發(fā)布時(shí)間：2020-11-20 22:31

　　 氮肥是肥料工業(yè)的重要組成部分,然而隨著肥料生產(chǎn)企業(yè)大量搬離城市中心,遺留污染場地的土壤及地下水中高濃度氨氮對周邊環(huán)境可能造成嚴(yán)重影響。為探究肥料生產(chǎn)場地的氨氮污染特征及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)控制,本研究以我國某肥料生產(chǎn)場地為研究對象,通過場地調(diào)查,識(shí)別并分析了該場地土壤及地下水中氨氮的空間分布特征。對于地下水氨氮污染控制,考慮到氨氮與硝酸鹽、亞硝酸鹽間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,本研究通過MIN-3P軟件設(shè)置不同運(yùn)移情景,推測該場地地下水“三氮”(氨氮、硝酸鹽和亞硝酸鹽)的未來變化趨勢,并分析不同情景下模擬結(jié)果的差異;對于土壤氨氮污染控制,本研究從人體健康和場地地下水為保護(hù)對象分別討論了土壤氨氮風(fēng)險(xiǎn)控制目標(biāo)值的計(jì)算方法,以期為氨氮污染場地的風(fēng)險(xiǎn)管控提供借鑒。研究結(jié)果表明:(1)目標(biāo)場地土壤氨氮含量為0.03~15000 mg/kg,水平方向上高值區(qū)集中分布于核心生產(chǎn)區(qū)及原輔料堆場,垂直方向上總體表現(xiàn)為由上至下隨深度增加呈先逐步升高后降低的趨勢,且富集于人工填土與原狀粉質(zhì)黏土交界處,粉質(zhì)黏土阻礙氨氮向下遷移,并隨地層結(jié)構(gòu)變化,氨氮的遷移深度不同。該研究場地上層滯水和潛水氨氮濃度分別為19.10~3320和0.03~219 mg/L,超標(biāo)率分別為100%和57.89%(GB/T 14848-2017氨氮III類水限值)。地下水與土壤的氨氮在水平空間分布上具有重疊特征。此外,土壤游離氨(NH_3)和氨氮間呈顯著線性正相關(guān)關(guān)系;上層滯水游離氨濃度范圍為0~1518 mg/L,占總氨氮比例的0~80%,平均占比22.28%;潛水中游離氨濃度范圍為0~0.86 mg/L,占總氨氮濃度的0~8.71%,即潛水中氨氮主要由銨離子(NH_4~+)構(gòu)成。(2)地下水“三氮”遷移較緩慢,均有向場地下邊界遷移同時(shí)向四周發(fā)生擴(kuò)散的趨勢。其中,氨氮在地下水中的生物化學(xué)過程不顯著,其濃度衰減主要來自地下水的稀釋作用,因此氨氮在三種情景下的預(yù)測結(jié)果較為一致。因情景一、二、三的模擬復(fù)雜程度依次遞進(jìn),在兼顧減少時(shí)間成本和保證預(yù)測合理性條件下,情景一(僅考慮對流-擴(kuò)散作用)即可滿足氨氮的預(yù)測需求。硝酸鹽和亞硝酸鹽在地下水中存在較強(qiáng)烈的生物化學(xué)過程,表現(xiàn)為硝酸鹽的大幅度降低以及亞硝酸鹽的顯著累積。但微生物量變化對硝酸鹽模擬結(jié)果影響較小,而對亞硝酸鹽則影響較大。因此,硝酸鹽在情景二(不考慮微生物凋亡的反應(yīng)傳輸)中的模擬結(jié)果即可滿足預(yù)測需求,而亞硝酸鹽則可能需在更保守的條件下進(jìn)行(如情景三:考慮微生物凋亡的反應(yīng)傳輸)。選擇合適的模擬情景對后續(xù)的地下水污染風(fēng)險(xiǎn)分析工作至關(guān)重要。在進(jìn)行地下水污染控制過程中,應(yīng)注意亞硝酸鹽累積帶來的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及硝酸鹽的過度修復(fù)問題。(3)因氨氮主要通過呼吸吸入揮發(fā)性氣體產(chǎn)生暴露,且僅有經(jīng)呼吸暴露的毒性參數(shù),故采用HJ 25.3-2014中經(jīng)呼吸暴露途徑的非致癌效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制值計(jì)算模型計(jì)算土壤氨氮的控制目標(biāo),通過代入場地實(shí)測土壤土-水分配系數(shù)K_d,得到居住用地下的土壤氨氮控制目標(biāo)值為9195 mg/kg;若考慮保護(hù)地下水水質(zhì)安全,據(jù)三相或兩相平衡模型耦合氨氮在包氣帶衰減和地下水稀釋作用,當(dāng)目標(biāo)場地地表無積水時(shí),這種入滲條件下的土壤氨氮控制目標(biāo)值為6203 mg/kg;當(dāng)?shù)貙訌纳现料鲁曙柡秃�水條件時(shí),土壤氨氮控制目標(biāo)為811 mg/kg。計(jì)算值可用作不同場地進(jìn)行土壤氨氮風(fēng)險(xiǎn)管控的參考目標(biāo),實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合不同場地環(huán)境條件、不同受體和保護(hù)目標(biāo),選擇相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制值對場地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控。
【學(xué)位單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X786;X820.4
【部分圖文】：

碩士學(xué)位論文斷我國肥料產(chǎn)業(yè)的全國分布狀況（見圖 1-1）。氮肥是銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、銨態(tài)-硝態(tài)氮肥和酰胺態(tài)氮肥的總稱，在我國肥料產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位[7]。我國氮肥產(chǎn)量隨時(shí)間變化是顯著增加的（圖 1-2），其產(chǎn)量的年增長率保持在 5%上下浮動(dòng)，且其變化趨勢與肥料總年產(chǎn)量的年增長率變化趨勢保持一致，說明總肥料產(chǎn)量的增加與氮肥的增產(chǎn)聯(lián)系緊密。截至 1997年，我國氮肥年產(chǎn)量為 2074.9 萬噸，占肥料總年產(chǎn)量的 73.6%，直至 2015 年，氮肥年產(chǎn)量達(dá)到 4970.6 萬噸，依然占據(jù)我國肥料總產(chǎn)量的 66.9%。此外，隨著氮肥生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟，我國氮肥產(chǎn)量同時(shí)拉動(dòng)了全球氮肥的發(fā)展，2009 年我國氮肥產(chǎn)量（3608 萬噸）達(dá)到了全球生產(chǎn)比重的 34%，同年，我國成為了僅次于俄羅斯的氮肥第二大出口國，出口量達(dá)到全球的 8%[7]，這使我國在全球氮肥生產(chǎn)中扮演者重要角色。

反應(yīng)；2—反硝化反應(yīng)；3—厭氧氨氧化反應(yīng)；4—亞硝化異化還原反應(yīng)；小寫字母(a、b、c、d)表示反應(yīng)進(jìn)程順序圖 1-5 氨氮轉(zhuǎn)化途徑Fig.1-5 Transformation pathway of ammonia-nitrogen下水氨氮污染的風(fēng)險(xiǎn)管控染帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)然活動(dòng)造成的土壤-地下水氨氮污染將對周邊生�；�于人體的急性暴露試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)空氣氨 2 h 的暴露條件下，人的眼睛、鼻子和呼吸道將周邊的居民進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空氣氨12.2年時(shí)，人體呼吸道、眼睛、咽喉以及肺部功能游離氨是對人體產(chǎn)生暴露的關(guān)鍵。US EPA 基于上，ATSDR 部門給出了經(jīng)呼吸吸入的人體最小風(fēng)(kg·d)（急性呼吸暴露）和 0.5 mg/(kg·d)（慢性呼

圖 2-1 原廠區(qū)工藝布局Fig.2-1 The layout of the factory area.2 自然地理?xiàng)l件.2.1 氣象氣候條件本研究場地所在區(qū)域地處中緯度地帶，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣℃，極端最高氣溫 41℃，極端最低氣溫為-20.6℃，年平均降水量為 998.4 mm大降水量為 1541.9 mm（1954 年），最小降水量為 573.0 mm（1978 年），降年內(nèi)分配明顯不均，其中 6~8 月份見水量最多，約為全年的 42%；年平均蒸 1495.1 mm；年均風(fēng)速 2.8 m/s，年日照時(shí)間約 2000 小時(shí)，年均無霜期 228 天均相對溫度為 77%。該區(qū)域全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南（EN）風(fēng)，夏季多東南（S和南（S）風(fēng)，冬季為東北（NE）風(fēng)和西北（NW）風(fēng)，歷年最大風(fēng)速為 21.3 m年平均風(fēng)速為 2.8 m/s。
【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2892089