应用 HYDRUS-1D 模型模拟分析二氯甲烷在土壤中的迁移 特
征
摘要：本文主要使用HYDRUS-1D软件预测了沈阳市某化工厂污水泄漏对土壤层的影响，预测二氯甲烷在的垂直迁移转化规律。预测结果显示在预测期内，二氯甲烷主要影响深度集中在3.5m以上，在3.5m上下出现了突变界面。不会对深层的地下水造成污染。对掌握土壤介质的污染物层位、有效控制土壤污染风险具备一定的科学指导意义。
关键词：土壤、二氯甲烷、HYDRUS-1D 1 前言
随着《土壤污染防治法》于2024年1月1日的颁布实施，水、气、土、声等环境要素全面进入法制管理体系之下，我国生态文明建设正式进入法制新时代。土壤是地球生物赖以生存的基础，保护土壤环境质量，是社会经济可持续发展的必要条件。二氯甲烷是世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌清单中的2A类致癌物[1]，因此，研究二氯甲烷在土壤环境中污染物的迁移转化规律，具有十分重要的现实意义。
本文运用HYDRUS-1D软件中的数学模型，对包气带构建水流运动和溶质运移模型，模拟沈阳市经济技术开发区某化工项目污水站调节池在非正常情况下，污染物渗漏液进入土壤后特征污染物二氯甲烷的迁移转化过程。 2 研究区概况
研究目标位于沈阳市某化工厂，面积约34.9万m2。该区域地处下辽河平原，地形平坦，地面标高介于51.2~58.6m之间。该地区地下孔隙潜水土层以粉质粘土为主，透水性较弱，水量贫乏，地下水主要靠大气降水补给及层间孔隙侧向补给，排泄以侧向径流为主。土壤以粉质粘土、中砂为主。 3 模型建立
式中，c为土壤液相中二氯甲烷的浓度；s为土壤固相中二氯甲烷的浓度；D为综合弥散系数，代表分子扩散及水动力弥散，反映土壤水中溶质分子扩散和弥散机；q为体积流动通量密度；Φ为源汇项。 3.3 模拟时段的确定
模拟时段分为：5年，10年，15年，20年，30 年。 3.4 模拟参数选取 3.4.1 水流运动方程
包气带土壤水分迁移模型需要确定的水文地质参数，采用HYDRUS-1D软件提供的基本岩性参数数值，见表1。
3.5 网格剖分
研究区包气带在垂向上平均深度为9.0m，共剖分180个节点，每个网格间隔5cm。在预测目标层布置观测点，从上到下依次为N1～N6，距模型顶端距离分别为0、50、250、450、650、900cm。 3.6 污染物源强设
污水池为钢筋混凝土构筑物，污水池因老化或者腐蚀的常工况大允许量的10倍考虑，为20L/d?m2。池体底面为水平矩形，容积为4000m3(10m×8m×5m)，有
效贮水深度3m，按涉池壁和池底的浸湿面算，本次研究非正常工况下泄漏量为47cm/d。 4 结果与讨论
从环境安全角度考虑，本模型未考虑土壤中化学反应作用、生物化学作用等对溶质运移的延迟，各观测点处二氯甲烷浓度随时间变化曲线见图2，二氯甲烷垂向浓度变化曲线见图3。
图3 不同时间二氯甲烷深度随深度变化曲线图（T0~T4：表示5年至30年） 从图2垂向预测结果来看，二氯甲烷进入土壤后，主要影响深度集中在3.5m以上，在3.5m上下出现了突变界面，土壤水中二氯甲烷浓度迅速降低为
0mg/cm3。从二氯甲烷的垂向变化曲线的斜率分析可知，深层土壤的土壤水中二氯甲烷的衰减速率要低于其上层的衰减速率，在砂土和粉质粘土交界处衰减速率突然增大，主要是由于岩性突变产生的结果。
在表层，由于二氯甲烷的持续泄露进入土壤，砂层开始吸附阶段，随着时间增加，土壤介质对二氯甲烷的吸附量逐渐饱和，该层土壤水中二氯甲烷浓度达到稳定水平不再变化；富余的二氯甲烷会继续下渗，因此深处0.5m、2.5处的土壤水中会出现浓度升高现象。0.5m和2.5m深层土壤水中二氯甲烷浓度达到和表层一致水平，是因为在0~3.4m的厚度均为砂土，对二氯甲烷的饱和吸附量一致。在深层4.5m以下，土壤介质变为吸附能力更强的粉质粘土，二氯甲烷的下渗浓度未达到土壤介质的饱和吸附量，因此，土壤水中未出现二氯甲烷。 5 结论
通过HYDUS-1D模拟土壤中二氯甲烷运移，在预测期内，二氯甲烷主要影响深度集中在3.5m以上，在3.5m上下出现了突变界面，土壤水中二氯甲烷浓度迅速降低为0mg/cm3。不会对深层的地下水造成污染。此外，二氯甲烷在粉质粘土的吸附能力要大于砂土层，在岩性突变界面，二氯甲烷会出现集聚效应。 参考文献
[1] Agents Classified by the IARC Monographs, Volumes 1–125 [D],2024
[2] WenZhi, ZENG, Chi, et al. Soil salt leaching under different irrigation regimes: HYDRUS-1D modelling and analysis[J]. 干旱区科学:英文版, 2014(1期):44-58.
[3] 李玮，何江涛，刘丽雅，等．Hydrus-1D软件在地下水污染风险评价中的应用[J]．中国环境科学，2013，33(4)：639-647．
[4] 建设用地土壤污染风险评估技术导则[S].中华人民共和国生态环境部,2024. [5] 给水排水构筑物工程施工及验收规范[S].中华人民共和国住房和城乡建设部, 2008.
应用 HYDRUS-1D 模型模拟分析二氯甲烷在土壤中的迁移 特征
