干旱区危废填埋场与水源的缓冲距离及其调控

针对干旱区气象和水文地质条件下,危废填埋场缓冲距离不明的问题,建立了渗滤液中污染物渗漏及其迁移转化的多过程模型,模拟污染物的稀释衰减过程,结合安全用水限值的确定,构建了缓冲距离计算框架,并选择典型场地开展案例研究.结果表明:不同类型的污染物需要的稀释与衰减倍数(RDAF)不同,有机物2,4-滴(2,4-D)的初始浓度大,毒性强,需稀释衰减667倍,是重金属As与Cd稀释衰减系数的6倍,不同污染物的稀释衰减倍数(DAF)与缓冲距离的敏感程度有关,有机物的DAF对缓冲距离更敏感.尽管2,4-D的DAF最大,但缓冲距离远小于重金属As与Pb的972m和942m.综合考虑所有污染物缓冲需求,干旱区典型危废填埋场的缓冲距离为972m,与常规认知相反,缓冲距离需求大于湿润地区而仅略小于海滨地区.进一步考虑了参数不确定性分析下95%置信区间的安全用水要求,缓冲距离需达到3465m.为满足敏感水源与填埋场缓冲距离的实际需求,对填埋废物采取预处理的方法优化缓冲距离.以As为例,通过预处理将其初始浓度从1.2mg/L降至1.02mg/L,缓冲距离可降至200m,说明干旱区缓冲距离需求对初始浓度更为敏感.     

基于概率风险分析的填埋场安全防护距离研究

针对危险废物填埋场(HWL)的建设运行现状和环境事故发生特点,确定以防渗层事故性破损为最大可信事故,以破损后渗滤液渗漏导致的人体健康危害为目标,提出了基于概率风险的HWL安全防护距离(SPD)确定的基本原则、方法和流程.对中部地区某HWL的安全防护距离进行了计算和不确定性分析,结果表明:考虑不同防护对象(污染物)情形下,计算得到的SPD值有所差异:以Cr的致癌危害,Cr、无机氟化物和Zn的非致癌危害为防护对象时,SPD值分别等于620、448、355和0m;不确定性分析表明受降雨量、水文地质参数不确定性的影响,SPD值存在较大的不确定性,经过P95校正的SPD为990m,大于GB 18598-2001中规定的800m的防护距离;最后文章指出安全防护距离的确定受场区降雨和蒸发条件、水文地质条件、填埋场接纳和填埋废物类型及其防渗系统配置等诸多因素影响,因此应该针对不同填埋场及其特征划定其SPD值,不宜采用一刀切的方法,统一规定HWL的安全防护距离.     

2,4-二氯苯氧乙酸完全抗原和抗体的制备

 以小分子环境污染物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为半抗原,牛血清蛋白(BSA)为载体蛋白,通过与水溶性碳化二亚胺(EDC)的偶联反应,合成适当结合比、性能良好的2,4-D完全抗原,并制备了2,4-D的多克隆抗体.完全抗原合成方法为:在pH6、0.05mol/L的磷酸盐缓冲溶液中进行偶联反应,2,4-D的最终浓度控制为12mg/mL,于4℃条件下反应18h,EDC的加入量控制在6～9mg之间.以结合比为16:1的完全抗原免疫新西兰白兔,获得了效价达到6.55×106兔抗血清.抗血清稀释2000倍,剂量-反应曲线在2,4-D浓度为0.5～2000mg/L的范围内线性度最好,相关系数R=0.9946.抗血清稀释8000和16000倍,2,4-D的检测范围为8μg/L～125mg/L,线性相关系数R分别为0.9352和0.9655.经过免疫检测条件的优化,制备的抗血清可以用于饮用水中2,4-D的检测.     

对用于危险废物鉴别的几种浸出方法比对研究

以电镀污泥为实验样品,对中国、美国和欧盟用于危险废物鉴别的浸出方法进行了比对实验研究,并对各种浸出实验的方法学依据和危险废物鉴别标准进行了探讨.结果表明我国现有的浸出方法的浸出率相对低,实验方法缺乏方法学依据,对危险废物的控制不利.美国环境保护局(USEPA)的TCLP和SPLP方法分别针对工业废物在城市生活垃圾填埋场的共处置和酸沉降对土壤或单独处置的废物的影响而设计;欧盟则根据不同类型的填埋场提出了不同的入场标准.这些思路和做法值得研究和借鉴.     

水中本底成分对O3/H2O2氧化降解2,4-D的影响

重点考察了水中本底成分对O3/H2O2高级氧化工艺去除水中微量农药2,4-D的影响规律.实验结果表明,自来水本底比蒸馏水本底更有利于水中2,4-D的去除;自由基捕获剂叔丁醇对于2,4-D的催化臭氧化反应具有比较明显的抑制作用,但是HCO3-却对水中2,4-D的氧化降解有一定的促进作用;一定浓度的腐殖酸对于2,4-D的催化臭氧化反应具有比较明显的促进作用,较高浓度的腐殖酸对于2,4-D的催化臭氧化反应具有明显的抑制作用;水中的Na 、K 、Mg2 、Ca2 、Cu2 、Zn2 在较低浓度时对2,4-D的降解没有明显影响,在高浓度时有一定的抑制作用;Co2 、Ni2 、Ca2 、Cr3 在较低浓度时对2,4-D的氧化降解有促进作用,高浓度时候有一定的抑制作用.     

垃圾模拟填埋过程中典型含多溴联苯醚废物污染释放规律

为探索垃圾模拟填埋过程中PBDEs（多溴联苯醚）的污染释放规律,选取填埋场中典型的含PBDEs废物为研究对象,以填埋场渗滤液为浸提剂进行浸出试验,模拟垃圾填埋场处置场景下不同时间、温度和表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）浓度对不同废物（PP-R管材、PE-RT管材、PVC管材、PP塑料板凳、HDPE洗护用品瓶、PP洗衣机、PS电视机和阻燃ABS）中PBDEs释放的影响;采用液液萃取法提取浸出液中的PBDEs,采用气相色谱-质谱法（GC-MS）对21种PBDEs同系物进行定性、定量检测.结果表明:①在浸出120 d内,每种废物中PBDEs的浸出量随时间的延长均逐渐增加,二者呈良好的线性关系,其中BDE209的浸出量远高于其他同系物,最高可达浸出总量的95.2%.②不同废物随温度的变化情况存在差异,其中PP-R、PE-RT管材中PBDEs浸出量随温度的升高而逐渐增加.③由于不同废物对表面活性剂的最适浓度存在差异,致使其浸出规律也存在差异,一定浓度范围内的表面活性剂可能对PBDEs的释放有促进作用,其中以PS电视机中PBDEs的浸出量为最高,为136 553 pg/mL;以PVC管材中PBDEs的浸出量为最低,仅为1 590 pg/mL.研究显示,含PBDEs的生活垃圾在渗滤液作用下的污染释放较为严重,应加强管控.      

碳源变化对降解2,4-D的好氧颗粒污泥性能及形态的影响

在长期运行的序批式生物反应器(SBR)中,考察了以葡萄糖和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为混合碳源培养的好氧颗粒污泥在转换为2,4-D唯一碳源废水后,其形态、结构及对目标污染物去除功能的变化.结果表明,基质转换为2,4-D单一碳源后,好氧颗粒污泥仍保持了对目标污染物高效的去除能力.当进水2,4-D浓度为361～564mg/L,其去除率为99.2%～100%,COD平均去除率达到85.6%.混合碳源向2,4-D单一碳源转换对原好氧颗粒结构产生一定破坏作用,使其发生部分解体,粒径由513μm下降到302μm.但好氧颗粒污泥良好的耐负荷冲击使其保持了颗粒主体,通过一段时间适应调整后能够重新聚集生长,最终获得能够利用2,4-D为唯一碳源生长并具有良好沉降性(SVI20～40mL/g)的好氧颗粒污泥,粒径为489μm.扫描电子显微镜(SEM)观察结果表明,混合碳源转向单一碳源使好氧颗粒生物相丰富度降低.     

川维厂一般工业固废填埋场渗滤液泄漏对长江水质的影响

以中国石化集团四川维尼纶厂一般固废填埋场为对象,计算了填埋场渗滤液泄漏对长江长寿段水质COD、NH3-N和Zn指标的影响。计算结果表明：平水期COD影响范围为纵向240m,横向3m,NH3-N影响范围为纵向120m,横向2m;枯水期COD影响范围为纵向300m,横向7m,NH3-N影响范围为纵向150m,横向5m。枯水期和平水期,贮存池中渗滤液泄漏不会导致其长江长寿段水质Zn超标。     

川维厂一般工业固废填埋场渗滤液泄漏对长江水质的影响

以中国石化集团四川维尼纶厂一般固废填埋场为对象,计算了填埋场渗滤液泄漏对长江长寿段水质COD、NH3-N和Zn指标的影响。计算结果表明:平水期COD影响范围为纵向240m,横向3m,NH3-N影响范围为纵向120m,横向2m;枯水期COD影响范围为纵向300m,横向7m,NH3-N影响范围为纵向150m,横向5m。枯水期和平水期,贮存池中渗滤液泄漏不会导致其长江长寿段水质Zn超标。     

建筑废物填海处置过程重金属浸出特性及环境影响

填海处置已成为滨海城市建筑废物的重要消纳途径,而海水侵蚀导致重金属浸出可能加剧环境风险.为探究不同类型建筑废物中重金属受海水侵蚀的浸出特性及环境影响,于深圳市的城中村拆除作业现场、建筑装饰装修工程现场、建筑废物资源化利用厂、建筑垃圾堆填场开展不同来源建筑废物样品采集,分析样品中w（Zn）、w（Pb）、w（Cu）、w（Cd）,评价其潜在环境风险并解析其产生源;在此基础上,参考固体废物毒性浸出方法开展海水浸出模拟试验.结果表明:①建筑废物中重金属的潜在环境风险程度依次表现为Zn > Pb > Cu > Cd,w（Zn）、w（Pb）、w（Cu）、w（Cd）的最大值依次为197.8、82.6、67.1、0.22 mg/kg,分别为广东省土壤环境背景值的3.8、2.2、3.7和2.2倍,且来源于砖块、瓷砖、砂浆块、墙面涂料和玻璃的重金属含量超过了围填海工程填充物质成分限值要求.②海水对废物中重金属浸出影响显著,在液固比为10:1、浸出时间为18 h条件下,Zn、Pb、Cu、Cd浸出率分别高达15.9%、82.0%、10.4%和57.4%.③随着液固比和浸出时间的增加,重金属浸出量呈明显的上升趋势,其中Pb的浸出量最高.鉴于此,一方面应完善海水侵蚀对建筑废物中重金属浸出给沿海环境带来的生态风险分析;另一方面在填海处置前应加强建筑废物的风险管理如分类收集和安全处置等,并建立相应的控污机制.      

基于环境风险的危险废物填埋场安全寿命周期评价

通过系统分析危险填埋场的设计功能,结合安全寿命周期的定义,对危险废物填埋场的安全寿命周期进行了定义.在此基础上,通过文献查阅和理论推导确定了描述危险废物填埋场主要单元性能衰减的老化模型,并结合课题组开发的渗漏环境风险分析模型,建立了危险废物填埋场的安全寿命评估模型,并选择中部某危险废物填埋场进行了案例研究.结果表明:随着防渗材料老化以及导排层淤堵,渗滤液渗漏量将逐渐增加,其安全贮存功能将逐渐丧失,并逐渐达到其安全寿命周期.仅就本案例而言,该填埋场的安全寿命周期为385a;对安全寿命周期相关参数的敏感性分析表明,浸出浓度与填埋场安全寿命周期呈负相关,包气带厚度和含水层厚度与安全寿命周期呈正相关,相关系数分别为-0.79、0.99和0.72,这说明包气带厚度对安全寿命周期影响更大,其次为浸出浓度,最后为含水层厚度;应加强填埋场相关单元老化模型研究,开展其他因素对填埋场安全寿命周期的影响,进一步完善危险废物填埋场安全寿命周期评价理论和方法.     

水口山某废石场重金属垂向分布特征及浸出毒性

多金属矿区因采冶活动遗留的废石存量大,其重金属污染问题已备受关注.目前对废石场中重金属的分布特征和浸出毒性研究较少.本研究以湖南省水口山矿区某废石场为对象,垂直钻孔并取样分析7种重（类）金属,包括Pb、Zn、As、Cd、Cu、Ni和Cr的垂向分布特征和浸出毒性,并结合主量元素（Fe、Mn、Al和Mg）浸出行为、物相表征和统计学分析等方法,研究了重金属垂向迁移特征及其影响因素.结果表明,所有废石样品的7种重（类）金属含量均显著高于湖南省土壤背景值,污染累积指数从高到低依次为Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr和Ni.聚类分析将重金属分为3类,第1类是As、Fe和Pb,主要与方铅矿、黄铁矿有关,第2类是Cd、Zn和Cu,主要与闪锌矿有关,第3类是Cr和Ni,与自然风化有关.浸出毒性进一步发现,Cd、Zn、As、Cu和Ni的浸出浓度随深度增加而逐渐降低.其中,Cd和Zn表现出高浸出风险,且浸出行为显著相关,与闪锌矿转化为硫酸锌有关.Pb和Cu显示出0~0.5 m范围内的局部高浸出风险,而As和Cr属于低浸出风险.Pb和As浸出行为的差异性与As受Fe吸附有关.废石中的黄铁矿氧化降低pH促进重金属的释放迁移,而生成的次生铁（氢）氧化物能通过吸附稳定重金属;废石中的方解石有利于升高pH而降低重金属迁移风险.研究结果可为开发针对废石堆场的重金属污染防控技术和生态修复技术提供数据支撑和理论依据.     

进口废电器拆解残余固体废物中污染物的溶出试验研究

进口废电器拆解后的残余固体废物是一种碱性废物 ,2— 3年雨量范围内的模拟酸雨淋出液中的Cu和Zn的含量超过排放标准中的一级排放标准 ,而Ni、Pb、Hg的含量可以达标 ;在整个 10年试验雨量范围内 ,所有淋出液中CODCr和油的含量均超过一级排放标准 .酸性介质有利于Cu、Zn、Pb、Ni的释放 .碱性介质有利于油和CODCr的释放 .在各种淋溶介质条件下 ,主要污染因子的淋溶释放一般符合Ct=C0 ·tb 模型 .     

不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属分布和浸出性质

对烟气净化系统飞灰(以下简称飞灰)按粒径进行分级,研究了飞灰重金属含量、形态分布和浸出毒性随粒径的变化,讨论了不同粒径的飞灰对重金属总量和浸出总量的贡献率.结果表明:飞灰中粒径>154 μm和<30 μm的颗粒较少,粒径为38.5～74 μm的颗粒约占总量的50%.除Ni和Cr外,重金属含量随飞灰粒径的减小呈增加趋势,且主要表现在酸溶态Cd,Zn,Pb,Cu和有机结合态Pb以及晶形氧化铁态Pb,Zn含量的增加.随着飞灰粒径的减小,Cr,Ni,Zn,Hg和Pb的浸出量也呈逐渐增加趋势,其中Zn,Hg和Pb的表现尤为突出.尽管细颗粒上的重金属对飞灰的重金属总量贡献不大,但高浸出率使细颗粒飞灰对重金属浸出总量仍具有较大贡献,尤其是Pb,Zn和Hg,在占飞灰质量8%的粒径<30 μm的飞灰中,富集了约40%的水溶性Pb,Zn和Hg.      

碳酸化对不同碱度飞灰中重金属的长期影响

通过对不同地区生活垃圾焚烧飞灰进行碳酸化处理,采用XRF,SEM以及XRD分析飞灰理化特性,通过pH值测定、重金属浸出实验以及重金属形态分析探究CO₂对不同焚烧飞灰中超标重金属Zn、Pb、Cd的长期影响研究.结果表明,由于焚烧过程中烟气排放限值降低需喷入大量氢氧化钙等脱酸剂,导致焚烧飞灰呈现不同碱度特性.根据醋酸缓冲溶液法浸出实验后的飞灰浸出液pH值,将飞灰分为“酸灰”与“碱灰”,并对两类飞灰进行长期碳酸化实验.对比碳酸化前后飞灰中重金属的浸出毒性,“酸灰”中重金属浸出毒性远大于“碱灰”,但是碳酸化处置后“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度分别降低10%~18%和9%~30%;“碱灰”中重金属Zn和Cd的浸出浓度显著增大,且浸出浓度最大超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》的1.46与63.2倍;碳酸化对“酸灰”与“碱灰”中的两性重金属Pb的浸出不具有规律性,但总体而言,碳酸化对“碱灰”中重金属Pb的影响更大.最后通过BCR连续分级提取法分析碳酸化前后飞灰中重金属形态的变化规律,碳酸化后,“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T4赋存占比增加的影响呈下降趋势,但部分样品中T1赋存占比有增加现象,说明此类重金属仍存在浸出风险,而“碱灰”碳酸化后重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T1赋存占比增加的影响呈增加趋势.因此在填埋处置前应重点关注不同碱度飞灰中的重金属浸出特性,为飞灰长期稳定填埋提供保障.     

深圳海滩塑料垃圾及其重金属污染分析

海洋塑料垃圾污染是一个全球性环境问题,为了解海岸线上塑料垃圾及其重金属污染情况,本研究在深圳海岸线上选取5个典型海滩,分析海滩塑料垃圾的组成和来源,并研究塑料垃圾的重金属含量及其浸出行为,评估其潜在的摄入风险.结果表明：塑料和泡沫塑料是海滩垃圾最主要的组成成分,占比高达72%;人类海岸活动是海滩塑料垃圾最主要的来源,占比高达80.58%;塑料垃圾中Zn、Ba、Pb的含量较高,其中Zn的平均值达到500mg/kg以上;在模拟胃酸溶液中,Zn的浸出浓度最高（0.7605~2.6283mg/L）,Mn浸出率最高（16.22%~83.45%）,Sb的浸出量和浸出率均为最低.基于海滩塑料垃圾样品中重金属最大可浸出率的摄入风险评估表明,塑料样品中的重金属不会造成健康风险.本研究提供的基础数据资料有助于海洋塑料垃圾的管理.     

焦作矿区煤矸石山周围土壤和玉米作物重金属污染研究

以焦作演马矿区为例,研究煤矸石长期堆放对周围土壤和玉米作物造成的重金属污染。根据当地地形地貌在矸石堆周围呈放射状布设3条采样线,用HCl-HNO3-HF—HClO4全分解法和HNO3-HClO4湿法消解土壤和玉米样品,检测土壤和玉米（叶、茎和籽）中主要有害重金属元素（Pb、Cu、Cr、Zn）。研究表明：土壤和玉米中Pb和Zn含量超标,且距离矸石堆由近及远土壤和玉米作物中重金属含量呈下降趋势,重金属在玉米作物不同部位的富集能力表现为叶中最高,茎次之,籽最低。     

废锌锰电池制备锰锌铁氧体共沉淀粉料研究

以废锌锰电池为主要原料,辅以少量的菱锰矿和废铁屑,经同时浸出、初步除杂、深度净化和共沉淀等过程,制备出纯度高、配比接近PC30铁氧体配方且混合均匀的共沉淀粉料。实验结果表明在浸出温度80~95℃、搅拌速度120~180r/min、酸用量为理论用量的1.2~1.4倍和浸出时间3.0~4.0h的条件下,铁、锰和锌的浸出率分别为92.02%、96.14%和98.34%;共沉淀粉料中铁、锰和锌的平均含量分别为41.41%、13.92%和4.49%,推算出Fe∶Zn∶Mn=69.2∶23.3∶7.5。完全符合PC30对粉料的要求。本研究既为高档锰锌软磁铁氧体的制备创造了很好的前提条件,同时对废锌锰电池的高价值资源化利用具有重要的现实意义。     

海口市生活垃圾焚烧飞灰特性与重金属形态分析研究

生活垃圾焚烧飞灰因富合多种毒性物质而被列入危险废物名录.不同地区生活垃圾焚烧飞灰元素组成存在差异.论文研究了海口市生活垃圾焚烧飞灰的基本特性及重金属形态.结果表明,飞灰中Pb浸出值超过危险废物判别值的6倍之多,Pb、Cd和Zn的浸出值均超过生活垃圾填埋场限值.与As和Hg相比,Cu、Zn、Cr、Pb和Cd碳酸盐结合态的比例略高,在酸性条件下极易释放,对周围环境构成威胁.