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为了解在原位环境下,添加乙醇作为有机碳源对于地下水中反硝化微生物的反硝化作用的促进过程和程度,将含有溴化钾和乙醇的混合溶液做为投注物,在室内含水砂槽中开展投注实验。实验结果表明,对比溴化物经过水动力弥散的衰减过程,乙醇与硝酸盐都出现了明显的被微生物降解作用加速的衰减过程。 实验室砂槽具有边界条件单一,便于排除干扰因素的优点;本文对地下水数值模拟软件GMS进行了介绍,并对其原理进行了详细说明。结合室内砂槽所开展实验观测数据与相关文献资料,建立MODFLOW水流场数值模型,并对其模型参数进行率定评价。根据参考有机碳参与反应的多组分化学反应过程,对乙醇做为电子供体,溶解氧、硝酸盐、硫酸盐做为电子受体的化学反应进行数学抽象,并将数学表达式转化为RT3D软件代码,运用RT3D建立起乙醇-反硝化数值模型。在乙醇-反硝化数值模型的指导下开展乙醇投注实验,实验过程中对溶解氧、硝酸盐、硫酸盐、乙酸浓度进行持续监测,并根据监测数据对乙醇-反硝化数值模型进行了校正。研究具体结论如下: (1)开展多组循环抽注实验,估测出实验砂槽含水层介质水力传导系数变化范围值为51.54~71.30m/d,平均值为65.07m/d。 (2)对数值模型进行灵敏度分析,分析结果表明乙醇的迁移归宿数值模型对纵向弥散度最为灵敏,其次为有效孔隙度、水力传导系数,对给水度不灵敏。 (3)乙醇投注实验结果表明:电子受体被降解的优先级DO≥NO3->SO42-, DO的存在会导致生成少量的亚硝酸盐,但随着DO的消耗,生成的亚硝酸盐和硝酸盐会被完全降解,硝酸盐去除率可达95％。根据实测数据,估测出乙醇一组生物降解速率为 k=0.12 d-1,渗流速度u=0.26m/d,有效孔隙度q=0.40。纵向弥散系数4.272′10-～7.852′10-㎡/d,平均值 DL=6.392′10- m2/d;纵向弥散度1.792′10-～3.742′10- m,平均值aL=3.012′10- m。乙醇在地下水中迁移时,乙醇晕体形态呈椭球形;乙醇存在生物降解作用的主要表现为:乙醇晕体体积快速变小,晕核浓度较Br具有更快的衰减速度。 (4)通过对乙醇-反硝化数值模型的校正,认为乙醇在浅层地下水中迁移并不受阻滞作用,即阻滞系数R=1.0;结合乙醇-反硝化数值模型,认为乙醇的一级生物降解速率常数介于0.10~0.12 d-1之间。 本次研究能够为乙醇做为碳源进行反硝化从而去除地下水硝酸盐污染时制定修复方案提供依据。