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。     

土壤重金属污染及生物修复研究进展

土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集,一直备受国内外学者关注.研究土壤重金属污染规律,积极探索更有效、经济的污染修复新技术具有重要意义.对土壤重金属污染的来源、赋存形态和迁移规律进行了综述.土壤重金属污染主要来源于工业、农业、交通和能源消费;土壤中重金属的赋存形态可分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态6种;土壤胶体的吸附作用、土壤中重金属与腐殖质的反应、土壤Eh值、土壤的pH值和土壤中的生物转化作用都对重金属的迁移转化有一定的影响.探讨了土壤重金属污染的修复技术,侧重讨论当前研究较多的生物修复,包括植物修复、微生物修复、植物-微生物和动物的协同修复.提出了研究中存在的问题及研究方向.     

给水塑料管材对水质安全性影响的研究进展

基于塑料管材目前在饮用水输送、节水灌溉及设施农业等方面应用的普遍性及人们对塑料产品安全性问题的日益关注,针对塑料给水管材对水质安全性影响的研究现状进行比较和分析.目前相关研究以静态试验为主.聚氯乙烯(PVC)管材主要影响输送水质中重金属的质量比,不同种类重金属的迁移规律随时间、水质及环境因素的变化存在差异.而聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等材料由于很少使用重金属添加剂,主要向水中迁移有机物,包括抗氧化剂2,6-二叔丁基对甲酚、烷基噻吩,一些醛类、酮类、萜类、酯类、甲苯及其他芳香族化合物.研究中仍存在环境因素影响考虑较少,重金属种类有限,有机物迁移研究不足,相关研究缺乏系统性等问题.     

综述铬在土壤和植物中的赋存形式及迁移规律

根据重金属铬的理化及生物特性，结合相关资料探讨了铬在土壤和植物中的迁移转化规律，以及对土壤污染和植物危害的相关机制，为铬污染的防治与治理提供借鉴。     

河流重金属随水-悬浮物-底泥迁移转化模型

详细分析重金属在河流中迁移转化过程,并根据质量守恒定律,建立河流重金属随水-悬浮物-底泥迁移转化耦合模型。分析表明:重金属在河流中迁移转化过程包括对流传质、分子扩散传质、吸附和解析传质、沉降和再悬浮传质;根据重金属传质过程及其在体积单元中的质量变化率,考虑河流的状态,建立了河流重金属随水-悬浮物-底泥迁移转化耦合稳态模型和紊动模型,在一定的边界条件和起始条件下,可实现模型的简化求解。     

有色金属矿总回风井含重金属粉尘污染迁移与干预途径研究

为了系统分析有色金属矿山总回风井含重金属粉尘污染迁移的影响因素,将含重金属粉尘的迁移媒介划分为大气、土壤和水体三大模块,利用演绎法逐层深入,共分析出78个影响含重金属粉尘迁移的基本因素。采用事故树分析法,将有色金属矿山总回风井含重金属粉尘污染迁移作为顶上事件编制事故树,利用Fault Tree软件进行事故树分析计算,得到了事故树的45个最小径集、6个最小割集和基本事件的结构重要度排序。结果表明,粉尘质量浓度在17个基本事件中重要度最大,总回风井扩散塔尺寸、总回风井扩散塔高度、总回风井扩散塔形状重要度相同且在17个基本事件中重要度最小。最后基于影响因素的分析,提出了控制重金属污染迁移的应对措施。     

不同粒径尾矿中重金属水平迁移转化规律

针对桂北铅锌尾矿中重金属在水平方向上的释放、迁移和转化问题,利用尾矿为研究对象,通过降雨模拟装置进行径流冲刷试验,分析冲刷过程中尾矿重金属浓度和形态的变化。结果表明,在径流冲刷过程中,尾矿中重金属浓度整体呈下降趋势,深度对尾矿中重金属浓度变化的影响不明显,同一深度的尾矿,粒径与其重金属释放量呈负相关关系,粒径小于75μm时重金属Zn减少率高达24%。径流作用下,尾矿的粒径大小与迁移能力成反比。径流冲刷前后,尾矿中重金属含量下降,Cd,Zn和Pb的含量在弱酸提取态下分别减少2.4%,1.6%和0.3%。随降雨时间延长,液相可溶态重金属浓度未发生显著变化,固相颗粒态重金属浓度持续降低,液相颗粒态重金属含量减少最明显。     

济南市东泺河底泥及其雨水汇水区地表灰尘中重金属的污染特征研究

以济南市东泺河为研究对象,采集了13个底泥样品和30个雨水汇水区地表灰尘样品,测定了Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As 6种重金属的质量比。分析了底泥与地表灰尘重金属的污染状况和空间分布特征,并通过统计分析对底泥与地表灰尘重金属的相关性和来源进行探讨。结果表明,底泥与地表灰尘样品中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb质量比均不同程度地高于小清河沿岸土壤重金属背景值;采暖期与非采暖期地表灰尘重金属质量比有明显差异。底泥重金属质量比由南向北逐渐增高,北园大街以北Cu、Zn、Cd处于偏中污染水平;地表灰尘重金属质量比从大到小依次为小企业聚集区、商贸区、居住小区、混合区,且小企业聚集区、商贸区重金属综合生态风险达到中等水平。除Pb与Cr、As外,底泥重金属各元素之间相关性较强,地表灰尘重金属Cu、Zn、Cd 3种元素两两显著相关,底泥与地表灰尘重金属Cr存在极显著相关(p0.01)。源解析结果表明,人为影响对底泥和地表灰尘重金属的贡献最大,底泥重金属的人为混合源和交通源贡献率分别占79.6%和10.9%,地表灰尘重金属的人为混合源和建筑源贡献率分别占43.2%和22.9%。     

太原地区公路旁土壤中重金属形态分布和生物有效性研究

采用盆栽试验结合形态分析技术研究了太原地区公路旁污染土壤中Pb,Cd,Cu和Zn的形态分布及其生物有效性。研究结果显示:除Cd外,残渣态是主要形态,可交换态的含量很少;土壤中Cd的碳酸盐结合态、可交换态含量较高,残渣态的含量很少;菜园土重金属的生物可利用性和迁移能力的顺序均是Cd>Cu>Zn>Pb,而高粱土的顺序是Cd>Zn>Cu>Pb,菜园土重金属的生物活性和迁移性较高粱土的大。农作物对Cd,Cu和Zn的累积能力远远大于对Pb的累积能力,且Cd,Cu和Zn向地上部转移的速度也明显比Pb快。研究成果将为评估污染土壤中重金属的危害提供科学依据。     

高寒生态脆弱区新建公路旁土壤重金属潜在生态风险

西藏公路的快速发展致使脆弱且面积广泛的高寒草地生态系统受到影响.为了解交通源重金属Cu、Zn、Pb、Cd在新建公路旁土壤中的分布及污染状况,以西藏邦杰塘高寒草甸为例,分析贯穿其间的林拉高等级公路旁不同距离土壤重金属分布,利用潜在生态风险指数法评价其风险.结果表明,研究区土壤重金属呈随距路基越远而质量比越少的趋势,在0～10cm 土层表现尤为明显;不同距离不同土层Cu、Cd质量比均高于西藏土壤环境背景值,其中0～10 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤背景值的1.95～6.28倍、5.50～7.31倍,10～20 cm 土层Cu、Cd质量比分别是西藏土壤环境背景值的3.51～6.14倍、5.85～7.45倍;Cu与Pb、Cd以及Pb与Cd均呈极显著相关关系;Cu、Cd高于Pb、Zn的潜在生态风险,重金属综合潜在生态风险均为轻微生态危害.在青藏高原高寒草甸公路旁划定宜牧范围,制定青藏高原草地土壤质量标准等前期防治工作极有必要.     

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。     

利用Tessier五步法和改进BCR法分析铜尾矿中Cu、Pb、Zn赋存形态的对比研究

采集内蒙古获各琦铜矿尾矿库中新鲜尾矿样品,分别使用Tessier五步提取法和改进BCR提取法对其中的Cu、Pb和Zn 3种重金属的赋存形态进行对比分析。结果表明,Tessier法得到的重金属迁移能力由大到小为Zn、Cu、Pb,而改进BCR法得到迁移能力由大到小为Cu、Zn、Pb。改进BCR法更适合应用于尾矿中重金属赋存形态的分析,Tessier法提取结果回收率较差。Cu主要以可还原态存在,Pb主要以残渣态存在,而Zn的主要赋存形态是残渣态和弱酸提取态,采用Tessier法分析的尾矿重金属有效态的含量高于改进BCR法的分析结果。     

内蒙古阿尔山国家森林公园公路两侧土壤重金属含量研究

重金属污染是危害人类身体健康的环境污染之一,为了了解人为活动是否会引起土壤中重金属含量的改变,对内蒙古自治区阿尔山国家森林公园内部公路两侧土壤重金属含量进行分析研究。选取评价标准为内蒙古兴安盟土壤重金属含量背景值和农用地土壤污染风险管控标准,运用单项污染评价与内梅罗综合污染评价对路域两侧土壤中Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、As的含量进行分析,为北方针叶林土壤重金属含量研究提供数据支撑。     

基于改进QUAL2Kw模型的水环境重金属污染模拟

重金属污染是目前最主要的水环境问题之一。由于水体中的重金属迁移转化过程复杂,加之当前我国重金属污染形势严峻,以及重金属监测数据缺乏,相关的重金属模型在准确模拟重金属浓度变化方面存在一定的局限性。通过对一维河道水质模型(QUAL2Kw)进行改进,嵌入重金属模拟模块,并将其应用于刁江的水质模拟中,同时实现了河道常规水质指标和重金属指标的模拟。在此基础上,运用遗传算法率定模型参数,并进行了模型验证。结果表明,改进的QUAL2Kw模型能够较好地模拟实际水质状况,模拟结果显示,北京屯支流对刁江干流总氮、总磷及重金属锌、铅、镉浓度的影响较大。这一研究结果有利于准确评估重金属污染状况与其他水质指标的相关性,为水环境管理部门预测重金属污染风险及制定水污染治理措施提供依据。     

生活垃圾焚烧发电厂烟尘中重金属沉降对土壤环境影响分析

本文以一日处理生活垃圾2250t的生活垃圾焚烧发电厂为例,根据其重金属的排放量,预测重金属随大气扩散、迁移,最终通过自然降水和自然沉降进入土壤后,对土壤环境的影响。结果表明,项目建成后的20年内,大气评价范围内土壤中重金属的累计值满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》 (GB36600-2018)表1中第二类用地筛选值要求。     

垃圾焚烧飞灰中重金属分布特征研究

以三峡库区垃圾焚烧飞灰为研究对象,研究了飞灰的粒径分布特征、重金属含量及不同粒径下重金属的分布特征。四季飞灰在粒径分布上有相似的规律:250μm的飞灰占飞灰总量的90%以上,含量最高的是粒径范围处于37-75μm的飞灰;飞灰中不同重金属含量差异很大;飞灰中重金属含量具有季节性差异;不同粒径下重金属含量不同,除Zn外,Cd、Cu、Mn、Pb、Cr基本上符合随飞灰粒径减小重金属含量增大的规律。与国内其他城市飞灰进行比较,库区飞灰中Cd、Mn、Pb的含量相对较高,但Zn的含量却最低。飞灰中各种重金属含量远远超过库区土壤背景值,亦超过国家土壤环境质量二级标准。     

沘江两岸耕地土壤重金属径流迁移模拟研究

为研究重金属污染土壤在暴雨径流条件下是否存在水环境风险,对亚洲最大铅锌矿所在地,即沘江两岸耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb累积状况进行系统调查,并选择上游、中游、下游污染程度不同的3个代表性供试土壤,通过人工模拟降雨方法,研究不同坡度(5°、15°和25°)和不同降雨强度(30 mm/h和60 mm/h)下沘江流域耕地土壤中重金属元素As、Zn、Cd、Pb随地表径流迁移流失的环境风险.结果表明:1)沘江两岸耕地土壤重金属累积存在不同程度的污染,流域内中风险组As、Zn、Pb、Cd的含量超标率分别为7.69％～85.71％、7.69％～100％、23.08％～46.67％和38.46％～60％,高风险组Pb和Cd的含量超标率分别为53.33％～71.43％和40％～100％,流域不同位置耕地土壤中重金属As、Zn、Cd、Pb平均累积量从大到小表现为上游、中游、下游;2)模拟研究结果显示,沘江流域耕地土壤的地表径流水中出现不同程度重金属污染,上游耕地土壤的径流中As、Zn、Cd、Pb均被检出,中游耕地土壤的径流中Zn、Cd、Pb被检出,下游耕地土壤的径流中只有Cd被检出,其中Cd和Pb质量浓度在地表水Ⅳ-劣V类之间波动,径流中As和Zn质量浓度均未超过I类水质标准;3)地表径流水中As、Zn、Cd、Pb的质量浓度和迁移量都随着坡度和降雨强度的增加而增大.沘江两岸耕地土壤中存在重金属污染,土壤污染程度、降雨强度和坡度都可能对研究区域耕地土壤重金属径流迁移造成影响.     

优化BCR法-ICP-MS在土壤重金属化学形态分析中的应用

为了研究土壤重金属元素的化学形态,以优化的BCR法模拟自然环境条件,连续提取了不同土壤标准物质中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的交换态、还原态、氧化态;采用微波混酸(5mL HNO_3+2 mL HCl+1 mL HF)消解土壤样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定,在碰撞反应池模式(CCT)下以~(115)In和~(209)Bi双内标加入法进行信号漂移补偿和干扰校正;以形态分析标准参考物质(欧盟RCR-701)验证了方法的准确性。结果表明,CCT动态模式能有效地降低检测过程中多原子离子的干扰作用,检测分析方法的检出限均小于0. 2 ng/g,RSD 1. 35%(n=5),方法验证性实验说明所选方法准确可靠;土壤样品中各元素3种化学形态与残渣中含量的加和均与总量参考值接近,回收率在95%～110%之间;该法适于土壤重金属形态的提取和分析测定,对研究土壤重金属的赋存特征、迁移转化规律及影响因素、重金属元素的来源及土壤重金属污染的治理与修复有一定的指导意义。     

城市污水处理中典型重金属离子去除与迁移规律研究

为了揭示典型重金属离子在污水处理过程中的去除与迁移规律,以某城市污水厂二级处理流程为对象,进行了各处理单元出水和沉泥的定期采样,分析了水相和泥相中6种重金属离子的含量.结果表明,以生活污水为主的城市污水受重金属离子污染不严重,且二级处理工艺能很好地去除水中的Cu、Hg和As,去除率分别为77.1%、85.8%和97.0%,而对Mn、Zn和Cr的去除率相对偏低,分别为40.0%、33.3%和30.8%.在污水处理过程中,多数金属离子有逐渐从水相迁移到泥相的趋势.通过离心分离法对水中的金属离子按溶解态和颗粒态进行了分类,发现各种金属离子在生物处理单元中有从溶解态转化为颗粒态的趋势,但在二沉池中某些金属离子又有从颗粒态转化为溶解态的现象.污水处理厂出水中Cu、Hg、As主要以颗粒态为主,而Mn、Zn、Cr主要以溶解态为主.颗粒态金属的溶出可能是这3种金属离子去除率较低的原因.     

核电厂严重事故源项计算及研究进展

介绍了严重事故源项分析程序,论述了严重事故源项模拟与实验研究进展及研究成果,主要包括严重事故下放射性核素的迁移与释放行为特征、存在形态与分布、工程措施对放射性源项的影响及模型实验验证等。最后,提出了目前严重事故源项研究中需要解决的问题。