非饱和土壤中甲苯与三氯乙烯迁移过程和生物降解作用的耦合模拟

摘要

三氯乙烯(TCE)是常见的地下水污染物,通常对需氧生物降解具有抵制作用,在另一种化合物(如甲苯)的存在下,可以与之发生共同新陈代谢。利用实验室土柱对 TCE 和甲苯的耦合迁移和生物降解作用进行研究和建模。根据 Monod 动力学原理,建立甲苯的生物降解与微生物生长的关系;根据 Michaelis-Menten 动力学原理,描述TCE 的生物降解,并予以修正,以解释酶水平的变化。TCE 的生物降解模拟为甲苯降解速率的质量分数。生长和衰变都引入方程以模拟微生物群动力学过程。除初始生物量外,从独立的土壤分批实验获取描述两种降解函数的一套参数。物理参数从无微生物的土柱中得到。从柱室的入口到出口,初始生物量减少。甲苯在土柱中完全降解,大部分降解发生在最接近柱室的入口处。由于 TCE 比甲苯扩散快,变化速率慢,大量的 TCE 没有降解。