金项目(D2020504003)资助 

主　　题：三价铬 氨氮 包气带 迁移 Hydrus–1D 制革废水 华北平原 环境地质调查工程 

摘      要：【研究目的】为探明制革废水中的特征污染物铬(Cr(Ⅲ))和氨氮(NH_(4)^(+)–N)在华北平原典型包气带中的迁移规律,评价其可能产生的土壤与地下水污染风险。【研究方法】采用土柱淋滤实验研究Cr(Ⅲ)和NH_(4)^(+)–N在典型粉土中的吸附和迁移转化特征,结合Hydrus–1D建立的包气带水流和溶质运移模型,模拟预测深0.5 m渗坑中NH_(4)^(+)–N连续入渗状态下通过包气带到达地下水面所需时间及不同深度浓度值的变化规律。【研究结果】在3 cm定水头,污染液(Cr(Ⅲ)20 mg/L,NH_(4)^(+)–N 250 mg/L)定浓度持续淋滤120 d的情况下,Cr(Ⅲ)在土柱中垂向迁移距离小于10 cm,且以残渣态(73%)为主,未检出Cr(VI)。NH_(4)^(+)–N则迁移能力较强,淋滤40 d后即穿透50 cm厚粉土柱。在高含盐量(电导率为10.08 ms/cm)条件下,NH_(4)^(+)–N在粉土中的迁移主要受吸附作用控制,土-水分配系数为25.87 L/kg,未发生硝化作用。持续淋滤150 d时NH_(4)^(+)–N迁移至地下水面(18 m埋深)且浓度超过Ⅲ类地下水质量标准(0.5 mg/L,GB/T 14848–2017),在223 d完全穿透包气带,严重污染地下水。【结论】高含盐量制革废水中Cr(Ⅲ)在粉土中迁移能力较弱,且难以被氧化为Cr(Ⅵ),对地下水威胁较小。NH_(4)^(+)–N则随水流快速迁移至地下水面,严重威胁地下水安全。