焚烧飞灰重金属含量及浸出长期变化规律研究

通过对24个飞灰样品的重金属全量消解和高精度X射线荧光光谱法（HDXRF）快速检测结果进行线性回归分析,发现HDXRF法可较准确测定飞灰中Cu、Pb、Zn、Ni和Cd含量（线性回归决定系数R²³0.90）.采用HDXRF法对某焚烧厂飞灰重金属含量6个月快速检测及浸出毒性测定数据统计分析发现：飞灰重金属月均含量较稳定（变异系数CV<0.14）但日均含量波动较大（CV>2.54）;飞灰中Pb、Cu和Zn含量呈正相关（相关系数r>0.78）;金属浸出浓度受浸出液终点pH值影响显著,超标频率依次为Pb（68.9%）、Cd（66.1%）、Ni（24.0%）、Cu（14.2%）和Zn（1.6%）.短期飞灰金属含量和浸出毒性数据受焚烧工况,烟气处理工况和垃圾组分等多种因素共同影响,不具有代表性.为评估垃圾分类源头削减重金属效果,建议采用快速检测方法对焚烧飞灰重金属含量进行长期监测.     

基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源

为了解北京市平谷区地下水污染物来源,以平谷区2010—2018年监测数据为基础,使用PCA(主成分分析法)识别了地下水水质指标因子,使用自组织映射识别了污染物的空间分布.结果表明:通过监测指标间的Pearson检验发现, 平谷区地下水电导率与ρ(Ca2+)(p=0.936)、总碱度与ρ(HCO₃2-)(p=0.981)、ρ(Mg2+)与总硬度(p=0.944)指标之间显著相关.地下水化学类型主要以HCO₃-Ca型为主,其次为HCO₃-Mg型.NH₄+、SO₄2-、Cd、Fe(Ⅱ)、NO₂指标空间分布离散性和差异性较大,存在局部富集现象.通过因子分析法筛选出影响平谷区地下水水质的8个公因子,首要影响因子为溶滤-富集作用(贡献率为22.398%),次要影响因子为农业、养殖业和填埋场等人为活动作用(贡献率为16.533%),雨水下渗作用(贡献率为8.035%)、工业源人为活动(贡献率为7.466%)对地下水也有一定影响.通过比较各指标的SOM(Self-Organizing Map,自组织映射)特征图像和监测井映射特征图像,发现NH₄+受山前地带林业、种植业和平原地带农业、养殖业的双重影响,Na+、Mn受平原地带人为活动的影响;同时,NH₄+、NO₃-、NO₂三者之间及Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间来源不同,Cd、Al、氰化物三者具有同一来源.研究显示,PCA-SOM(PCA与SOM相结合)可以对地下水化学组分来源进行定性识别与定量分析.      

基于响应面法的重金属螯合剂前体物合成条件优化研究

以小分子的乙二胺与环氧氯丙烷为原料,以黏度为考察对象,对高分子重金属螯合剂的前体物合成条件进行优化。采用单因素实验确定黏度的主要影响因素,然后采用响应面法对制备条件进行优化。结果表明:(1)拟合的模型回归项显著而失拟项不显著,拟合性良好。(2)最佳制备条件为环氧氯丙烷和乙二胺摩尔比1.1、反应温度82.8℃、反应时间9.2h、NaOH和乙二胺摩尔比1.2。(3)产物傅立叶红外光谱表明,特征官能团的存在证明了前体物的生成。(4)利用前体物进一步合成了螯合剂,该螯合剂的Pb去除和稳定效果明显优于市售螯合剂。     

基于自组织神经网络和K-means的场地地下水污染特征分析与分区管控研究

该研究基于自组织神经网络(SOM)和K-means方法,以华中地区某铬渣污染场地为研究对象,探讨了SOM+K-means方法应用于场地地下水污染分区管控的可能性。通过监测数据的描述性统计分析场地地下水污染特征,发现Cr (Ⅵ)、COD_Mn、SO₄2-、TDS、NO₃-、NH₃-N、Mn为研究区的主要污染物。基于SOM+K-means分析挖掘,并基于空间插值方法,将研究区地下水分为4类区域,并识别出每类区域需重点关注的污染指标。结果显示:类别Ⅰ需关注NO₃-;类别Ⅱ需关注Cr (Ⅵ)、COD_Mn、NO₃、TDS、NH₃--N;类别Ⅲ需关注SO₄2-;类别Ⅳ需关注Mn。该方法可较好地应用于地下水污染分区管控,对场地地下水污染防治具有指导意义。     

我国土壤环境的风险评估技术分析与展望

随着我国工业化、城镇化及农业高度集约化的快速发展,耕地和场地土壤复合污染问题日益突出,土壤污染的风险日趋显现.本文在总结国内外土壤污染健康风险评估技术发展历程的基础上,探讨我国国内建设用地健康风险评估技术导则的异同点,分析目前国内外有关土壤环境风险评估技术研究的热点与不足,重点介绍了蒸气入侵模型的发展、土壤中有机污染物和重金属健康风险评估方面的研究工作.最后,本文提出根据场地利用场景并结合考虑生物可给性的模型校正开展精细化的土壤环境人体健康风险评估,同时也要加强土壤环境的生态风险评估以及地质高背景区的风险管控.本文为未来场地土壤环境的分级分类管理提供了前瞻性建议.     

区块链技术在环境监测中的应用研究

我国环境监测质量控制体系已经基本建立,但人为数据造假等违规违法行为仍时有发生,现有技术和管理手段无法有效防止。本文通过分析区块链技术的特点,梳理环境监测数据质量控制面临的问题,针对人为影响环境监测数据质量的主要手段,研究区块链保障环境监测数据质量的技术方案,提出基于区块链智能数据质量控制器改造现有监测系统的方案,并在北京市开展了试点示范,验证了区块链提高环境监测数据质量的可行性。     

基于传感器方法的新型大气监测技术现状与发展建议

本文阐述了基于传感器方法的新型监测技术的主要特征,分析了新技术为我国城市大气污染监管工作带来的机遇,论述了固定监测和移动监测相结合的应用方式对热点网格精细化管控的意义,指出了该技术需要突破的瓶颈问题和解决路径。针对新的技术趋势,本文建议加大监测设备与大数据应用相结合的核心技术研发投入、建立技术创新应用示范平台、推动第三方认证体系、启动移动监测与"千里眼计划"融合研究与试点工作。     

高分子重金属螯合剂合成条件的响应面优化

以实验室制备的大分子多烯多胺为原料,在碱性条件下,制备新型高分子重金属螯合剂二硫代氨基甲酸盐(DTC)。在单因素实验中,研究了反应时间、反应温度、NaOH∶PEI和CS2∶PEI等4种因素对Cd~(~(2+))去除率的影响,随后采用了响应曲面法中常用的中心复合设计模型以Cd~(2+)去除率为响应值建立二次回归方程对DTC的合成条件进行了分析与优化。得到的最佳合成条件为:反应时间10.4 h,反应温度70℃,NaOH∶PEI为1.78,CS_2∶PEI为0.8。此条件下制备的DTC去除Cd~(2+)的效率为99.9%,与模型预测值(100%)相对偏差仅为-0.1%,模型与实际拟合良好,并利用红外傅立叶与扫描电镜对螯合剂进行了理化性质的分析。     

固化/稳定化修复后场地中铬的环境行为和归趋:以我国中部某修复后场地为例

为了探讨铬(Cr)在固化/稳定化修复后场地中的环境行为与归趋,通过浸出环境评价框架(LEAF)浸出评价、形态分级以及微观表征,对我国中部某修复后场地土壤中Cr的含量及形态进行3轮次跟踪监测. 结果表明:①跟踪监测试验发现,该修复后场地土壤中总Cr含量下降了18.92%. 在芥菜植株中Cr分布存在差异,其中,芥菜叶中Cr含量高达1.62 mg/kg (以干质量计),芥菜茎中Cr含量为0.69~0.77 mg/kg (以干质量计). 芥菜植株吸收Cr的能力为0.44~3.10 mg/m2,对土壤中总Cr减量化的贡献率最高仅为0.05%;另外,新鲜芥菜植株中Cr含量为0.12~0.69 mg/kg,超过GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中规定限值(0.5 mg/kg),一旦食用该场地中的芥菜会对人体健康产生影响,增加了Cr在修复后场地中风险暴露的途径. ②土壤微观表征试验表明,修复后场地土壤中Cr主要以Cr₂O₃形式存在,土壤中的Mn_xO_y能起到氧化Cr的作用. 在LEAF试验中,固化/稳定化的Cr被活化溶出;而BCR分析发现,Cr的可还原态占比随修复后时间的延长逐渐增加,由1.13%增至4.02%. ③土壤中Mn、Fe及植物等环境因子均会参与Cr的氧化还原、沉淀与溶解,以及植物吸收与富集等环境行为,并导致已被固化/稳定化的Cr溶解或再氧化成Cr(Ⅵ)而溶出,从而增加Cr的迁移性和毒性,造成环境风险,其中Mn(Ⅳ)是Cr活化的关键因子. 研究显示,修复后场地中Cr的环境行为会受到多种环境因素共同影响,尤其是在Mn含量较高的区域更易形成氧化氛围导致Cr的重新活化.