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二级生化出水经深度处理工艺后用于地下水人工回灌是解决我国水资源短缺的有效途径之一。本课题重点研究了城市污水处理厂二级生化出水深度处理后在人工地下水回灌过程中,水中的污染物在土壤中的迁移和去除规律以及水中的化学污染物引起的健康风险。在实验室用三个0.5m土壤柱串联进行模拟,二级生化出水经活性炭吸附和消毒后由蠕动泵滴灌至土壤柱内,土壤柱采用干湿交替运行方式。考察了二级水中N元素（NO3--N、NO2--N、NH4+-N）、P元素、重金属和有机污染物在土壤柱中的迁移和去除。土壤柱对NH4+-N主要是通过表层土壤的物理吸附然后在氧气存在的条件下由硝化细菌氧化成NO3--N而去除,平均去除率达90%以上;NO2--N也是由硝化作用转化成NO3--N而去除,并且NH4+-N和NO2--N的氧化都是在0.5m深度土壤柱内完成的;NO3--N在土壤柱中的变化较为复杂,主要靠细菌微生物的反硝化作用去除,不同的干湿比交替运行对N素的转化影响较大。在实际回灌过程中,要采用合理的运行方式使N素去除效果最好。P元素、重金属对地下水影响较小。有机物是地下水人工回灌过程中重点控制对象。模拟土壤柱对有机物有良好而稳定的去除效果,TOC和BDOC5平均去除率分别是50%和94.33%,有机物靠微生物作用主要在0～0.5m深度的土层内去除,0.5m出水TOC和BDOC5去除率已达42%和62.02%,土柱出水有机物主要是难降解的DOC部分。二级水BDOC5试验中5d后难生物降解DOC为6.4～7mg/L,要大于成熟期土壤柱出水DOC值2～4mg/L,这是由于两种方式降解DOC的机制不同。土壤柱对UV-254平均去除率为39.44%,SUVA值随土壤柱深度增加而增加。此外,本文还利用美国科学院的四步法对土壤柱出水进行了饮用回用和非饮用回用的健康风险评价,考虑了有机污染物、重金属、微生物三个因素。结果表明:模拟土壤柱出水作为饮用水源时对人体的致癌风险较小为5.476×10-6,非致癌风险不大于10-8数量级;用于非饮用回用时致癌风险和非致癌风险都在可接受的范围之内。