成层土壤中氨氮入渗迁移试验研究

垃圾填埋场渗滤液是造成土壤和地下水污染的重要来源,其中氨氮含量非常高,是垃圾渗滤液的主要污染物之一.为了寻求垃圾填埋场防渗与污染控制设计的理论依据,把握氨氮在地基中的迁移机理,将垃圾填埋场渗滤液的运移概化为渗滤液在垂直方向上的不同性质成层土壤中入渗迁移.通过大型土柱室内试验,研究了设有黏土防渗层的饱和-非饱和成层土壤中氨氮入渗迁移规律.提出了氨氮在黏土防渗层及非饱和黏土层中的吸附特性及在迁移过程中发生的三氮转化反应规律.氨氮质量浓度随土柱深度的增加而逐渐减少.在还原环境中,氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的比例很小,硝化细菌活动性不强.总结了影响氨氮迁移和转换的影响因素,土壤的性质(成分)对氨氮的吸附作用影响最显著.     

垃圾渗滤液溶质运移的机理及数学模型

卫生填埋法是我国目前城市生活垃圾处理的主要手段.填埋法处理城市生活垃圾会产生大量污染物浓度高的渗滤液,若不加处理则会对周围环境水体产生二次污染,危害极大.为了控制和治理垃圾渗滤液,就需要对垃圾渗滤液的运移规律进行研究.以垃圾降解的生化反应机理为基础,综合考虑对流、弥散、扩散、吸附和有机物生物降解等作用,建立了垃圾渗滤液溶质运移的对流-弥散模型,并对其一维数学模型进行解析求解.     

垃圾渗滤液处理技术的现状及发展趋势

指出了城市垃圾的现状和垃圾渗滤液的特点及处理的意义.结合国内外的研究,分析了垃圾渗滤液处理技术的现状及发展趋势,介绍了多种处理渗滤液方法,并对垃圾渗滤液处理工艺的选取提出了一些建议.     

双组分重金属在分层土壤中的迁移研究

尾矿库用来堆积矿产资源开采过程中产生的矿物废料,其重金属种类多,含量高,储存量大,影响范围广。尾矿长期堆放严重污染库区水生态环境,是目前重金属污染的主要来源之一。以德兴铜矿5号尾矿库为背景,建立了简化的分层土柱模型,研究双组分重金属离子在成层土壤中的运移规律。选择常见的铜、铁离子为污染物,通过测定不同深度处渗滤液中金属离子质量浓度,观测其在分层土柱中的迁移情况。结果表明:土柱中同一深度铜、铁离子质量浓度随时间延长而升高,初始阶段增速较大后逐渐降低;在垂向上,距离污染源越远离子质量浓度越低,且这种关系能用对数函数描述。黏土层对金属离子的迁移能起到有效的阻滞作用,试验结束时对铜、铁离子的阻滞净化效率分别可达88.98%、93.04%,但长期的渗透作用终会使污染物穿透黏土层,并更快地向下发展。双组分重金属离子共存时,迁移过程中金属离子之间会相互影响,与单个铜离子的运移对比,铁离子的加入使渗滤液中铜离子的质量浓度升高,且随着试验进行铜离子质量浓度升高幅度越来越大。铁离子的加入使30 cm深处渗滤液在第7 d时铜离子质量浓度增加了1.13%,第70 d时增大幅度达到8.62%。尝试性提出了防渗层阻滞净化效率的估算方法,反映防渗层工作状态及估计其有效使用时间,为尾矿库重金属污染预防和治理提供参考。     

垃圾填埋场渗滤液回灌法处理技术探讨

回灌法用于垃圾渗滤液的处理已逐渐成为研究的热点。通过对回灌法处理垃圾渗滤液的原理、特点及研究现状和进展的介绍。指出回灌法能有效地去除垃圾渗滤液中的有机物和重金属离子。但仍有待进一步完善和深入研究。     

饱和非饱和分层土壤中铁离子运移试验

建立了由黏土、砂壤土、细砂组成的饱和非饱和分层大型土槽试验模型,以研究铁离子在饱和非饱和分层土壤中的迁移规律.结果表明,铁的迁移转化规律与分层土壤的分布顺序密切相关.同一时刻同一水平面上的点,离污染源越远,质量浓度越低;同一竖直剖面上的点,从上至下,质量浓度越来越高.铁在细砂、砂壤土、黏土中的迁移能力依次递减.水力梯度2.5％的条件下,铁在细砂层、砂壤土层、黏土层中运移1 m分别需要1 224h、2200 h、3605 h.     

F和Cr在填埋场固化污泥阻滞层迁移时水动力弥散参数的确定

固体废弃物填埋场通常需要在底部设置衬层来控制渗滤液渗漏所产生的二次污染问题。固化污泥是一种新型填埋场底部衬层材料,了解该低渗透性衬层材料对渗滤液中污染物的延迟阻滞作用,需要确定各污染物在其中随渗滤液迁移时的水动力弥散特性参数。针对固化污泥等低渗透性衬层材料水动力弥散参数试验和求解的问题,以填埋场渗滤液中F和Cr为代表,采用改进的柔性壁渗透试验来测定污染物水动力弥散时的浓度穿透曲线,并根据所获得的浓度穿透曲线,利用推导出的水动力弥散参数确定公式,得到了F和Cr随水迁移的水动力弥散参数、纵横向弥散度、阻滞系数、分配系数及有效孔隙度等指标。     

垃圾填埋场渗滤液处理技术研究进展

对垃圾填埋场渗滤液的综合状况进行了阐述,包括渗滤液的特性、危害、控制及其处理技术等。重点介绍渗滤液的危害及目前国内外处理技术的现状,提出了针对我国垃圾填埋场渗滤液的治理亟待解决的问题。     

北神树垃圾填埋场渗滤液水质分析

以北京市北神树垃圾卫生填埋场渗滤液为研究对象,分析测定了水样的化学需氧量、生物需氧量、氨氮、含油量、浊度、色度、电导率等常规指标及17种无机离子含量,了解了水样的组成、成份和性质;用膜分离-光谱扫描法和傅里叶变换红外光谱测定了垃圾渗滤液中有机物的分子量分布和主要的官能团结构;综合评价了垃圾渗滤液的水质状况.实验结果表明,垃圾渗滤液属于高浓度有机污水,是垃圾填埋场的主要污染源.本文研究成果可为今后国内城市垃圾卫生填埋场渗滤液的处理、规划和设计提供一定的依据和参考.     

工艺条件对垃圾渗滤液硝化生物强化特性的影响

通过探索垃圾渗滤液硝化生物强化体系中进、出水含氮化合物形态的转化规律及采用测定呼吸耗氧速率来表征硝化菌群的生物活性等方法研究了不同pH值、进水NH4 -N浓度(负荷)、DO条件下体系的硝化特性.研究发现,酸性条件下,垃圾渗滤液的亚硝化作用较硝化作用受抑制程度大,碱性条件下相反.为了维持较高的硝化效率,垃圾渗滤液的硝化生物强化pH值宜控制在7.5～8.5.实验体系所能承受的氨氮浓度和负荷上限分别为300 mg/L和0.6 kg NH4 -N/(m3·d)左右,当进水NH4 -N浓度和负荷过高时,硝化细菌活性下降幅度较亚硝化细菌要显著得多.DO影响因子实验表明,DO水平的控制对垃圾渗滤液的生物硝化程度有重要影响,当DO控制在0.5～0.6mg/L时,氨氮的氧化以亚硝化作用为主,当DO控制在1.1～2.6 mg/L时,垃圾渗滤液的硝化作用进行得较彻底.     

稳定土技术在土路扬尘治理中的应用及展望

综合分析了稳定土技术用于土路扬尘污染治理的各种方法 ,在此基础上对该课题的研究及其发展提出了有关看法和建议。     

矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型

植物体内重金属的大量聚集将造成植被叶面反射光谱在特定波段内的特征性变化。以陕西潼关矿区葎草、玉米、苦菜、梧桐典型植被为研究对象,利用ASD Field Spec 4光谱仪采集植物光谱曲线,采用导数光谱、连续统去除法等信息提取方法,分析植物红边位置、红边斜率、植被指数等光谱特征参数与植物样本重金属相关性。选择蓝谷、红边位置等相关性较高的敏感波段,构建矿区两种葎草和梧桐的镉(Cd)、铅(Pb)质量比与其光谱参数定量反演模型。结果表明,葎草、梧桐的Cd、Pb与一阶微分光谱特征相关程度更好,多数符合二次多项式函数关系,然而葎草的Cd符合反函数关系,均方根误差在0.03~0.07。室内试验验证两种植物叶绿素含量与Cd含量负相关,在Pb低浓度时植物的叶绿素含量减少得不明显,随Pb浓度升高,叶绿素含量降低明显。因而植物高光谱特征间接反映植物重金属的含量。     

北京市冬季PM_(2.5)污染特征与区域传输影响研究

选取北京师范大学监测点于2015年1月进行PM_(2.5)样品采集,应用离子色谱仪(IC)分析PM_(2.5)中水溶性无机离子质量浓度,采用WRF-CAMx-PSAT模型系统对采样时段PM_(2.5)及典型离子的区域来源进行了模拟。结果表明,采样期间(2015年1月2—20日)与重污染过程(2015年1月13—15日)北京PM_(2.5)质量浓度分别为(105.9±72.6)μg/m~3和(232.2±80.2)μg/m~3,PM_(2.5)中总水溶性无机离子质量浓度分别为(47.4±39.8)μg/m~3和(120.7±23.3)μg/m~3,分别占PM_(2.5)的44.2%和53.9%。SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+是水溶性离子的主要组分,非重污染过程和重污染过程这3种水溶性离子质量浓度之和分别占总水溶性离子质量浓度的80.5%和89.3%。模拟结果显示,本地源排放是北京市PM_(2.5)、SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+的主要来源,贡献率分别为81.4%、79.5%、58.1%、95.3%,北京周边源排放对PM_(2.5)贡献率较大的有保定、天津、张家口、唐山,这4市占北京周边省市排放源贡献率的72.0%。     

基于灰色关联分析理论的典型区域土壤重金属污染评价研究

选择包头作为研究区,实地调研获得221个土壤试样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到样品中8种重金属质量比。利用灰色关联分析,建立土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn与污染等级的关联度,结合Kriging空间插值方法对土壤污染等级的空间分布进行研究。统计结果表明,研究区主要为Pb和Zn污染。根据统计量所反映出的地区差异性,构建评价对象的因子集、评价因子等级标准,建立灰色关联土壤环境质量评价模型。并且利用Kriging插值将评价结果绘制成包头土壤环境污染等级专题图。研究表明:包头土壤环境呈现沿昆都仑河被污染的条带特点;市区郊区有Hg、Pb、Zn的点源污染。利用Kriging插值的线性无偏最优估计,可以得到研究区域的土壤污染评价专题图。实例验证了根据灰色关联分析建立的土壤重金属污染评价模型,能够充分利用污染数据的统计特性,克服内梅罗综合污染指数评价突显算术平均值与最大值的不合理性,通过对各污染属性的相对最优灰关联度进行排序,能够增强模型对灰关联度的分辨能力,更加客观地确定重金属在土壤污染等级评定中的权重,符合实际情况。     

HFACS与24 Model:不安全动作原因的对比研究

不安全动作的定义、分类与识别尚未有统一标准,这给事故分析与预防带来许多困难。基于此,对人因分析与分类系统(HFACS)和24 Model中的不安全动作层面进行对比研究。在不安全动作对应方面:HFACS中的不安全动作均能对应到24 Model中的不安全动作,但HFACS没有涉及24 Model中不违章、未引起事故但高风险的不安全动作,因而无法实现事前预防。在间接原因对应方面,HFACS中不安全动作的产生原因均可与24 Model中的1个或多个间接原因相对应;HFACS中不安全动作的产生涉及较多生理、心理层面的原因,而考虑到实用性原则,24 Model暂未给出该两方面原因的具体分类方法。在不安全动作发出者方面:24 Model涉及组织内各层级人员,而HFACS仅指一线员工。在实际应用方面:两种模型均可用于不安全动作原因的统计分析;24 Model给出的不安全动作分类范围较HFACS广,在事故分析时所受局限性小,但易造成不安全动作遗漏;在用24 Model进行不安全动作分析时,应尽量细化动作分类及分析的深入程度,以及动作发出者的员工层级。     

基于BP模型的南通市农田土壤重金属空间分布研究

利用采样点实测数据,借助BP神经网络模型并结合GIS技术对江苏省南通市农田土壤重金属的空间动态分布进行了详细地描述.结果表明,BP神经网络模型能够智能地学习各个采样点的空间位置与该点各重金属含量之间的映射关系,并能够稳健地对各个空问插值点处的土壤重金属含量进行预测.运用Arcgis进行的分析结果显示,在该地区Pb和As造成的污染最严重,其他重金属污染相对较轻.其中南通市区、海门市和启东市重金属富集最严重;南通大部、通州、如东大部分地区含量较少,含量最少的地区是如皋市和海安县.在运用神经网络模型进行空间插值了解重金属空间动态分布的基础上,可以根据污染的分布状况确定农产品的生产布局和规划.     

中部地区省会城市雾霾污染变化特征研究及因素分解

为了分析中部省会城市大气污染的异同性及影响因素,基于中部省会城市的空气质量监测数据,以AQI为代表指标对中部地区雾霾污染城市间异同性及分布特征进行识别,并在STIRPAT模型基础上构建空气污染影响因素模型,借助固定效应模型及2SLS进行回归分析。结果表明:1)中部省会城市在多年经济的推动下,已逐渐呈现春秋适中,夏冬偏高的污染发展趋势,且经济增长与空气质量呈现倒U形趋势;2)五省省会城市除南昌外,其余四省省会空气污染表现出相似特征,尤以南京、合肥、武汉为甚,其显著性差异值达到0.964、0.879、0.915;3)中部地区跨区域雾霾污染在协同控制时,需要着重关注城市人口的变化趋势、新增建筑面积、工业排放的总量控制等方面,并将其纳入到雾霾污染协同控制体系之中。     

SWAT模型在三峡库区流域非点源污染模拟的适用性研究

将SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型应用于库区大尺度流域的污染模拟研究,对其进行适用性评价及模拟应用分析。模型校验采用的是2002—2008年的水文月数据及水质水期数据,径流模拟效果最好,评价指标ENS(Nash-Suttclife Efficiency)均在0.9以上;泥沙模拟评价指标ENS在0.46~0.9;营养盐模拟评价指标ENS个别出现了<0.36的情况,但总体模拟效果满足要求。应用SWAT模型对库区降水与地表产流、产沙、营养盐负荷进行了研究。结果表明:库区地表产流与降水的相关性趋势最好;地表产沙与产流、降水的总体趋势一致,但偶尔出现4、5月份地表产沙先于产流出现峰值的情况,这可能是由于春耕对地表扰动后又逢较强降水引起的水土流失;营养盐污染负荷尤其是TP的峰值趋势与地表产流相比,更接近地表产沙趋势。本文还对库区不同土地利用类型的污染负荷做了分析,得到各类土地利用类型的年均污染负荷总量排序及单位面积污染负荷,再次验证了SWAT模型在三峡库区流域的适用性。根据分析结果,库区耕地为非点源污染产出的主要源头,可将耕地耕种措施转变及土地利用类型转换作为库区非点源污染削减的重要手段。     

尾矿库重金属污染物迁移的现代数值模拟方法

为了给研究重金属污染物迁移提供指导性的方法和步骤,力求总结出尾矿库重金属污染物迁移的一般性研究方法。以尾矿库重金属污染为研究对象,采用事故树和鱼刺图对尾矿库重金属污染进行分析,找出主要污染源,建立污染物迁移数学模型,系统地归纳尾矿库重金属污染物迁移数值模拟软件,对主要污染源进行分析得出结论。结果表明各种研究手段之间存在步步深入,前后承接的联系,由此建立尾矿库重金属污染物迁移的现代数值模拟方法,提出尾矿库重金属污染物迁移的数值模拟方法的一般操作步骤。     

面源模式数值模拟计算分析

系统地介绍了面源模式计算方法.为了提高面源模式计算的准确性,提出了面源反扩散参数的概念.采用数值模拟计算的方法,对面源模式做了实际计算,并将其计算结果与虚点源后置法做了分析和比较.给出了采用虚点源后置法对面源内部和近源处计算结果的修正方法.并对虚点源后置法横风方向计算结果进行了修正.在计算过程中,令面源(y方向)内部所有计算点的浓度与中心点浓度相同,在面源两边0.45 L范围以外取实际浓度值.