铀尾矿充填体氡析出规律理论研究

堆浸铀尾矿用作地下充填法采场的充填料是处理铀尾矿的一种方法。将铀尾矿作为充填料时,其内残留的镭衰变产生的氡气会从其表面析出,污染井下作业环境。基于氡在介质中纯扩散的理论,研究了在尾矿介质孔隙率为0.3、铀尾矿中镭活度浓度为3 400 Bq/kg、干燥时铀尾矿的射气系数为0.1、铀尾矿的密度为2.5×103kg/m3的条件下,含水饱和度、孔隙率、覆盖层厚度等物理参数对铀尾矿充填体氡析出的影响规律。结果表明:无覆盖层时,含水饱和度在0~0.25的范围内,随含水饱和度增加,铀尾矿介质表面氡析出率先增加后减小,含水饱和度从0增加到0.12时,铀尾矿介质表面氡析出率从5 Bq/(m2·s)增加到11 Bq/(m2·s),含水饱和度从0.12增加到0.25时,铀尾矿介质表面氡析出率从11 Bq/(m2·s)减小到10.5 Bq/(m2·s);有覆盖层时,铀尾矿介质厚度为3 m,添加孔隙率为0.05的覆盖层,当覆盖层厚度从0增加到0.1 m时,介质表面氡析出率减小67.5%,当覆盖层厚度增加到0.5 m时,介质表面氡析出率减小91.8%。     

长期高温下铀尾矿库覆土层控氡性能研究

为掌握长期高温作用下铀尾矿库滩面非饱和覆土层控氡性能的变化特征,以铀尾矿库为对象,自制模拟滩面覆土层氡析出试验装置,选用黄土和我国南方铀尾矿库1. 5 m深处的尾矿砂为样品,试验研究长期高温条件下氡析出率与覆土层含水率、表面裂隙发育程度的关系。结果表明:氡析出率变化分为线性增长、线性下降、台阶式增长以及趋于稳定4个阶段;氡析出率随覆土层裂隙率的增大而增大,达到缩限时裂隙不再发育,氡析出率变化趋于平稳状态;覆土层裂隙的分形维数越大,土体龟裂程度越明显,氡析出率越大。     

低频振动对铀尾矿库滩面多层覆盖层控氡效果影响的研究

以湖南省某铀尾矿库为研究对象,基于自制的水平低频振动实验装置与铀尾矿库滩面缩尺模型,进行了水平单向低频振动研究,探究滩面多层覆盖层振动前后氡析出的规律.实验结果表明在单向振动4个频率条件及叠加振动4个频率条件下,模型表层随着频率的递增,裂隙逐步增大;当单一振动频率为25 Hz时,红土-石英砂-红土覆盖层振动后控氡率下降...     

铀尾矿堆黏土覆盖治理数值模拟研究

根据铀尾矿堆中放射性核素氡迁移特性,建立覆盖情况下铀尾矿堆氡迁移模型,创新性地使用COMSOL multiphysics软件对覆盖层中氡浓度分布进行可视化数值模拟,采用正交试验对结果进行了分析,并采用RAD7测氡仪分两组实地测量某铀尾矿堆黏土覆盖后的氡浓度。结果表明,采用黏土覆盖时,覆盖层厚度1 m,孔隙率0. 30比较经济合理,黏土参数最佳水平组合为:扩散系数0. 8×10~(-6)m~2/s,孔隙率0. 30,覆盖材料密度1 850 kg/m~3,渗透率20×10~(-12)m~2,吸附系数0. 82 L/kg。研究使用COMSOL multiphysics软件进行可视化数值模拟,开拓了尾矿堆治理的研究思路,具有重要的理论和实际意义。     

平地型铀尾矿库氡大气扩散数值模拟及环境效应分析

以平地型铀尾矿库为研究对象,采用数值模拟方法,分析了铀尾矿库下风向的氡扩散和浓度分布,并预测了该地区常年主导风向下氡对公众所致的年有效剂量。结果表明,风速从0.5 m/s变化到2.0m/s时,氡在尾矿库下风向的积聚范围由5 000 m缩减为2 500 m,尾矿库下风向2 500 m距离以内的氡浓度降低较快,随着距离的增大,近地面区域氡浓度不断降低,5 000 m外氡浓度变化渐趋平缓。U10=0.5m/s时尾矿库下风向地区的氡浓度比其他风速下最高高出近43%。对照公众个人的年有效剂量标准,考虑风频风速影响,对氡的环境效应分析表明,低风速下现行标准中铀尾矿库防护距离的规定值偏小,应进行适当调整。     

铀矿区放射性核素氡在大气中的迁移研究

以堆浸场、废石场为污染源项,对铀矿区大气中放射性核素氡在复杂地形条件下的迁移情况进行了模拟研究.结果表明,风速对山谷地形的氡气流场的分布影响比较明显.风速为1 m/s时,在矿区内某居民点处没有涡流; 当来流风速为2 m/s和7 m/s时,产生了涡流,且涡流随风速的加快而加大.风速越大,污染物扩散越快,对居民点处的氡浓度的贡献越大.风速为1 m/s时,居民点处的氡浓度为5.4 Bq/m3,2 m/s时6.5 Bq/m3,7 m/s时达10 Bq/m3.对铀矿区内某居民点处的氡浓度进行了实际测量,测量值与模拟结果吻合较好.     

地下铀矿山留矿法采场受限空间内氡迁移的数值模拟

为研究铀矿山留矿法采场氡迁移规律,依据留矿法采场的构造和物理几何尺寸,建立了受限空间内颗粒堆积型射气介质气体流动的数学模型和氡迁移方程,以10 m和20 m高爆破矿堆为对象,采用计算流体力学(CFD)方法,研究了不同通风条件下采场中氡的迁移规律。结果表明:1)采场下行通风方式降低矿堆上部作业空间氡浓度的效果优于上行通风方式,但对采场运输巷道氡浓度的效果相反;采场排风氡浓度与采场通风风量成反比,氡析出份额与通风风量成正比;2)在相同通风风量下,10 m高爆破矿堆与20 m高爆破矿堆氡析出份额之差随通风风流量增长而逐渐缩小;3)均压通风对渗透率高(k=1×10-8m2)的采场排风氡浓度、矿堆氡析出份额有明显影响。     

南京市人防工程环境放射性调查

在冬季、春季和夏季分别对南京市人防工程内空气中氡浓度进行了测量.结果显示,对应于不通风、半自然通风、自然通风三种方式,夏季氡浓度最高,为904.2 Bq/m3,是南京市室内平均值的50倍,冬季次之,春季最低,分别为12倍和7.9倍.γ射线空气吸收剂量率和土壤及建筑材料中放射性核素γ能谱分析结果表明,前者为正常本底水平,而后者与全国及南京平均值处于同一水平.根据测量数据,计算了工作人员受到的年有效剂量,为4.29 mSv,是全国平均值(2.30mSv)的1.9倍,且吸入氡及氡子体所致内照射剂量所占比重较大,为84.1%,危害更大.建议采用加强通风的措施降低空气中的氡浓度,以减轻危害.     

煤田火区温室气体排放通量及其影响因素研究

煤田火区温室气体的排放速率在时间和空间上由于影响因素而存在差异,本研究在对目前气体排放通量研究基础上,采用空气动力学法对神府矿区活鸡兔火区排放CO2、CH4气体和风速、温度以及气压等环境参数进行原位监测,测试结果表明,CO2和CH4通量的变化规律一致,火区内CO2、CH4排放通量变化范围为3.88~30.46 mg/(m2·s)和0.12~1.36 mg/(m2·s);通过相关性分析,环境因素对两种温室气体的排放影响很大,火区CO2、CH4的排放与风速、温度以及气压均呈显著正相关,相关性大小依次为风速＞温度＞气压,论证了所建的浓度梯度模型对煤田火区温室气体排放通量的适用性,进而为煤田火区有害气体污染治理提供了思路。     

沸石-陶粒BAF处理微污染水源水的影响因素研究

探讨沸石-陶粒BAF工艺对微污染水源水中CODMn、氨氮、UV254、浊度等污染物质的去除效果.通过模型试验,研究了填料高度、水力负荷、气水比等因素对沸石-陶粒曝气生物滤池(BAF)工艺处理效果的影响.结果表明,在水力负荷为1.2～4.8 m3/(m2·h)、气水比为1时,CODMn、氨氮、UV254和浊度的去除率随填料层高度的增加而增加,其中CODMn、UV254、浊度的去除在最初的440 mm内最为显著,而氨氮的去除在220～440 mm范围内较明显; 在气水比为1,水力负荷分别为1.2 m3/(m2·h)、2.4 m3/(m2·h)和4.8 m3/(m2·h)时,CODMn的总去除率分别为38.62%、32.23%和25.37%,较合适的水力负荷为1.2 m3/(m2·h); 在水力负荷为1.2 m3/(m2·h)、气水比由0.5增为1时,CODMn的平均去除率由26.34%增为36.31%,氨氮的平均去除率由78.15%增为94.4%,当气水比增大为2时,CODMn、氨氮的去除率增加很少,合适的气水比为1.研究表明,沸石-陶粒BAF工艺处理微污染水源水的效果良好,且所需的填料高度小,气水比低.     

天津芦苇湿地影响碳储量关键参数的模拟优化

采用室内模拟试验的方法,研究了水位、氮沉降、电导率等单因素对土壤呼吸的影响,以及三因素对土壤碳储量交互影响的响应面优化,并得到了土壤碳储量最大的最优方案。结果表明:对于单因素试验而言,过高或过低的水位及氮沉降梯度均会对土壤呼吸造成不利影响,而电导率的增加对土壤呼吸呈显著抑制作用,当水位、氮沉降、电导率分别为-9 cm、20 g/m2、0.3 d S/m时,土壤90 d累积呼吸总量最大,分别为84.95μmol/(m2·s)、92.88μmol/(m2·s)和85.70μmol/(m2·s);响应面优化分析中,北大港芦苇湿地碳储量的最优方案为水位-5.49 cm,电导率3.52 ds/m,氮沉降13.40 g/m2,在此条件下预测的理论碳储量最大值为8.62 g/kg。该优化方案可为天津滨海湿地资源的合理开发利用及湿地保育政策的制定等提供参考。     

BLM对不同类型金属生物毒性的差异性分析

从必需/非必需金属以及金属价态两个角度,分析了BLM预测不同类型金属生物毒性的差异。结果表明:(1)必需金属的生物毒性大多要弱于非必需金属;金属对陆生生物的毒性顺序大多为:CuCd≈NiZn,而对水生生物的毒性顺序大多为:CdCuZn;必需金属Cu和Zn的最大吸收通量(J_(max))数量级大多在10~(-12)～10~(-13) mol/(g·s),而非必需金属Cd、Ni等的J_(max)数量级大多在10~(-13)～10~(-14) mol/(g·s)。(2)三价金属的生物毒性大多强于二价金属;三价金属的J_(max)数量级大多在10～14 mol/(cm~2·s),一般低于二价金属的J_(max);三价金属的亲和力常数logK值大多在7 L/mol以上,大多高于二价金属的logK值。     

SDBS与CaCl_2复配液对煤体瓦斯解吸抑制效应研究

为研究表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与CaCl_2复配液对煤体瓦斯解吸的抑制效应,选用新疆硫磺沟4—5号煤层煤样,采用HCA高压吸附解吸装置,测定干燥煤样、纯水、质量浓度2.5×10~(-2)g/m LSDBS及SDBS与CaCl_2复配液浸泡后煤样瓦斯解吸参数。研究表明:SDBS与CaCl_2复配液有效降低纯水的表面张力、煤样接触角,当质量浓度为2.5×10~(-2)g/m L的SDBS溶液与质量浓度为2.5×10~(-2)g/m L的CaCl_2溶液体积比为1∶3时,溶液表面张力降低至24.22 m N/m,煤样接触角降低至15.175°;随解吸时间增加,煤体瓦斯解吸量呈Langmuir关系逐渐增大后趋于稳定,瓦斯解吸速率迅速减小,当CaCl_2质量浓度为1.875×10~(-2)g/m L时,最大瓦斯解吸量为0.24 m L/g,最大解吸速率为0.8×10~(-2)m L/(g·s),对瓦斯解吸量及解吸速率的抑制效率最高。     

昆明地区双酚A的多介质环境归趋研究

采用修正后Ⅰ级多介质逸度模型研究了典型内分泌干扰物双酚A(BPA)在昆明地区各环境介质间的分配行为。结果表明,4个主要环境介质对BPA的容纳能力由大到小为土壤(逸度容量Z=1.53×109mol/(m3·Pa)、沉积物(Z=5.50×108mol/(m3·Pa))、水体(Z=1.42×105mol/(m3·Pa))、大气(Z=2.41×10-2mol/(m3·Pa))。昆明环境中残留的BPA主要存在于土壤中,约占总量的55.02%;虽然水体对BPA的容纳能力远低于土壤和沉积物,但废水排放是BPA的主要环境来源,因此,水体中残留BPA仍占较高比例(18.94%);环境残留的BPA在沉积物中的分配比例约占26.01%;而在大气中分配比例几乎可忽略,仅占0.03%。介质间迁移过程主要为水体向沉积物的迁移,因此,Ⅰ级多介质逸度模型可以描述和预测BPA在昆明地区各主要环境介质中的环境归趋。     

外置浸没式超滤膜处理垃圾焚烧发电厂渗滤液

结合外置浸没式超滤膜处理垃圾渗滤液的中试试验,对垃圾焚烧厂渗滤液SBR出水进行处理,主要研究结果如下:外置浸没式超滤膜(膜孔径0.1μm)对COD_(Cr)去除率为36.86%,出水SDI为1.87~3.69,可以作为纳滤预处理工艺使用,选取10 L/(m~2·h)的运行通量较为合理。     

洗煤厂干燥系统泄爆设计研究

在洗煤厂的干燥系统中极易发生煤粉燃烧爆炸事故,为了减轻爆炸危害,对干燥系统进行泄爆设计尤其重要。应用20 L粉尘爆炸特性测试系统,对某洗煤厂煤样煤尘云爆炸性参数进行测试,得出最大爆炸压力0.74 MPa,最大爆炸压力上升速率为58.5 MPa/s,计算出最大爆炸指数为15.88 MPa/(m·s)。根据测试结果计算出洗煤厂干燥系统干燥器、除尘器及冷却器泄爆面积分别为5.15,0.68,0.62 m~2。并结合现场实际环境对泄爆装置及泄爆口位置进行分析设计。     

公路隧道压缩空气泡沫系统灭油池火实验研究

为研究压缩空气泡沫与4.65 m2汽油池火作用过程中隧道内温度、热辐射强度、高温烟气等的变化规律,采用30 m×6 m×6 m公路隧道实验模型,考察公路隧道压缩空气泡沫系统对油池火的灭火性能。结果表明:在供给强度为5.1 L/(min·m2)、气液比14∶1条件下,公路隧道压缩空气泡沫系统对于汽油池火具有优异的控灭火能力,控火时间为21 s,灭火时间为27 s,且泡沫性能稳定,抗复燃能力强;压缩空气泡沫对于隧道内高温烟气层扰动很小,不会导致高温烟气下降到隧道下部,故不影响人员逃生疏散;在压缩空气泡沫作用下,隧道顶部及侧壁100 ℃以上高温持续时间均不超过150 s,并且可在30 s内将油池火周围的热辐射强度降至安全范围。     

膜-生物反应器中PVC膜污染及清洗方法研究

研究膜组件为聚氯乙烯超滤膜的一体式膜-生物反应器(SMBR)中膜的污染情况及其不同的清洗方式.在15 L/(m2·h)的次临界通量运行条件下,比较了连续无反洗和每周1次低浓度次氯酸钠溶液(有效氯质量浓度为500 mg/L)反洗的两种运行方式,得到两种运行方式下跨膜压差的上升速率分别为1.23 kPa/d和0.97 kPa/d;比较了污染后膜的不同在线清洗方法,发现用高浓度次氯酸钠溶液(质量分数为3×10-3)反洗的效果优于空曝气清洗、清水反洗、盐酸溶液(pH=1)反洗和氢氧化钠溶液(pH=12)反洗;同时,比较了不同化学药剂的离线清洗效果,发现先以质量分数为3×10-3的次氯酸钠溶液浸泡,再用pH=1的盐酸溶液浸泡的清洗效果较好.本研究为膜-生物反应器中污染后膜的清洗提供了参考.     

压缩空气泡沫灭火系统扑救浮顶储罐密封圈火灾的应用研究

分析了密封圈火灾过程及特点,建立了压缩空气泡沫灭火试验装置,参照10×10~4m~3浮顶储罐建立了20 m长的密封圈试验装置,以汽油为介质开展了多次泡沫灭火试验。试验结果表明:该压缩空气泡沫灭火试验装置可在30 s内完成灭火,泡沫混合液供给强度约14~19 L/(min·m~2),具有在大型浮顶储罐上应用的可能性。针对单台10×10~4m~3浮顶储罐浮盘密封圈灭火提出了工程应用方案,该储罐共需泡沫液量1200 L,分为4套压缩空气泡沫灭火装置均匀分布在浮盘边缘,浮盘密封圈火灾报警系统与该泡沫灭火装置联锁启动自动灭火,各套灭火装置的持续喷射时间约1 min。     

2010年中国东部PM2.5空间分布及沉降模拟研究

结合我国目前面临的PM2.5污染严重问题,采用CMAQ 4.7.1模式模拟我国东部各省PM2.5浓度分布,并探索了其输送、沉降规律.结果表明:综合空气质量模式CMAQ模拟结果与观测结果较为一致,可以较好地模拟PM2.5质量浓度变化特征;我国东部PM2.5呈现明显的季节分布特征,且PM2.5质量浓度分布与污染源的位置分布有较好的对应,呈现由城市边缘向城市中心推移递增的趋势,区域性PM25高值中心可达120 μg/m3以上;湿沉降是细颗粒物的主要去除方式,且湿沉降量至少为干沉降量5倍以上;PM2.5夏季沉降通量最大,冬季最小,我国东部地区沉降通量高值中心可达30 mg/(m2·d)以上;模拟区域湿沉降量占总沉降量的91％以上,模拟计算区域的总沉降量为4.67×106 t/a,其中京津冀地区细颗粒物总沉降量为1.65 × 106 t/a.