运用STOIVIP数值模拟器进行多空介质中尿素水解以及方解 石沉淀数值模拟

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• 出版年：1994
• 作者：Luanjing；Guo；Hai；Huang；Bill；X.Hu
• 单位1：Idaho National Laboratory,Idaho Falls
• 出生年：1985
• 学历：硕士
• 语种：中文
• 作者关键词：数值模拟；原地污染治理；尿素水解；方解石沉淀；STOMP
• 起始页：117
• 总页数：17
• 经费资助：Science Focus Area Program；Subsurface Biogeochemical Research Program；Department of Energy；US(Contract number:DE-AC07-05ID14517)（美国能源部地下生物化学研究部门科学重点支持项目）
• 刊名：地学前缘
• 是否内版：否
• 刊频：双月刊
• 创刊时间：1994
• 主管单位：教育部
• 主办单位：中国地质大学（北京）；北京大学
• 主编：翟裕生
• 电子信箱：frontier@cugb.edu.cn；LHZD@public.tpt.tj.cn
• 网址：http://www.earth ceforntier.net.cn；http://www.cugb.edu.cn
• 卷：17
• 期：6
• 期刊索取号：P206.6208-8
• 核心期刊：中国科技核心期刊；中文核心期刊

摘要

遍布于美国能源部所辖野外场地的地下放射性核素和痕量金属污染对美国能源部的长期监管职能提出了最严峻的挑战。目前较有前景的一个原地固化污染物方法是利用尿素酶催化尿素水解，进而推动方解石沉淀及与之共同沉淀。运用STOMP数值模拟器实施一系列反应性溶质数值模拟来研究系统中水流、运移、反应与反应导致的介质性质变化之间的紧密的非线性耦合，并在研究中系统性增加反应系统的复杂度和物理-化学的非均质性以考察模拟效果。通过调整反应速率表达式中尿素酶浓度和沉淀反应常数，对尿素水解和方解石沉淀速率进行了敏感度分析。结果显示：尿素水解速率是矿物沉淀总量的决定性因素，沉淀物的空间分布既取决于水解速率也取决于沉淀速率；在一维水流柱6个空隙体积的时间段模拟中，观察到了5%的最大空隙度减少；当二维模拟中考虑一个低渗透性包裹体时，被改变的流场重新对生成的沉淀组成物进行了分布，形成了扭曲的反应锋面。模拟结果也显示沉淀在低渗透性区域边界上形成，这说明位于这个区域里面的污染物可能被囊裹而从流线中被隔离起来。