工业用地土壤中砷污染的流体-力学-化学耦合模型及迁移规律

《Journal of Environmental Sciences》：Hydro-mechanical-chemical coupling model and migration law for arsenic pollution in soil of industrial land

　　

丁赫|王长虹|魏永清|胡宝林

摘要

随着全球工业化的快速发展，类金属砷（即As）造成的环境污染已成为一个严峻的挑战。了解砷的垂直迁移规律对于不同土层中的污染控制至关重要。因此，提出了多物理场的耦合理论。基于对中国长江三角洲某工业区受污染土壤的现场调查数据和采样分析，进行了渗透试验、迁移试验和孔隙变化试验。在四种类型的土壤中，分析了受污染土壤的物理和化学性质，并考虑了砷的吸附和解吸特性。以孔隙度、孔隙水压力和污染物浓度作为耦合变量，改进了水力-力学-化学耦合迁移模型。通过数值模拟，构建了一个三维可视化模型，以预测和掌握污染物砷的时空分布和迁移规律。模拟结果与试验数据及标准迁移模型计算值高度吻合。研究表明，砷浓度随土壤层埋深的增加而降低，这验证了多场耦合模型的准确性。该研究结果为重金属污染场地提供了一种预测方法，揭示了砷的迁移和变化规律，并为后续的重金属污染预防与控制及环境修复提供了理论依据。