【文献情报】|J. Contam. Hydrol.|曝气修复过程中水力循环的形成机制及其对硝基苯在不同尺寸均质含水层中迁移影响！

R语言与水文生态环境 · 公众号 · · 2025-03-14 00:02

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（一）基本信息

期刊： Journal of Contaminant Hydrology
中科院分区： 3区环境科学与生态学
影响因子（IF）：3.5

（二）作者信息

第一作者： Xuyang Chen
通讯作者： Meng Yao
第一作者单位： School of Environmental Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China
原位连接： https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2025.104529

（三）文章亮点

（1）观察到了不同介质尺寸的均质含水层中的水力循环现象；
（2）水力循环的形成需要一定的注气速率；
（3）水力循环明显增大了AS过程中的ZOI面积；水力循环对硝基苯的迁移行为有明显的影响；
（4）揭示了水力循环的形成机理。

（四）摘要

众所周知，在空气扰动( AS )过程中，孔隙水流动会给含水层的修复效果和程度带来不确定性。本研究采用光传输可视化技术，研究了AS过程中水力循环迁移行为、影响因素及其对硝基苯迁移的影响。实验结果表明，当注气速率( Q )超过临界阈值( Qc )时，孔隙水流动在不同介质尺寸的均质含水层中引起水力循环。中砂含水层Qc约为300 L / h，粗砂含水层Qc约为100 L / h，砾石含水层Qc约为0.5 L / h。结果表明，水力循环流速与Q呈线性正相关，而影响区( ZOI )面积与Q呈对数相关。在含粗砂的含水层中，连续的渠化水流阻碍了污染物从左侧水力循环区向右侧水力循环区的迁移。相反，在砾石含水层中，不连续的泡状流允许污染物在区域之间迁移，这增加了污染物羽流范围扩大的风险。此外，在中砂和粗砂含水层中，水力循环主要由烟囱效应引起，而在砾石含水层中，振荡气泡效应显著。这一观测结果解释了砾石含水层的水力循环效应优于中粗砂含水层的原因。这些发现有望有助于拓展AS技术的修复机制，实现精准修复，提高污染物去除效果。

（五）图文赏析

Fig. 1. Schematic of the AS system (a) and internal structure of the plexiglass tank (b).

Fig. 2. Migration behavior and characteristic change of tracer under different air injection rates in medium sand aquifers

Fig. 3. Migration behavior and characteristic change of tracer under different air injection rates in coarse sand aquifer

Fig. 4. Migration behavior and characteristic change of tracer under different air injection rates in gravel aquifer

Fig. 5. Spatial and temporal distribution of nitrobenzene concentration under Kriging interpolation in the homogeneous aquifers with different medium sizes during AS remediation

Fig. 6. Nitrobenzene concentration change curve at homogeneous geological interface

Fig. 7. The total removal rate of NB outside the airflow zone of influence remediation by AS hydraulic circulation.

Fig. 8. Mechanism diagrams of hydraulic circulation in medium and coarse, (a) and gravel (b) aquifers.

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