地下水监测井建井材料金属元素的释放特征研究OA北大核心CSTPCD

地下水精准监测有赖于高质量的地下水监测井建设,建井材料稳定性是地下水监测井建井质量的关键因素。分别以PVC-U管和不锈钢管作为井管设计两种单管单层式地下水模拟监测井,分别加入pH 4.0、6.0和8.5地下水使水面达到合适高度,定期(1、7、14、30、60、90、120、180 d)采集水样和补充地下水保持水体一定程度循环,考察长期水浸状态下建井材料中金属元素时间累积释放量及其来源,采用单因子污染指标法评估金属元素溶出风险。结果表明,模拟监测井中Fe、Ba释放量较高,其次为Mn、Zn,它们最大释放量和相应溶出质量浓度分别为1.07-3.36 mg和29.9-90.4μg·L^(-1);Al、Ni、Pb、Mo相比Ti、V、Cr较高,释放量和溶出质量浓度最大值分别为236-697μg、6.69-17.9μg·L^(-1)和32.6-75.9μg、1.09-1.98μg·L^(-1);Cd和Cu释放较低,而Ag、Be、Hg、Se和Sn等元素未检测出。监测井水中大多数金属元素质量浓度随着时间增长而升高,并于120 d后金属元素质量浓度趋向平衡。建井材料中金属元素释放强度随地下水酸性增强而提高,pH4.0水中金属元素释放量和溶出浓度显著高于pH 6.0和8.5时。不锈钢管建井条件下地下水中多数金属元素释放量和溶出浓度高于PVC管建井条件下值。Al、Ba、Cd、Mn、Pb和Zn溶出可能主要由填料释放控制;Cr、Cu和Mo溶出主要是由填料释放,其次受不锈钢材料释放的影响;而Fe、Ni、Ti和V溶出主要由不锈钢材料释放控制。建井材料金属元素的溶出风险总体处于无风险和轻微风险水平,总体溶出风险较低而不影响地下水水质。该研究可为合理选择建井材料提供数据基础。