淄博煤矿区地下水污染水动力和同位素解析

山东省淄博市洪山-寨里煤矿相继闭坑后矿井停止抽排地下水,矿坑水水位上升并通过破损井管等水力联系通道造成奥灰水受到不同程度的污染,严重影响了当地居民的生产生活。文章详细分析了研究区地质及水文地质条件,应用水动力学并结合地下水的~(18)O、~2H以及硫酸盐~(34)S和~(18)O同位素方法,解析研究区奥灰水污染来源与途径,得出如下结论:(1)矿坑水特点为微酸性、高SO_4~(2-)和高TDS,部分奥灰水样表现出和矿坑水相似的水化学特征,指示奥灰水局部受到矿坑水污染;(2)矿区地下水主要接受大气降水补给;(3)奥灰水硫酸盐硫氧同位素组成大于砂岩水中硫酸盐同位素组成;(4)煤矿闭坑后停止抽排地下水使矿坑水水位上升,通过水力联系通道,矿坑水串层污染奥灰水;(5)矿区奥灰水受到一定的矿坑水串层污染作用,通过混合比计算,量化了矿坑水对矿区地下水的污染贡献。该研究可为矿区水污染治理提供科学依据。     

贵州地区灰场的地下水污染风险评价—以易家寨灰场为例

贵州地区岩溶发育强烈,地下水环境脆弱。实际工作中进行地下水污染风险评价是可持续发展的重要举措。从地下水保护的角度出发,以贵州西南部某煤电一体化电厂灰场的地下水污染风险评价为例,系统收集了该地区地下水位埋深、含水层介质类型、包气带介质类型、植被分布、污染途径和功能用途等资料。针对贵州特殊岩溶地下水特征及灰场灰渣对地下水环境的影响,建立岩溶地区灰场的地下水污染风险评价指标体系,并运用层次分析法确定各指标权重,经权重叠加运算得风险性评价结果,从而确定其风险性。实例结果表明该灰场的风险性评价结果为2.7295,风险性低。将层次分析法应用于灰场地下水风险评价为岩溶发育地区的灰场选址和地下水防渗提供参考。     

冀中及邻近地区地下水同位素特征及其在地震预报研究中的应用

阐述了冀中及邻近地区地下水中氢、氧稳定同位素的分布特征及其成因，并根据氢、氧稳定同位素和~14C、He／Ar比年龄值，讨论了该区地下水的起源和形成时代、地下水的补给径流条件和排泄途径，以及地下水的同位素资料在地震监测预报中的意义。     

贮灰场灰水污染物运移的数值分析

从环境保护的角度出发,针对灰水溶质运移污染地下水的问题,应用混合防渗材料作为防渗层,通过有限元程序模拟贮灰场的实际运行条件,进行了有无防渗层条件下污染物运移的对比计算分析.结果表明,防渗层可有效地减少灰水渗漏量,缩小污染物的长期扩散范围;在灰场底部和内侧设置防渗层是有效的防污染措施.     

燃煤电厂氟污染规律研究

长期饮用高氟水或摄取高氟食物会引起氟中毒症，本文以燃用高氟煤物的淮北电厂为例，通过对电厂氟污染源及其周围大气，地表水，地下水，灰场土壤和灰场农作物的监测，分析了电厂的氟迁移转化规律，研究了电厂的氟污染源对周围环境的影响，并提出了综合治理电厂氟污染的对策。     

南太行山山前平原地下水水化学以及同位素组成研究

采用环境同位素和水化学方法,通过分析南太行山山前平原不同类型水体氢氧稳定同位素(δD和δ18O)、溶解性无机碳同位素(δ~(13)C-DIC)和水化学组成特征,探讨不同水体来源以及人类活动对地下水水质的影响过程。研究区地下水氢氧同位素组成表明,区内地下水均来自大气降水,补给区和排泄区浅部含水层地下水较深部含水层地下水氢、氧同位素值均偏正,氘盈余值(d值)也偏小,显示浅部含水层地下水受蒸发作用影响。同时排泄区地下水氢、氧同位素值较补给区地下水偏正,显示排泄区地下水经历较明显的蒸发过程。研究区地下水溶解性无机碳碳同位素(δ~(13)C-DIC)组成表明,补给区和排泄区浅部含水层地下水δ~(13)C-DIC值较深部含水层δ~(13)C-DIC值均偏负,显示浅部含水层地下水无机碳更多来源于有机物分解。同时排泄区地下水δ~(13)C-DIC值较补给区地下水δ~(13)C-DIC值偏负,表明排泄区地下水溶解性无机碳受有机物分解影响较大。研究区地下水水化学组成表明,补给区地下水水化学类型以Ca-HCO3型为主,排泄区地下水水化学类型以Na-HCO3-SO4型为主。结合同位素组成特征,补给区地下水水化学组成主要受溶滤作用和人类活动的影响,排泄区地下水水化学组成则受溶滤作用、蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和人类活动的共同控制。     

电厂灰场对地下水污染的数值模拟及污染预测——以江苏徐塘电厂炮车灰场F-污染为例

以江苏徐塘电厂炮车镇灰场为例,建立了炮车镇灰场及邻近地区地下水水质（污染）模型,并选用灰渣溶滤后产生的Ｆ－作为模拟因子,对地下水水位变化和Ｆ－浓度变化进行了数值模拟．最后利用模型对地下水中Ｆ－污染的范围和程度进行了预测．结果表明,模型可靠、合理、实用,为建立灰场后所可能引起的对地下水污染的预测预报提供了科学手段     

天然水中的氚及其测定技术简介

氚是氢的一种放射性同位素,它不仅是重要的热核燃料;而且也是用途广泛的同位素示踪剂。天然氚是大气上层宇宙射线高能粒子与氧、氮作用生成的。氚原子通过光化学反应或交换反应变成氚标记水分子,与雨水一起降落到陆地、海洋。由于水的循环和转移,地表水、地下水及海水中都含有一定量的氚。热核试验以前,天然水中氚的浓度一般是很低的,通     

湘中锡矿山式锑矿成矿物质来源探讨

本文从地层含矿性、同岩浆活动的关系及同位素组成特征等几个方面进行分析 ,以阐明湘中锡矿山式锑矿成矿物质来源于构造岩浆活化作用形成的区域性深部上升流体。虽然赋矿层位相对集中 ,但不存在明显的锑矿源层。铅同位素研究表明矿石铅来源于深部均化条件下的铅同位素演化系统 ,与围岩地层铅同位素明显不同。硫同位素显示矿石硫为均一化程度较高的混合深源硫。包裹体水氢、氧同位素组成介于大气降水与初生水之间 ,为混合水类型     

环境同位素示踪在环境学研究中的应用

简要介绍了常用环境同位素铅、硼、氮、氧和硫等在大气污染、海水倒灌、地下水污染等环境学研究方面应用的示踪原理及其分析方法.     

焦作市某电厂粉煤灰堆放场引起岩溶地下水Cr6+污染的初步研究

结合焦作市某粉煤灰堆放场的水文地质情况,根据淋滤液中Cr^6＋离子析出过程,探讨了Cr^6＋离子对岩溶地下水的影响。利用数值模拟方法,进行了粉煤灰淋滤总量的估算,并对堆放场提出有关建议和措施。     

不同pH淋滤条件下飞灰中铬、锌、镍、铅的环境效应

粉煤灰是煤炭燃烧后的副产物,富集于粉煤灰中的微量元素在风化、淋溶等外力作用下极易释放到环境中。pH是影响微量元素淋滤行为的重要因素,利用室内砂箱仿真模拟试验研究不同pH淋滤条件下粉煤灰中微量元素的迁移行为具有重要意义。研究结果表明：不同pH条件淋滤后的粉煤灰中Cr、Zn、Ni和Pb的含量都降低。淋滤后水体中Cr的浓度随着pH的升高呈先增大后减少的趋势,在pH为10时达到峰值;Zn、Ni和Pb的浓度随着pH的升高均呈现先减小后增大的特征。淋滤后土壤中Cr元素含量随pH值的升高表现为先减小后增大;Zn、Ni和Pb含量的变化趋势相似,在pH值为2—6.8时减小,随着pH值的继续升高,在pH为10左右达到峰值,随后下降。粉煤灰在短期淋滤条件下对土壤生态环境影响较小,一般情况下可以忽略。     

膜浓缩液淋滤飞灰重金属迁移特性及化学形态变化特征

为解决膜浓缩液和生活垃圾焚烧飞灰难以处理处置的问题,以淋滤柱为试验装置,以膜浓缩液淋滤3种不同填充高度(25.50、16.60、12.70 cm)的生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,通过X射线衍射(XRD)、XRF(X射线荧光光谱分析)和重金属化学形态分析等手段,分析淋滤过程对飞灰中重金属Cd、Cu、Zn、Pb的去除效果及转化机理. 结果表明:①通过膜浓缩液淋滤飞灰实现了飞灰脱氯的效果,填充高度H3(12.7 cm)对氯的去除率达到88%. ②填充高度H3 (12.7 cm)对重金属的脱除效果最好,对Pb、Cu、Cd和Zn的去除率分别为41.83%、0.23%、0.21%和0.57%. ③淋出液中重金属离子主要来自飞灰中弱酸可提取态的重金属,其中淋滤过程对残渣态、可氧化态重金属等影响较小. ④3种填充高度均使飞灰中重金属的浸出浓度有所降低,其中H3 (12.7 cm)填充高度的淋滤灰渣相比于飞灰的浸出浓度减少了90%. 研究显示,膜浓缩液淋滤飞灰可脱除飞灰中的氯盐和部分重金属,降低重金属浸出浓度,为飞灰资源化利用提供了新思路.      

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.     

果蔬垃圾乳酸发酵液对焚烧飞灰中氯和重金属脱除的影响

以果蔬垃圾的乳酸发酵液为浸出液,以纯水为对照,考察了乳酸发酵液对飞灰中氯的脱除效果。结果表明:与水洗相比,乳酸发酵液可脱除飞灰中59.3%的水不可溶性氯,使处理后的飞灰入窑比从0.57%增加至1.74%。此外,虽经乳酸发酵液浸出后的飞灰中出现重金属的富集现象,但按照以氯为限值计算的入窑比(1.74%)反推入窑飞灰中重金属的含量可知:入窑飞灰中重金属含量远低于HJ 662—2013《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》标准中规定的限值。因此,以乳酸发酵液进行酸洗替代水洗有利于飞灰通过水泥窑协同处置技术进行利用。     

水热法协同处置不同垃圾焚烧炉飞灰及其机理

生活垃圾焚烧飞灰富含重金属且极易浸出对环境造成污染.通过研究流化床飞灰和炉排炉飞灰的理化特性,将流化床飞灰作为硅铝源,将炉排炉飞灰作为碱激发剂,在无添加剂条件下水热合成水钙铝榴石和雪硅钙石,从而将重金属稳定在晶体中.借助SEM图像分析水热合成机理,以雪硅钙石的晶体结构解释其吸附重金属机理.水热反应后液相中几乎不存在重金属,用重金属浸出率对飞灰浸出毒性进行量化评估,水热反应后的飞灰重金属浸出率相比流化床飞灰均有明显的降低,当水热反应添加的流化床飞灰与炉排炉飞灰的质量比为7：3时,水热后的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的浸出率最低,浸出率分别为0.073%、0.006%、0.107%、0.006%、0.326%.     

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.     

某城市污水处理厂污泥固化处理研究

课题依托哈尔滨某污水处理厂,通过建立L9(34)正交试验,选取水泥、石灰、煤灰掺入比例以及养护时间为主要影响因素,以固化块的抗压强度和COD浸出浓度为评价指标,得到各因素的影响度大小排序为:水泥养护天数石灰煤灰,优化固化条件为水泥掺入比例15%,石灰掺入比例2%,煤灰10%养护天数6 d。以此为基础进行延展实验,探讨以上因素对污泥固化效果的影响,获得最佳配方。     

螯合剂稳定飞灰的条件优化及螯合产物的稳定性评价

研究了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化处理过程中螯合剂的加药量、体系的含水率以及搅拌时间对飞灰中各种重金属浸出浓度的影响;随后研究了飞灰螯合产物在自然环境下、紫外线光照下和35℃下重金属的浸出行为,同时对比了大分子DTC和小分子SDD的螯合性能。结果表明:当螯合剂的加药量达到3%时,飞灰中常见的6种重金属的浸出浓度都低于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值;提高含水率有利于螯合反应的进行,对Pb、Zn和Cd,加大螯合时的含水率都可以降低浸出液中的重金属浓度;当搅拌时间超过2 min后,飞灰中重金属的浸出基本稳定。随着时间推移,不同放置条件下螯合飞灰中重金属的浸出浓度均满足填埋场入场控制标准,同时发现大分子DTC较小分子SDD具有更好的螯合效果。     

煤及其燃烧产物中有害痕量元素的淋滤特性研究

通过对我国西北部上湾与石嘴山电厂原煤、底灰和飞灰中As、Pb、Cd、Mop、Mo、Co和U等有害痕量元素在不同条件下的淋滤实验,采用原子荧光光谱（AFS）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了痕量元素在2套（6个）样品、3种淋滤介质、4个不同时间段获取的淋滤液中的浓度,对比不同元素间淋出率、60h的最大淋出率和淋滤强度的差异性,分析痕量元素在不同条件下的淋滤特性;通过对比元素在原煤和燃煤产物中的含量、60h的最大淋出率以及淋滤液中元素的浓度,参考相关地下水的环境质量标准对痕量元素的环境效应进行了综合评价：As与Se的淋滤性较差,淋滤液中的最大浓度较低,对环境造成危害的可能性很小;Pb与Cd在淋滤液中的最大浓度较高,可能对环境造成危害.Mo与Co的淋出性好,淋出率高,同时淋滤液中的最大浓度是三类地下水环境质量标准的5～10倍,对环境造成危害的可能性最大.