一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，包括：采集不同土壤深度数据，计算土壤中有机污染物含量；计算污染物在土壤中的分配系数；基于分配系数对土壤NAPL相进行判断；基于分配系数及判断结果计算有机物的迁移扩散系数；计算有机物的综合降解速率，对土壤生态系统有机物迁移降解进行预测，获得预测结果；本发明专利技术考虑了NAPL相判定，考虑不同土壤质地对有机污染物滞留系数；考虑有机物在土壤中综合降解速率，建立降解时间与污染物浓度

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法


[0001]本专利技术属于土壤检测领域，特别是涉及一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法。

技术介绍

[0002]土壤生态系统，由土壤水分、土壤气体、土壤固体颗粒、土壤微生物构成，土壤中挥发性有机物，可以溶解在土壤水中成为水相污染物，挥发于土壤气中，成为气态污染物，也可以吸附于土壤固体颗粒上；挥发于土壤气中有机物由土壤扩散至地表进入大气呼吸层，溶解于土壤水中有机物可淋溶至地下水潜水层(第一层地下水)，吸附于土壤固体颗粒的有机物可由土壤微生物降解，同时土壤与大气呼吸层接触界面上，吸附于土壤固体颗粒的有机物可随地表土壤飘尘进入大气呼吸层，成为飘尘颗粒态有机污染物。
[0003]现有技术HJ25.3
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2019《建设用地土壤污染风险评估技术导则》附录F污染物扩散迁移推荐模型只是简单考虑污染物在土壤中扩散，没有考虑土壤对有机污染物滞留系数；现有技术HJ25.3只是简单考虑污染物土壤
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土壤气
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土壤水三相平衡，没有考虑土壤NAPL相；现有技术HJ25.3没有考虑土壤污染物随时间降解作用；土壤有机物挥发、随地表飘尘进入大气呼吸层时，现有技术HJ25.3只是简单设置空气中可吸入颗粒物含量、大气流速风速、混合高度为固定参数，不尽合理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]本专利技术在判断NAPL相基础上建立土壤三相平衡模型，考虑土壤滞留系数对有机物扩散影响，综合考虑淋溶、挥发、生物作用等对土壤有机物动态降解，预测土壤有机物在大气呼吸层、地下水潜水等环境介质中的浓度和通量。方法中，土壤有机物挥发、随地表飘尘进入大气呼吸层时，统计并筛选评价区气象资料，计算场地不利气象条件下呼吸层风速，计算不同大气稳定度下大气铅直扩散参数作为混合高度，并以飘尘起尘模型估计进入大气呼吸层中土壤颗粒物含量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，包括：
[0007]采集不同深度土壤数据，生成土壤深度数据集；
[0008]基于所述土壤深度数据集计算土壤中综合有机污染物含量；
[0009]基于所述土壤中综合有机污染物含量计算污染物在土壤中的分配系数；
[0010]基于所述分配系数对土壤NAPL相进行判断，生成判断结果；
[0011]基于所述分配系数及判断结果计算有机物在土壤生态系统中的迁移扩散系数；
[0012]基于所述迁移扩算系数计算有机物在土壤中的降解速率，对土壤生态系统的有机物迁移降解进行预测，获得预测结果。
[0013]优选地，所述土壤数据集包括：土壤综合孔隙比、综合孔隙中水气比例、综合土壤容重、综合有机质含量；
[0014]所述土壤综合孔隙比根据不同土壤深度的孔隙体积比及非饱和层厚度计算获得；
[0015]所述综合孔隙中水气比例根据不同土壤深度的孔隙水气体积比及非饱和层厚度计算获得；
[0016]所述综合土壤容重根据不同土壤深度的容重及及非饱和层厚度计算获得；
[0017]所述综合有机质含量根据不同土壤深度的有机质含量及非饱和层厚度计算获得；
[0018]所述土壤包括土壤表层非饱和层、土壤中层非饱和层、土壤深层非饱和层、土壤深层毛细管层。
[0019]优选地，计算土壤中综合有机污染物含量的过程包括：
[0020]基于所述土壤深度数据集获得不同土壤深度有机污染物含量；
[0021]根据所述不同土壤深度有机污染物含量及非饱和层厚度计算获得综合有机污染物含量。
[0022]优选地，所述污染物在土壤中的分配系数包括：
[0023]有机物在土壤气
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土壤水中分配系数，有机物在土壤
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土壤水中分配系数，有机物在土壤
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土壤气中分配系数；
[0024]所述有机物在土壤气
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土壤水中分配系数通过亨利常数、气体常数及土壤温度计算获得；
[0025]所述有机物在土壤
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土壤水中分配系数通过土壤非饱和层中孔隙水气体积比、土壤固体颗粒
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土壤水中污染物分配系数、土壤不饱和层容重及所述土壤气
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土壤水中分配系数计算获得；
[0026]所述有机物在土壤
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土壤气中分配系数通过所述有机物在土壤气
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土壤水中分配系数及所述有机物在土壤
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土壤水中分配系数的比值获得。
[0027]优选地，所述对土壤NAPL相进行判断包括：
[0028]存在单个有机物时，单一有机物低于目前环境温度下水中饱和溶解度时，则不存在NAPL相；
[0029]存在N个有机物时，若水中有机污染物溶解浓度低于环境温度下有效溶解度，则不存在NAPL相。
[0030]优选地，所述迁移扩散系数包括：
[0031]土壤有机物在土壤气中迁移扩散系数、土壤有机物在土壤水中迁移扩散系数；
[0032]所述土壤有机物在土壤气中迁移扩散系数通过土壤气态污染物在土壤非饱和层中理想扩散系数及土壤污染物在土壤非饱和层气污染物滞留系数计算获得；
[0033]所述土壤有机物在土壤水中迁移扩散系数通过土壤水污染物在土壤非饱和层中有效扩散系数及不同土壤深度计算获得；
[0034]所述土壤非饱和层中有效扩散系数通过降雨率、灌溉率、地形长度、高度差及土壤污染物在土壤非饱和层水污染物滞留系数计算获得；
[0035]所述土壤污染物在土壤非饱和层水污染物滞留系数通过土壤容重、土壤
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土壤水中污染物分配系数及土壤综合孔隙比计算获得。
[0036]优选地，所述有机物在土壤中的降解速率通过土壤中生物降解速率、土壤水污染
物淋溶速率、气态挥发速率计算获得；
[0037]所述土壤水污染物淋溶速率通过土壤有机物在土壤水中迁移扩散系数扩散系数、土壤颗粒密度及土壤气
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土壤水分配系数计算获得；
[0038]所述气态挥发速率通过所述土壤有机物在土壤气中迁移扩散系数、高度及所述土壤
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土壤气中分配系数计算获得。
[0039]优选地，所述对土壤生态系统的有机物迁移降解进行预测，获得预测结果的过程还包括：
[0040]计算各土壤有机物在各环境介质中质量浓度及土壤飘尘有机物质量浓度及通量；
[0041]所述土壤有机物在各环境介质中质量浓度包括土壤有机物挥发进入大气质量浓度及通量、土壤有机物淋溶进入地下水质量浓度及通量；
[0042]所述土壤飘尘有机物质量浓度及通量包括飘尘起尘量估算、有机物在飘尘中质量浓度和通量。
[0043]优选地，还包括：
[0044]根据连续一年逐时逐次的气象数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，其特征在于，包括以下步骤：采集不同深度土壤数据，生成土壤深度数据集；基于所述土壤深度数据集计算土壤中综合有机污染物含量；基于所述土壤中综合有机污染物含量计算污染物在土壤中的分配系数；基于所述分配系数对土壤NAPL相进行判断，生成判断结果；基于所述分配系数及判断结果计算有机物在土壤生态系统中的迁移扩散系数；基于所述迁移扩算系数计算有机物在土壤中的降解速率，对土壤生态系统的有机物迁移降解进行预测，获得预测结果。2.根据权利要求1所述的基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，其特征在于：所述土壤数据集包括：土壤综合孔隙比、综合孔隙中水气比例、综合土壤容重、综合有机质含量；所述土壤综合孔隙比根据不同土壤深度的孔隙体积比及非饱和层厚度计算获得；所述综合孔隙中水气比例根据不同土壤深度的孔隙水气体积比及非饱和层厚度计算获得；所述综合土壤容重根据不同土壤深度的容重及及非饱和层厚度计算获得；所述综合有机质含量根据不同土壤深度的有机质含量及非饱和层厚度计算获得；所述土壤包括土壤表层非饱和层、土壤中层非饱和层、土壤深层非饱和层、土壤深层毛细管层。3.根据权利要求1所述的基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，其特征在于：计算土壤中综合有机污染物含量的过程包括：基于所述土壤深度数据集获得不同土壤深度有机污染物含量；根据所述不同土壤深度有机污染物含量及非饱和层厚度计算获得综合有机污染物含量。4.根据权利要求1所述的基于时间动态变化的土壤有机物迁移降解预测方法，其特征在于，所述污染物在土壤中的分配系数包括：有机物在土壤气
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土壤水中分配系数，有机物在土壤
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土壤水中分配系数，有机物在土壤
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土壤气中分配系数；所述有机物在土壤气
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土壤水中分配系数通过亨利常数、气体常数及土壤温度计算获得；所述有机物在土壤
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土壤水中分配系数通过土壤非饱和层中孔隙水气体积比、土壤固体颗粒
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土壤水中污染物分配系数、土壤不饱和层容重及所述土壤气
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土壤水中分配系数计算获得；所述有机物在土壤
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土壤气中分配系数通过所述有机物在土壤气
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土壤水中分配系数及所述有机物在土壤
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土壤水中分配系数的比值获得。5.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡莹，王德宝，曹小育，赵丹丹，张溶，
申请(专利权)人：中国市政工程东北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：