Utilization of MSWI fly ash as partial cement or sand substitute with focus on cementing efficiency and health risk assessment

• Washed MSWI fly ash was used as partial cement or sand substitute. • Sand replacing is beneficial for strength, while cement replacement reduces strength. • Cementing efficiency factor and mortar pore structure explain the strength results. • Health risk assessment was conducted for MSWI fly ash blended cement mortar. • CR and HI contributed by different exposures and heavy metals were analyzed. The strength of cement substituted mortar decreases with the increase in fly ash amount, whereas the strength increases when the fly ash is blended as sand substitute. A mortar with highest strength (compressive strength= 30.2 Mpa; flexural strength= 7.0 Mpa) was obtained when the sand replacement ratio was 0.75%. The k value (cementing efficiency) of fly ash varied between 0.36 and 0.15 for the fly ash fraction in binder between 5% and 25%. The k values of fly ash used for sand replacement were all significantly above that used for cement substitution. The macropores assigned to the gaps between particles decreased when the fly ash was used as sand replacement, providing an explanation for the strength enhancement. The waste-extraction procedure (toxicity-sulphuric acid and nitric acid method (HJ/T 299-2007)) was used to evaluate metal leaching, indicating the reuse possibility of fly ash blended mortar. For the mortar with the mass ratio of fly ash to binder of 0.5%, the carcinogenic risks (CR) and non-carcinogenic hazard quotient (HQ) in sensitive scenario for blended mortar utilization were 9.66 × 10^-7 and 0.06, respectively; these results were both lower than the threshold values, showing an acceptable health risk. The CR (9.89 × 10^-5) and HQ (3.89) of the non-sensitive scenario for fly ash treatment exceeded the acceptable threshold values, indicating health risks to onsite workers. The main contributor to the carcinogenic and non-carcinogenic risk is Cr and Cd, respectively. The CR and HQ from inhalation was the main route of heavy metal exposure.     

High heterogeneity of bacterioplankton community shaped by spatially structured environmental factors in West Lake,a typical urban lake in eastern China

Environmental Science and Pollution Research - Elucidating the bacterioplankton spatial distribution patterns and its determinants is a central topic in ecological research. However, research on...     

铜陵某富硫尾矿库周边土壤重金属污染特征及风险评价

铜陵某尾矿库堆积大量富硫尾矿,为研究其氧化状况及对周边土壤的污染情况,在尾矿库和周边采集尾矿及土壤样品,测试分析尾矿及土壤样品典型重金属(Hg、As、Cr、Cd、Pb、Zn)含量和赋存形态,并基于单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染状况进行了评价。结果表明:(1)尾矿中Fe_2O_3平均占比达到38.08%(质量分数,下同),S平均占比达到5.34%;(2)尾矿库周边土壤中Cd、As、Zn、Hg严重超标,分别为《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)风险筛选值的6.3、3.7、1.8、1.5倍;(3)土壤中重金属主要以残渣态形式存在,但Cd、Hg、Zn的非残渣态平均占比均达到25%以上,生物有效性较高,对周边环境存在潜在危害;(4)两种污染指数法评价结果表明,尾矿库周边土壤以Cd、As、Zn污染为主,该富硫尾矿库已对周边环境造成重度污染。     

场开挖爆破粉尘粒度分布特征杨房沟水电站料∗

通过分析杨房沟水电站料场开挖爆破粉尘的粒度分布特征,为改进爆破降尘工艺提供粉尘粒度学依据。在料场爆破区、工作平盘、出入沟、最终边帮等处采集粉尘样品,采用激光粒度分布仪测试粉尘样品的分散度;以粉尘粒度分布数据拟合分布函数,表明爆破粉尘的粒度分布函数呈现对数正态分布特征;与经典的罗森·拉姆勒(Rosin?Rammler)分布函数模型对比分析表明,对数正态分布函数用于描述爆破粉尘的粒度分布更加准确。基于对数正态分布函数模型,厘定爆破粉尘粒度分布参数,分析TSP、PM10、PM5、PM2.5及PM1粉尘占全尘的比例,定量表达爆破粉尘粒度分布特征。结果表明：杨房沟水电站料场爆破粉尘具有显著的对数正态分布特征;离爆破中心距离越远,粒度分布范围越窄,对人体有害粉尘占比越大;建议采用爆破粉尘捕捉吸附技术、掺和湿润性抑尘剂的水雾喷洒等降尘措施。     

UASB-FEO-氨吹脱-CASS工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

针对垃圾渗滤液可生化性差、氨氮含量高等特点和国内处理工艺现状,采用UASB-FEO-氨吹脱-CASS工艺处理合肥市龙泉山城市垃圾填埋场垃圾渗滤液。介绍了工艺的重要构筑物及其设计参数。运行实践表明,整套装置运行平稳,出水水质满足设计要求。根据出水水质对该工艺进行技术分析以及运行结果的讨论,并与新发布的技术规范及排放标准进行对比分析。     

生物法-人工湿地组合工艺处理小城镇混合污水研究

为适应小城镇污水处理高效、低耗、管理简单的要求,开展了生物法(水解酸化/生物接触氧化)-人工湿地组合工艺(A/BCO-CW)处理小城镇片区混合污水的研究。结果表明,A/BCO系统在停留时间为3～6 h条件下,对悬浮物和有机物有高的去除效率,COD、BOD5和TSS去除率分别达到63.1%、67.7%和66.2%,避免了人工湿地堵塞和提高处理效率,减少了所需湿地面积44%。全年运行结果表明,在0.30～0.59 m/d水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对COD、BOD5和TSS平均去除负荷达9.4、5.1和7.2 g/(m2.d)(42%、71.2%和85.2%);COD、BOD5去除速率常数为74.6±12.1 m/y、166±30.5 m/y,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。A/BCO-人工湿地系统对COD、BOD5和TSS具有好的处理效果,出水水质能够稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的IV类水标准,2种处理方法有效组合起来,所开发的低成本、高效率、可持续运行的城镇废水处理组合系统,将会在实际应用尤其是高有机负荷污水处理中发挥良好效用。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

高比表面微孔活性炭的制备及其对对硝基苯胺的吸附

以互花米草与棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了高比表面微孔活性炭,利用氮气吸附、红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对活性炭表面物化性质进行了表征与分析,并通过静态实验测定了其对对硝基苯胺的吸附性能。结果表明,在KOH与植物茎秆碳化料的质量比为3∶1、温度为800℃、活化时间为1.5 h条件下,制备的棉秆活性炭CS-AC和互花米草活性炭SA-AC的BET比表面积分别为2 135和2 825 m2/g,H-K微孔容积分别为1.09和1.19 cm3/g,有80%以上的孔分布在2 nm以内。静态吸附实验表明,2种植物基活性炭对对硝基苯胺有较强的吸附能力,Langmu ir最大吸附量超过700 mg/g。吸附受溶液pH影响较大,Frend lich方程能较好地描述静态吸附平衡数据。     

厌氧发酵系统中回流沼液的产甲烷活性研究

为确定两阶段厌氧发酵系统合理的污泥回流时段,对厌氧发酵系统排出沼液产甲烷活性进行了研究。通过对这些沼液在后储罐放置的不同天数(0~5 d)测定其不同的活性,用间歇实验方法测定最大比产甲烷活性(Um ax.CH4)作为厌氧污泥的产甲烷活性指标。结果表明,排出的沼液产甲烷活性在不同的时间段有所不同,经实验得出沼液放置第2 d时的产甲烷活性最高,从而确定该两阶段厌氧发酵系统排出污泥合理的回流时段应该是沼液进入后储罐的第2 d。进而为在线活性污泥与后储罐最佳活性时段污泥混合的污泥回流工艺提供理论依据。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd~(2+)去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2+的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明:微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2+使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2+的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2+的吸附为化学吸附。