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Hydrodynamics Modelling & Environmental Remediation Research Group

水动力过程模拟与环境修复研究团队

课题组在《Journal of Hydrology》发表降雨入渗对挥发性有机污染地块风险评估影响的研究论文
来源: | 作者:myan | 发布时间: 2021-11-18 | 388 次浏览 | 分享到:

      近日,课题组在挥发性有机污染地块风险评估研究领域取得重要科研进展,相关论文成果“A rainfall event may produce a biased estimation of the indoor vapor intrusion risk through exterior soil-gas sampling”发表在国际水文水资源领域顶级期刊《Journal of Hydrology》上。19级直博生杨鑫为论文第一作者,其导师鲁春辉教授为该论文的通讯作者。(论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.127117)


      土壤或地下水中的挥发性污染物(VOC)以气态的形式向上迁移并经由建筑物基础裂缝或墙体缺口进入室内的过程被称为蒸气入侵(Vapor intrusion),由于其隐秘性和高毒性,近年来一直是各国环保部门关注的重点。针对受VOC污染的风险地块,土壤气体采样一直被广泛用于环境调查与风险评估。根据采样位置的不同,土壤气体采样可分为建筑底部采样和外部采样。建筑地底部采样对该建筑物风险水平具有很好的代表性,但会对室内人员造成干扰,需征得相关人员同意;而外部采样方便易行,且覆盖范围相对较广,因而被广泛采用。


图1. 蒸汽入侵场景及土壤气体采样示意图


      然而,由于缺乏建筑物底板的遮蔽,外部土壤气体采样易受外界环境变化的影响(如降雨入渗、大气压波动等),这可能会导致从业者无法正确评估建筑物蒸气入侵风险程度。针对该问题,本论文采用数值模拟方法,建立了蒸气入侵场景下的考虑水气二相流的数值模型,研究了不同降雨事件在不同土壤质地中对于地下VOC浓度分布的影响,对比分析了建筑物底部采样与外部采样对降雨事件响应的差异性。研究结果表明降雨入渗过程对地下VOC浓度分布的影响有两个方面:一方面由于雨水与土壤水的混合以及VOC气体的溶解作用导致VOC浓度降低;另一方面由于降雨导致浅层土土壤含水率增加,阻碍了地下气态VOC向外界大气的释放,进而导致地下VOC浓度的增加。建筑底部与外部土壤气体浓度对比分析表明,在降雨事件之后,若土壤渗透性较强,采用外部土壤气体采样分析则可能会低估蒸汽入侵风险,若土壤渗透性较弱,则可能高估蒸汽入侵风险。研究成果可为从业人员通过外部土壤气体采样评估建筑物蒸汽入侵风险提供重要指导。