污染水文地质学 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1地下水资源 1

1.2地下水污染物类型 2

1.3饮用水标准 12

1.4风险与饮用水 15

1.5地下水污染物来源 17

1.5.1类别Ⅰ：排放设施 18

1.5.2类别Ⅱ：储存、处理或处置设施 19

1.5.3类别Ⅲ：物料传输设备 24

1.5.4类别Ⅳ：其他有计划作业的排放后果 25

1.5.5类别V：为受污染的水进人含水层提供管道 26

1.5.6类别Ⅵ：因人类活动导致或加速的天然排放 27

1.6地下水污染源的相对排序 27

1.7地下水污染的长期性问题 30

1.8数学和流体运动方程回顾 31

1.8.1导数 31

1.8.2达西定律 32

1.8.3水头和渗透系数的标量、矢量和张量特性 32

1.8.4变形介质中流体运动方程的推导 34

1.8.5数学符号 35

参考文献 36

习题 38

第2章 饱和介质中的物质迁移 39

2.1引言 39

2.2浓度梯度作用下的迁移 39

2.3对流迁移 42

2.4机械弥散 44

2.5水动力弥散 45

2.6溶质迁移的对流-弥散方程的推导 46

2.7扩散与弥散 48

2.8对流-弥散方程的解析解 49

2.8.1求解方法 49

2.8.2边界条件和初始条件 50

2.8.3浓度的一维阶跃变化（第一类边界） 51

2.8.4一维连续注入流场（第二类边界） 51

2.8.5第三类边界条件 54

2.8.6一维段塞注入流场 55

2.8.7连续注入均匀二维流场 55

2.8.8段塞注入均匀二维流场 59

2.9横向弥散作用 62

2.10试验确定弥散度 63

2.10.1实验室试验 63

2.10.2野外试验 66

2.10.3单井示踪剂试验 67

2.11弥散的尺度效应 69

2.12溶质迁移的随机模型 73

2.12.1简介 73

2.12.2非均质性的随机描述 73

2.12.3溶质迁移的随机方法 75

2.13野外尺度弥散的分形几何理论 80

2.13.1简介 80

2.13.2分形数学 80

2.13.3分形几何和弥散 80

2.13.4渗透系数的分形标度 82

2.14表观纵向弥散度和野外尺度关系的回归分析 84

2.15溶质迁移的确定型模型 84

案例研究：加拿大安大略省Bordon垃圾填埋场污染羽 87

2.16裂隙介质中的溶质迁移 93

2.17小结 97

本章符号 98

参考文献 99

习题 103

第3章 溶质转化、阻滞和衰减 105

3.1引言 105

3.2化学反应类型 105

3.3吸附过程 106

3.4表面反应平衡 107

3.4.1线性吸附等温线 107

3.4.2 Freundlich吸附等温线 109

3.4.3 Langmuir吸附等温线 110

3.4.4平衡阻滞对溶质迁移的影响 111

3.5非平衡（动力）吸附模型 114

3.6疏水（有机）化合物的吸附作用 116

3.6.1简介 116

3.6.2土壤或含水层有机碳上的分配 117

3.6.3由Kow估计Koc 118

3.6.4由溶解度估计Koc 120

3.6.5由分子结构估计Koc 122

3.6.6多溶质效应 124

案例研究：木馏油在水中的溶解 124

3.7均相反应 126

3.7.1简介 126

3.7.2化学平衡 126

3.7.3化学动力学 127

3.7.4化学反应中的Tenads 127

3.8放射性衰变 129

3.9生物降解 130

3.10胶体迁移 134

案例研究：加拿大安大略省Borden砂质含水层在天然地下水梯度下反应性和非反应性溶质的大尺度野外试验 135

3.11小结 140

本章符号 140

参考文献 141

习题 145

第4章 包气带中的水流和物质迁移 147

4.1引言 147

4.2作为多孔介质的土壤 147

4.3土壤胶体 148

4.4双电层 148

4.5盐度对土壤渗透系数的影响 150

4.6包气带水流 151

4.6.1土水势 151

4.6.2土壤水分特征曲线 152

4.6.3滞后现象 156

4.6.4土壤水分特征曲线绘制 158

4.6.5土水势的测量 158

4.6.6包气带的渗透系数 160

4.6.7 Buckingham流动定律 163

4.6.8 Richards方程 163

4.6.9气相迁移 164

4.7包气带中的物质迁移 164

4.8物质迁移平衡模型 165

4.9物质迁移非平衡模型 167

4.10阴离子排斥 168

案例研究：溶质和湿润锋面的相对运动 170

4.11包气带优势流动路径 172

4.12小结 174

本章符号 175

参考文献 175

习题 177

第5章 多相流 178

5.1引言 178

5.2基本概念 179

5.2.1饱和度 179

5.2.2表面张力和湿润性 179

5.2.3毛管压力 180

5.2.4相对渗透率 182

5.2.5两相流的达西定律 185

5.2.6流体势和水头 186

5.3轻非水相液体（LNAPLs）的迁移 189

5.4 NAPLs的挥发 194

5.5漂浮物厚度的测量 198

5.6潜水面升降对LNAPLs分布的影响 205

案例研究：喷气燃料的泄漏——潜水面下降对产物回收的影响 206

5.7重非水相液体（DNAPLs）的迁移 208

5.7.1相对迁移率 208

5.7.2包气带中的迁移 209

5.7.3饱和带中的垂直运动 210

5.7.4饱和带中的水平运动 211

案例研究：潜水面以下一个储存罐泄漏的四氯乙烯的移动 213

5.7.5裂隙中的DNAPL流 215

5.7.6 DNAPL的溶解 218

5.8 LNAPLs和DNAPLs的监测 218

5.9小结 221

本章符号 221

参考文献 222

习题 225

第6章 地下水中的无机化学物质 226

6.1引言 226

6.2浓度单位和活度 226

6.3化学平衡和质量作用定律 227

6.4氧化-还原反应 230

6.5 pH和Eh的关系 234

6.5.1 pH 234

6.5.2 Eh和pH的关系 235

6.5.3 Eh-pH图 235

6.5.4 Eh-pH图的绘制实例 238

6.6金属络合物 247

6.6.1阳离子的水合作用 247

6.6.2络合作用 248

6.6.3有机络合剂 248

6.7非金属无机污染物的化学性质 249

6.7.1氟化物 249

6.7.2氯和溴 250

6.7.3硫 250

6.7.4氮 252

6.7.5砷 252

6.7.6硒 254

6.7.7磷 254

6.8金属的化学性质 254

6.8.1铍 254

6.8.2锶 255

6.8.3钡 255

6.8.4钒 255

6.8.5铬 255

案例历史：美国得克萨斯州Odessa地下水的六价铬污染 256

6.8.6钴 258

6.8.7镍 258

6.8.8钼 258

6.8.9铜 259

6.8.10银 259

6.8.11锌 259

6.8.12镉 259

6.8.13汞 259

6.8.14铅 260

6.9放射性同位素 261

6.9.1简介 261

6.9.2放射性核素阳离子的吸附 262

6.9.3铀 262

案例历史：美国俄亥俄州Fernald地下水的铀污染 265

6.9.4钍 267

6.9.5镭 268

6.9.6氡 269

6.9.7氚 269

6.10地球化学分带 270

6.11小结 272

本章符号 272

参考文献 273

习题 275

第7章 地下水中的有机化合物 277

7.1引言 277

7.2有机化合物的物理性质 277

7.3有机化合物的分子结构与命名 278

7.3.1烃类 278

7.3.2芳香烃 282

7.4石油和煤焦油 285

7.4.1石油馏分 285

7.4.2煤焦油 287

7.4.3与石油产品和煤焦油有关的地下水污染 288

7.5官能团 289

7.5.1有机卤化物 289

7.5.2醇 291

7.5.3醚 292

7.5.4醛和酮 292

7.5.5羧酸 293

7.5.6酯 293

7.5.7酚 295

7.5.8含氮有机化合物 296

7.5.9含硫含磷有机化合物 297

7.6有机化合物的降解 298

7.6.1简介 298

7.6.2烃类的降解 299

7.6.3氯代烃类的降解 302

7.6.4有机农药的降解 305

7.7有机分子生物降解实例 306

7.7.1简介 306

7.7.2氯代乙烷和氯代乙烯 306

7.7.3芳族化合物 308

7.8地下水中的有机物分析 309

7.9指纹法分析石油馏分和煤焦油 314

7.10小结 321

参考文献 322

习题 326

第8章 地下水和土壤监测 328

8.1引言 328

8.2监测孔设计 328

8.2.1一般原则 328

8.2.2监测孔套管 329

8.2.3监测孔过滤器 333

8.2.4自然井和滤层填充井 334

8.2.5环形封孔 335

8.2.6保护性套管 336

8.2.7过滤器的长度和位置 336

8.2.8监测孔设计小结 338

8.3监测孔的安装设施 339

8.3.1污染净化措施 339

8.3.2钻探方法 340

8.3.3在污染土层中钻探 344

8.4样品采集 344

8.5监测孔的安装 346

8.6监测孔成孔 350

8.7监测孔施工中的记录工作 352

8.8监测孔和钻孔的废弃 354

8.9地下水监测多层采样装置 354

8.10无钻井情况下的地下水取样方法 356

8.11井孔取样 359

8.11.1简介 359

8.11.2洗井 359

8.11.3取样设备 360

8.12监测孔的低流量净化 362

8.13土壤蒸气监测 363

8.13.1简介 363

8.13.2土壤蒸气监测方法 364

8.14土壤水取样 365

8.14.1简介 365

8.14.2空吸渗透仪 365

8.14.3空吸渗透仪的安装 365

8.15小结 367

参考文献 368

第9章 场地修复 371

9.1引言 371

9.2控制污染源的方法 372

9.2.1固体废物 372

9.2.2清除与处置 372

9.2.3包围 373

9.2.4水动力隔离 376

9.3抽出-处理系统 377

9.3.1概述 377

9.3.2捕获带 380

9.3.3捕获带的计算 382

9.3.4优化抽水-注水系统 388

9.3.5污染羽的永久稳定化 389

9.4抽出地下水的后处理系统 389

9.4.1概述 389

9.4.2无机污染物的处理 390

9.4.3溶解有机物的处理 390

9.5非水相液体的回收 391

9.6泄漏地下储存罐的清除 395

9.7土壤蒸气抽提 396

9.8曝气法和生物漱洗法 399

9.9生物修复 400

9.9.1简介 400

9.9.2烃类的内在生物降解 401

9.9.3烃类的增强式生物修复 402

9.9.4有机氯化物的生物修复 404

案例研究：氯代乙烯的强化生物降解 404

9.10组合方法 405

案例研究：在地下水盆地上采用抽出-处理地下水修复方法的有效性 408

案例研究：回收地下水位以下的池化DNAPL 409

案例研究：在汽车制造厂油库场地内的土壤和地下水修复 411

9.11小结 413

本章符号 414

参考文献 414

附录A误差函数值 418

附录B Bessel函数 419

附录C W （tD，B）值 422

附录D指数积分 424

附录E单位缩写 425

附录F Visual MODFLOW软件说明（自斯伦贝谢水务） 426

索引 428