污染物在地下水中迁移研究中存在的问题和未来发展趋势分析 - 文章

　　（一）研究中存在的问题

　　为了保护土壤及地下水资源，国内外学者对污染物在土壤及地下水中迁移转化规律的研究高度重视，并开展了这方面的实验和理论研究，不断取得新的研究成果。但是由于土壤及地下水污染具有隐蔽性以及地下溶质运移具有很多的不确定性，而且人们对溶质在地下水中的弥散机理和各种化学反应过程都了解不够，通过分析国内外对污染物在土壤及地下水中迁移转化研究的现状，主要存在的问题有：对污染物在非饱和—饱和土壤中迁移转化的整体模拟不多，大多数是对这一系统的分散的零碎的研究，并没有将这些过程联系起来综合研究；对污染物在非饱和带的实验和理论研究还不成熟、参数的尺度及其率定方法还需进一步研究；此外已有的模型过分理想化，应用时难以达到精度要求。因此对土壤及地下水污染问题还有许多需要进一步研究探索的地方。　　

　　（二）发展趋势

　　1．污染物在地下水中迁移机理的理论研究

　　各种含水介质(如孔隙、裂隙、岩溶)的存在使得地下水及溶质在其间的运动很复杂，目前与地下水污染有关的理论和模型都是在一定的简化条件下建立起来的，如忽略各种溶质间的复杂化学反应、忽略或简化弥散的尺度效应等，所以模拟结果往往与实测值之间还有差距。因此污染物在地下水中迁移机理的理论研究、弥散“尺度效应”存在原因的分析研究工作还有待进一步开展。另外，现有模型从应用角度来衡量，过分理想化，应用时精度难以达到要求，因此还需要通过室内、室外精密的实验研究、检验传统的对流弥散方程、动水-不动水体模型及随机传输函数模型等各种各样描述溶质运移的模型，并对它们的准确性、灵活性、通用性和可操作性做出科学的评价，计算模型有待向高效、准确、实用的方向发展。　　

　　2．多相介质的存在对地下水中污染物迁移的影响研究

　　地下水环境存在固、液二相物质，这二相的溶质吸附机理和吸附参数的确定也是目前需要研究的内容之一。目前大多数的地下水溶质迁移模拟研究都是针对非吸附性溶质如Cl-、Br-等离子进行的，而对吸附性溶质的水动力弥散试验研究还不多。与地表水溶质迁移不同，地下水中的溶质同时受到固、液两相的影响，在非饱和带还受到气体的影响，多相介质对溶质的吸附和反应对溶质浓度分布和溶质迁移的影响很大，因此应加强对存在的各种吸附和化学反应的机理的研究。　　

　　3．污染物在非饱和带中的运移转化规律的研究

　　由于一般污染物并非直接接触地下含水层，而是经过非饱和带向下迁移的，而非饱和带由气、液、固三相组成，现有模型一般都忽略气相，而对于易挥发性元素的迁移，如铵态氮，必然涉及到气体在非饱和带中的运移问题。另外，研究非饱和带溶质运移时应考虑不流动水的影响，特别在溶质为核素或有毒有害物质时，该研究可以降低因预测不精确而带来的负面影响，但目前不流动水的范围划分还比较模糊，在建立模型时，对于实验条件及方程求解的假设条件过多，不能反映整个非饱和带的共性，尤其是非饱和带中影响水文地球化学和动力学作用的因素很多，污染物在非饱和带运移时，还会发生各种复杂的物理、化学和生物反应，导致各种物质浓度发生变化，因此对污染物在非饱和带的迁移机理研究则应进一步加强，并将非饱和带与饱和带联系起来，建立更为合理的整体模型进行研究。　　