本文以勒拿河、叶尼塞河和鄂毕河3条北极冻土河流为研究流域，利用LOADEST模型建立了径流对河流污染物输出的预测模型，分析了污染物输移量年际间变化、河流污染物输出的季节性规律，阐述了径流和污染物输出浓度之间的关系。结果表明：北极3条大河的NH4+、 NO3-、 PO43-、 TDN、 TDP、 TSS的多年平均通量分别为39.24Gg/yr、 115.75Gg/yr、 12.74Gg/yr、 535.83Gg/yr、 28.49Gg/yr、 33 437.83 Gg/yr，且3条河流关键污染物总体输移量呈现下降趋势；3条河流径流量存在相似的季节分布特征，1～4月径流量较小，于6月达到峰值；PO43-、 TDN、 TDP、 TSS的输移主要发生在春、夏季，NH4+、 NO3-的输移主要发生在冬季，其中TSS、 PO43-的浓度随径流量增加而升高，NH4+、 NO...
多年冻土储存了大量的有机碳、氮素以及持久性有机污染物和汞等污染物。全球变暖背景下，目前全球大部分的多年冻土都处于退化状态。多年冻土区土壤温度升高、多年冻土层解冻后，土壤温度水分会发生变化，从而改变微生物的生长代谢过程，进而改变多年冻土区的物质循环。通过综述多年冻土区的碳、氮及污染物的储量及其在多年冻土退化下的迁移转化及输出特征，研究发现：多年冻土退化增加活动层厚度、形成热喀斯特地貌，一方面导致碳基和氮基温室气体快速释放到大气中，另一方面也向水生系统中输出溶解性碳氮组分及可溶性污染物，这些过程会导致多年冻土由碳、氮和污染物储存的“汇”转变为“源”，并最终影响全球生物地球化学循环。明确多年冻土区碳、氮和污染物的生物地球化学循环过程对于全面理解气候变化对自然和人类社会系统的影响具有重要作用。未来研究中，还需要结合多学科技术手段，开展多年冻土退化过程、水文过程与生物化学循环过程的系统集成研究，此外，还需加强汞、POPs等污染物的二次释放过程与碳氮循环的耦合关系研究，定量多年冻土中污染物二次释放的环境效应，以深刻认识多年冻土中物质循环过程并为气候和环境变化提供预测依据。
多年冻土区石油污染物迁移过程和特点、污染定量评价、防治和治理措施研发,都是目前寒区经济发展和能源开发迫切需要解决的重要课题.通过室内试验对土体温度场分布、水分分布和石油总量分布的监测分析,研究了冻融循环作用对迁移过程的影响机制.试验结果表明,冻融循环作用通过影响石油污染物本身的物理性质、土颗粒对石油污染物的吸附作用和土体内水相的分布和相状态,影响了石油污染物的迁移过程.原油黏度随温度的降低逐渐增加,使得原油在土体中的迁移能力降低.冻融循环是油水迁移的主要驱动力之一,随着冻融循环的增加,石油污染物和水分向上迁移并聚集,石油随土样高度增加逐渐减小,而水分随高度增加而增加且在一定的位置聚集.研究成果可为多年冻土区石油污染迁移过程和定量评价及防治治理提供重要基础和参考.
地下水污染已成为我国面临的一个极其严峻的环境问题,建立防污屏障控制地下水污染也就成为了研究的重点。文章在对国内外已有资料研究的基础上,对人工冻结的土体在隔离污染物中的应用进行综述。人工冻土在隔离污染物方面的应用主要有以下三点——作为低温屏障,处置固体废弃物和低温富集污染物。针对这三点应用,指出了目前国内外冻土隔离污染物方面存在的一些欠缺。最后对污染物在冻土中迁移研究现状进行总结,对新的研究领域进行展望,以期为污染物处置技术提供新的可能。
放射性核素在地下环境中的运移规律和风险评价以及影响核元素迁移的因素等基础问题越来越受到全社会重视。大量研究发现土壤胶体是影响核素在土壤和地下水中迁移的重要因素。自然界普遍的土壤存在着非均质性和非饱和流，它们是影响与制约污染物和胶体迁移的根本原因，也是长期困扰水文地质学家和土壤学家的难题。大量的研究发现核素可以随土壤胶体穿越非饱和带进入地下含水层。由于土壤的非均质性和非饱和流场引起土壤环境非常复杂，而这种复杂土壤环境对胶体协同污染物迁移的机制还不清楚。因而，本课题针对土壤非均质性和非饱和流问题，应用激光计算机断层扫描技术获取非均质土壤微观结构，通过室内结构土柱和非饱和土柱模拟野外复杂土壤微观环境，结合胶体迁移模型，来研究改变土壤微观环境对胶体协同核素污染物的迁移影响。本项目有助于揭示胶体协同的核元素污染地下水的发生机制，扩展纳米修复材料在环境治理和修复中的实际应用。
2016-01环境雌激素是在水循环过程中长期存在、难降解的一类典型内分泌干扰素，它即使在极低的浓度下可能导致动物内分泌紊乱及雌性化的趋势，因而对水体和生态安全构成很大威胁。开发高效的吸附材料去除环境水体中的雌激素并明确其吸附机理是目前研究的热点和难点之一。本课题针对典型雌激素的分子特征，基于聚合物与典型环境雌激素可能发生的相互作用，从分子角度设计一种新型两亲嵌段共聚物，并通过绿色接枝具有包络能力的环糊精，促进其对环境雌激素的吸附。通过改变亲疏水嵌段比例，调节材料的亲疏水性；通过控制反应条件，调节环糊精的接枝量。结合现代纳米电纺技术，将合成的聚合物材料通过静电纺丝，制备微纳孔结合的纳米纤维薄膜。以三种典型环境雌激素为研究对象，通过精确控制材料的分子组成和物理结构，从理化性质两方面共同阐明材料与环境雌激素的关系，进而推断吸附机理，为材料在深化处理水体中环境雌激素的应用奠定基础。
2016-01铀矿冶生产中，产生了大量的尾矿砂与残矿。其中残余的铀、钍、镭等长寿命放射性元素很容易进入土壤和浅层地下水中，使放射性元素在食物链中富集，最终对生态系统产生潜在的、长久的辐射危害。因此，深入开展典型放射性核素在土壤-地下水系统中污染分布与迁移规律研究是必要的。本研究以江西某铀尾矿库区为对象，通过资料收集与野外勘察，结合场地实测、实验室测试与分析方法。采用静态法分析温度、Ph等因素对核素在土壤中吸附性能的影响，用序贯化学萃取法研究核素在土壤中的各种形态分布，用小型土柱的氖水淋洗实验研究土壤水力学性质，用大型土柱实验研究核素在土壤-地下水系统中的迁移行为。另外，以基础统计学、地统计学为基础，运用相关分析、聚类分析等方法获得铀、钍、镭等核素的含量与外界环境中Ph、有机碳等指标的相关性以及在横向、纵向的迁移分布规律。研究成果可为我国铀尾矿库放射性污染土壤和地下水修复提供一定的理论和技术依据。
2016-01以冻土区埋地输油管道泄漏污染物为研究对象,考虑冻土环境对泄漏污染物在土壤中迁移的影响,建立了埋地输油管道泄漏污染物多相传热传质过程的迁移数理模型,采用有限体积法对该模型进行离散和求解,分析了冻土对其迁移过程的影响。研究结果表明:冻土对温度场的影响(分流头区域、发展区域、稳定区域三个阶段);冻土对多相流分布的影响。
通过对土体温度场分布、水分分布和石油总量分布的监测分析,研究了温度梯度作用对迁移过程的影响机制.试验结果表明,温度梯度作用通过影响石油污染物本身的物理性质、土颗粒对石油污染物的吸附作用和土体内水相的分布和相状态,影响了石油污染物的迁移过程.