土壤地下水污染治理健康风险分析系统研究

论文题目: 土壤地下水污染治理健康风险分析系统研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 水利工程

作者: 陈炼钢

导师: 武晓峰

关键词: 健康风险,污染治理,土壤地下水,挥发

文献来源: 清华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 针对土壤地下水污染,传统的按照环境标准来制定治理目标的模式经过多年实践发现难以成功地实施。为解决这一问题,风险的理念以及健康风险评价技术开始逐步引入土壤地下水污染治理领域,并已经发展出基于健康风险的治理模式。在众多风险子模式中,美国材料与试验协会ASTM发展的RBCA模式应用最为广泛与成功。因此,本次论文工作主要借鉴RBCA模式,同时吸收该领域最新的研究成果,系统地引入并发展土壤地下水污染治理健康风险分析评价的理论体系,并将其开发为软件工具。体系的核心由一系列模型组成:健康风险评价模型、污染物在环境中的迁移衰减模型、基于健康风险确定污染物治理目标和监测目标的模型、NAPL判断和分析模型等。应用开发的土壤地下水污染治理健康风险分析系统软件,对某水源地四氯化碳污染的潜在健康风险进行了分析研究。该水源地是我国北方一座大型城市的三大供水水源地之一,其主要水源——岩溶水目前已受到四氯化碳污染,主要污染源为一位于水源地补给区上的农药厂。论文对污染区的13个典型污染井点从地下水饮用、室内挥发和室外挥发三个暴露途径分析评价了其可能导致的健康风险;同时对整个污染区的风险分布进行了初步评估;此外还对推断存在的厂内四氯化碳泄漏点进行了室外挥发暴露的分析评价。结果表明:地下水饮用是危害最大的暴露途径,同时室内挥发暴露导致的健康风险也超过风险可接受限值;此外,推断存在的厂内四氯化碳泄漏点危害相当严重,其通过室外挥发暴露的最大可能影响范围远达1280m。如果水源地中的四氯化碳污染要满足可接受风险限值的要求,其浓度须控制在3.3ug/L以下。此外,本次研究过程中还建立了一种新的计算处于非饱和区土壤中和地下水中VOC室外挥发因子的模型。土壤地下水中VOC挥发进入大气包括三个过程:土层中的分子扩散和对流运移、大气粘性副层中的分子扩散、大气混合区中的混合与迁移,通过质量守恒定理将这三个过程结合创建出新的计算土壤地下水中VOC室外挥发因子的模型。新模型将为评价土壤地下水中VOC经由室外挥发暴露引起的健康风险提供更科学、更完善的方法。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第1章 引言

1.1 课题背景及研究意义

1.1.1 土壤地下水污染的严峻现状及危害

1.1.2 健康风险分析在土壤地下水污染治理中的引入

1.1.3 研究的意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 国外研究进展

1.2.2 国内研究进展

1.3 基于健康风险的土壤地下水污染治理RBCA 模式

1.3.1 初步评价

1.3.2 应急措施

1.3.3 一级评价分析

1.3.4 二级评价分析

1.3.5 三级评价分析

1.3.6 修复

1.3.7 监测

1.4 研究内容与技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

1.5 本章小结

第2章 土壤地下水污染治理健康风险分析系统的理论基础

2.1 健康风险评价

2.1.1 危害鉴定（Hazard Identification）

2.1.2 暴露评价（Exposure Assessment）

2.1.3 剂量-效应评价（Dose-Response Assessment）

2.1.4 风险表征（Risk Characterization）

2.2 土壤地下水中污染物在环境中的迁移衰减

2.2.1 垂向自然衰减因子

2.2.2 横向自然衰减因子

2.3 基于健康风险确定污染物的治理目标

2.3.1 非饱和区土壤中污染物治理目标的确定

2.3.2 地下水中污染物治理目标的确定

2.4 基于健康风险确定污染物的监测目标

2.4.1 大气监测目标的确定

2.4.2 地下水监测目标的确定

2.5 NAPL 的判断与分析

2.5.1 NAPL 判断

2.5.2 NAPL 相存在时暴露浓度的计算

2.6 本章小结

第3章 土壤地下水污染治理健康风险分析系统的软件实现

3.1 系统的结构与特点

3.2 系统的功能

3.3 系统界面概述

3.4 本章小结

第4章 某水源地四氯化碳污染治理健康风险分析评价

4.1 区域概况

4.1.1 自然地理概况

4.1.2 水文地质条件

4.2 污染状况分析

4.2.1 污染源及其污染途径

4.2.2 四氯化碳污染的空间分布

4.2.3 四氯化碳污染的程度

4.3 健康风险评价

4.3.1 评价参数取值

4.3.2 典型污染井点的健康风险评价

4.3.3 区域风险分布评估

4.3.4 厂内四氯化碳泄漏点的室外挥发暴露分析

4.4 基于健康风险确定治理目标

4.4.1 基于单一暴露途径确定治理目标

4.4.2 累积风险调整

4.5 讨论与建议

4.6 本章小结

第5章 土壤地下水中VOC 的室外挥发因子模型研究

5.1 非饱和区土壤中VOC 的室外挥发因子模型

5.1.1 挥发机理分析

5.1.2 挥发因子模型

5.1.3 实例分析

5.2 非饱和区土壤VOC 室外挥发因子模型中的参数影响分析

5.2.1 风速的影响

5.2.2 土壤有机碳含量的影响

5.2.3 土壤含水率的影响

5.2.4 污染源顶埋深的影响

5.2.5 污染源沿风向长度的影响

5.3 地下水中VOC 的室外挥发因子模型

5.3.1 挥发机理分析

5.3.2 挥发因子模型

5.3.3 实例分析

5.4 地下水VOC 室外挥发因子模型中的参数影响分析

5.4.1 风速的影响

5.4.2 毛细带厚度的影响

5.4.3 渗流带含水率的影响

5.4.4 地下水埋深的影响

5.4.5 污染源沿风向长度的影响

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

发布时间: 2007-03-14

参考文献

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