The Groundwater Project

使用荧光染料进行实用的地下水追踪

Contaminant Transport,Conceptual Models,Subsurface Settings,Advection,Diffusion,Reactions,Heterogeneity,Modeling.
出版年份: 2025
页数: 228

978-1-77470-124-9
https://doi.org/10.62592/MFWE5297Citation:
Aley, T., Osorno, T. C., Devlin, J. F., & Goers, A. (2025). Practical Groundwater Tracing with Fluorescent Dyes. The Groundwater Project. https://doi.org/10.62592/MFWE5297.

作者:

Tom Aley美国
欧扎克地下实验室
Trevor C. Osorno美国
欧扎克地下实验室J. F. Devlin美国
堪萨斯大学
Alexa Goers美国欧扎克地下实验室

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约翰·切里

2025 年 6 月 5 日发布

描述

地下水运动的特征是所有地下水和地表水调查的关键要素。然而,在水文地质学中,用荧光示踪染料追踪地下水的运动是一种简单但未得到充分利用的研究方法。本书为使用荧光示踪染料进行地下水追踪的各个方面提供了建议。建议旨在作为一般指导,而不是严格的规则。在标准化和程序手册盛行的时代,必须记住,有多种方法可以解决问题。那些正在考虑地下水追踪项目的人面临的条件和问题的范围是极其多样化的。因此,没有详细的标准化方法或程序在所有情况下都是最好的方法。因此,对于我们在本书中提出的基本上每个建议,都可能有例外。为了证明示踪剂研究的广泛实际条件,提出了 35 个案例研究,以提供追踪工作如何进行以及相关结果的细节。最终,本书旨在帮助参与地下水问题的人们了解使用荧光示踪染料进行地下水追踪是合适的情况,并了解进行追踪工作的实用方法、方法和关键研究设计方面。

作者访谈

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内容

1 引言

1.1 目标

1.2 地下水追踪有多复杂,我可以这样做吗?

1.3 本书讨论的五种染料

1.4 地下水追踪适用于许多水文地质环境

1.5 最高法院基于染料追踪结果的重大裁决

1.6 地下水痕迹需要多少染料?

1.7 示踪剂研究的相关性

1.8 总结

2 荧光示踪染料

2.1 引言

2.2 荧光

2.3 染料命名法及其重要性

2.4 健康与安全问题

2.5 最低限度的监管控制

2.6 染料混合物

2.7 不同基质中的染料

2.8 荧光染料的重要特性

2.8.1 高可探测性
2.8.2 环境稳定性
2.8.3 氧化还原条件的影响
2.8.4 非中性 pH 水中的示踪
2.8.5 温度
2.8.6 对地球和有机物质的吸附
2.8.7 迟缓因素
2.8.8 阳光破坏
2.8.9 质量平衡计算
2.8.10 合理的成本

2.9 总结

3 示踪染料的采样和分析

3.1 背景荧光

3.2 采样和分析方法

3.2.1 水样
3.2.2 荧光测量场仪器
3.2.3 活性炭采样
3.2.4 碳采样器示踪染料吸附和有效性的评估

3.3 活性炭采样的理想特性

3.3.1 活性炭采样器提供连续和累积采样
3.3.2 减少所需染料的量
3.3.3 降低水明显变色的风险
3.3.4 改进对首次到达时间的确定并识别所有受体
3.3.5 降低跟踪项目的成本
3.3.6 活性炭采样的充分性

3.4 收集样品的处理

3.5 样品制备

3.5.1 水样
3.5.2 碳采样器

3.6 水和碳采样器的分析

3.7 总结

4 设计跟踪:一般注意事项

4.1 学习计划

4.2 需要特别注意的重要研究设计注意事项

4.2.1 研究目的和目标
4.2.2 染料引入点的识别
4.2.3 如何引入染料
4.2.4 染料的选择和染料数量
4.2.5 采样点的识别
4.2.6 常规采样
4.2.7 采样频率和持续时间
4.2.8 后台采样

4.3 质量平衡计算

4.4 含水层表征和修复系统设计

4.5 油井开发和吹扫

4.6 总结

一些常见跟踪类型的 5 种策略

5.1 介绍

5.2 补给区划定和脆弱性评估

5.2.1 研究设计
5.2.2 染料引入的冲洗水
5.2.3 采样站的选择
5.2.4 漏洞评估

5.3 水库选址和泄漏蓄水池调查

5.4 公共供水

5.5 正在开采或规划中的矿井

5.5.1 影响区域划定
5.5.2 确定流入水的水源
5.5.3 废水处理方案的评估
5.5.4 废石处置区评价
5.5.5 识别可能受影响的场外泉水和水流
5.5.6 矿井排水规划

5.6 已关闭或废弃的矿井

5.7 工业用地

5.8 废弃物场

5.8.1 后台采样
5.8.2 染料介绍和取样

5.9 总结

6 练习

7 参考资料

8 个盒子

方框 1 案例历史 1:从加油站油坑到美国阿肯色州一口井的追踪

插文 2 案例历史 2:从现场污水系统到海洋贝类床的痕迹,美国华盛顿州

插文 3 案例历史 3:美国密苏里州大斯普林市的长距离追踪

插文 4 案例 4:美国夏威夷太平洋海底污水处理井到泉水的追踪

插文 5 案例历史 5:美国爱达荷州东蛇平原含水层的地下水痕迹

方框 6 案例历史 6:从排水沟到市政井的追踪,美国马里兰州沃克斯维尔

插文 7 案例历史 7:从破裂的下水道干管到美国马里兰州沃克斯维尔市政水井的泄漏后痕迹

插文 8 案例历史 8:美国南达科他州冰川冲刷中从监测井到生产井的痕迹

插文 9 案例历史 9:磺酰罗丹明 B 在美国佛罗里达州奥卡拉的痕量中脱氨基烷基化

插文 10 案例历史 10:废弃金属矿的酸性水对示踪染料的影响,美国加利福尼亚州

插文 11 案例历史 11:荧光素和罗丹明 WT 在通往美国阿肯色州供水井的痕迹中的性能比较

插文 12 案例 12:美国德克萨斯州含油田盐水样品中荧光素的变质

插文 13 案例历史 13:碳采样器未能在尾矿池下采样时检测到荧光素,秘鲁

插文 14 案例历史 14:美国密苏里州 Big Spring 的 10 条长距离地下水痕迹的结果

插文 15 案例历史 15:追踪到美国德克萨斯州巴顿斯普林斯,没有导致视觉上有色的水

插文 16 案例历史 16:追踪导致视觉上彩色水的市政水井,美国佛罗里达州迈阿密

插文 17 案例历史 17:美国西南部 Basin and Range 省深裂隙岩含水层中多口井的长距离追踪

插文 18 案例历史 18:美国马里兰州一个垃圾场相隔 18 年的痕迹结果

插文 19 案例 19:追踪家禽加工废弃物至供水井,美国阿肯色州

插文 20 案例 20:美国内华达州喀斯特地区染料的长时间采样

插文 21 案例历史 21:在美国阿肯色州同一时间点引入两种染料的结果

插文 22 案例历史 22:从城市污水池到河流的地下水轨迹,美国蒙大拿州

插文 23 案例 23:追踪以确定通过填土坝泄漏的行程时间,美国亚利桑那州

插文 24 案例 24:染料追踪测试美国德克萨斯州填土坝泄漏

插文 25 案例历史 25:追踪以确定水从高速公路到濒危物种栖息地的行进时间,美国密苏里州

插文 26 案例历史 26:美国田纳西州一个以前使用过多种染料的废物场的背景采样

插文 27 案例 历史 27:首次成功追踪美国密苏里州 Big Spring 的地下水

插文 28 案例历史 28:划定美国阿肯色州 Mitch Hill Spring 的补给区

插文 29 案例 29:确定到美国佛罗里达州银泉市的地下水旅行费率

插文 30 案例历史 30:追踪以评估美国密苏里州乔普林附近拟议的供水水库

插文 31 案例历史 31:秘鲁 antamina 矿计划废石堆的含水层脆弱性测绘

插文 32 案例历史 32:秘鲁含多金属矿石的裂隙岩石单元的地下水旅行率

插文 33 案例历史 33:在美国密苏里州乔普林市废弃的锌铅矿中追踪

插文 34 案例历史 34:美国西弗吉尼亚州 Muddy Creek Trace

插文 35 案例历史 35:美国弗吉尼亚州前铁矿的地下水追踪

9 锻炼解决方案

10 符号

11 关于作者

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