基于敏感性分析的危险废物填埋场工程和地质屏障参数优化

为优化危险废物填埋场地下水污染风险控制的工程/地质屏障参数,基于过程模型模拟-参数敏感性分析-参数优选的系统框架和方法,分析关键参数对于地下水中渗滤液所携带污染物浓度的影响和敏感性,基于分析结果推荐技术参数的取值区间和最低的技术参数要求.结果表明:①各参数对地下水污染风险的敏感性排序依次为导排支管间距>含水层厚度>导排层坡度>天然衬层渗透系数>导排层渗透系数>地下水流速.②当导排支管间距>25 m、导排层坡度 < 2%、导排层渗透系数 < 0.000 1 cm/s、天然衬层渗透系数>1×10-6 cm/s时,地下水污染风险急剧增大;反之,当导排支管间距 < 10 m、导排层坡度>3%、导排层渗透系数>0.01 cm/s、天然衬层渗透系数 < 5×10-7 cm/s时,对地下水污染风险的管控并无明显影响.③导排支管间距最低为25 m,但不宜 < 10 m,导排层坡度最低为2%,但不宜>3%,导排层渗透系数最低为0.01 cm/s,天然衬层渗透系数最低为1.0×10-6 cm/s.研究显示,现有标准中给出的参数取值具有合理性,但范围较广,应结合水文地质参数与填埋场参数确定.      

典型农药废盐热处理过程动力学特征

为了探究农药废盐热处理适宜性,采用热重分析法结合动力学模型分别对3种典型农药废盐--咪鲜胺、烟嘧磺隆和草甘膦废盐进行研究.试验结果表明咪鲜胺废盐仅有一个明显失重阶段,温度高于600℃后质量基本不发生变化,烟嘧磺隆和草甘膦废盐有两个明显失重阶段,温度分别高于300℃和450℃后失重速率明显变缓,三种废盐的明显失重温度和减重率均不相同,说明不同类型废盐的热解/燃烧特性存在明显差异;3种废盐各自的燃烧和热解的失重过程均较为相似,说明氧气的存在不会对热处理过程产生影响.并结合热处理动力学参数可知,废盐的热处理是复杂的反应过程,烟嘧磺隆废盐燃烧和热解所需活化能相近为0.297~5.894kJ/mol,热处理过程最容易发生,咪鲜胺和草甘膦废盐燃烧的活化能低于热解活化能,说明氧气会促进咪鲜胺和草甘膦废盐的热处理过程,废盐的热处理在空气气氛下即可.     

生活垃圾填埋场覆盖膜破损及其环境影响

中国的垃圾填埋场目前多采用高密度聚乙烯膜(HDPE)进行覆盖,已建成的填埋场均存在不同程度覆盖膜破损现象。采用填埋气泄漏可视化检测技术对中国东部某大型生活垃圾填埋场开展覆盖膜完整性检测,揭示了覆盖膜破损特征及破损成因,明确了破损点泄漏量,评估了其温室效应影响,梳理了国内外填埋场覆盖层监管相关管理规定和措施。结果表明:尖锐物体应力损伤导致的破损是填埋场覆盖膜破损的主要类型,粗放施工、监管机制不足、维护管理不到位是造成填埋场覆盖膜破损的主要原因。破损点的甲烷泄漏量约为817.2 m³/d,约合每年向大气环境释放温室气体超过4 900 t CO₂-eq。完善填埋场污染控制标准和技术规范、加强填埋场覆盖膜完整性的监管,是控制填埋场温室气体排放和推进固废处置设施碳减排的重要举措。     

基于深度卷积神经网络的场地污染非线性反演方法

提出了将Sobel边缘检测算子与深度卷积神经网络（CNN）算法结合的方法（E-ConvNet），用于污染场地的ERT反演过程.通过Sobel算子提取污染区域视电阻率数据的边缘特征作为CNN的先验信息，提高E-ConvNet的计算效率及识别精度.在5种理论模型（单异常体、双异常体及含双异常体的层状结构）和现场实例上测试了E-ConvNet算法的性能，并与最小二乘算法（LS）比较.测试结果表明：E-ConvNet能够准确识别污染处的面积、位置及阻值，其识别精度和计算效率均优于LS.E-ConvNet的单异常识别准确率为81.8%~84.9%，而LS则仅为9.6%~36.2%；多异常识别准确率为68.6%~84.4%，LS仅为2.8%~27.6%；E-ConvNet用时约为112~190ms，LS耗时为6000~7000ms.因此，在污染场地调查工作中，E-ConvNet能够准确高效地反演出污染区域的位置及范围，为开展后续评估/修复工作提供技术支持.     

基于病毒防护的填埋场隔离距离研究

为研究渗滤液中致病性病毒对填埋场隔离距离的影响,提出一种基于系统健康风险目标的建模方法,用于确定地下水梯度、水力传导系数和包气带厚度对隔离距离的影响,基于线性剂量-效应模型和可接受的感染风险[<10^-4/（人·a）]推导确定了饮用水肠道病毒浓度限值,通过耦合渗漏源强模型-以及水流和病毒在包气带中的纵向迁移转化和含水层中的水平迁移转化模型,构建了污染物泄露-迁移-降解的解析模型,并基于Monte-Carlo模拟表征解析模型中参数的不确定性.选择某典型生活垃圾填埋场开展案例研究,结果表明,在砂含水层中为44~564m,在砾石含水层中为91m~2.39km,在粗砾石含水层中为1.74~27.29km;地下水梯度从0.001变化到0.05,导致最高梯度处的隔离距离比最低梯度大10~20倍;当包气带厚度从1m增加到10m时,隔离距离可缩短到10m以内.隔离距离的确定需根据具体的安全防护要求和水文地质条件确定.     

介质层振动信号时域分析及其在填埋场漏洞修

钻探灌浆修补技术是填埋场防渗层漏洞修补的重要发展方向,难点是如何准确地控制和判断钻头到达填埋场防渗层(即卵石保护层)而不会破坏其下面的HDPE膜. 利用采集仪对钻头在防渗层不同介质层中的振动加速度信号进行采集,分别采用波形幅度分析法、循环绝对值求和法及分段均方根法对数据进行了分析. 结果表明:①波形幅度分析法能够明显区分垃圾层和卵石层;②循环绝对值求和法与分段均方根法也可区分垃圾层和卵石层,但存在约1 s的时间误差或0.5 cm的距离误差,该误差在允许的范围内. 3种不同时域分析方法的对比显示,波形幅度分析法简单直观,其他2种分析方法能够直观地反映信号的包络趋势,据此敏感地反映信号的突变情况和加速度幅度大小在单位时间内的概率分布,进而可以灵活地控制钻机.      

危废填埋场导排层淤堵的时空分布特征

导排层淤堵导致的渗滤液水位过高是引发危险废物填埋场环境安全事故的主要原因之一,研究危险废物填埋场导排层淤堵规律,揭示其时空变化特征和主要影响因素具有重要的意义.本研究采用重庆某危险废物填埋场渗滤液原样作为导排流体,以卵石为导排颗粒,选择垂向Column装置模拟实际危险废物填埋场的淤堵特征和规律.对无反滤层装置的淤堵实验研究表明:时间上,导排层淤堵呈现出明显的阶段特征,初期(0~2 个月)孔隙度较为稳定,中期(3~4月)孔隙度缓慢下降,后期(5~6月)孔隙度急剧下降;空间上,越靠近入水口(0~10cm),淤堵越严重;时间越长不同高度处淤堵差异越明显.对不同反滤层装置淤堵的比较研究表明:反滤层的存在有利于控制淤堵物的产生,且土工布反滤层的效果好于细颗粒反滤层;反滤层存在条件下,导排系统的整体导排能力下降(60cm水头压力下的导排流量仅为无反滤层条件下的1/2).因此在导排层上方安置反滤层时需谨慎考虑.     

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.     

基于Landsim的填埋场长期渗漏的污染风险评价

介绍了Landsim模型的基本理论及其填埋场防渗系统、导排系统长期性能变化的表征方式,在此基础上提出了填埋场长期渗漏风险的表征方式..通过Landsim和HELP模型的耦合,弥补了Landsim模型中堆体入渗计算过于简单的缺陷.运用耦合的Landsim-HELP模型评价了西南地区某危险废物填埋场的长期渗漏的地下水污染风险.结果表明,该耦合模型可以准确的评价填埋场性能变化条件下的渗漏量及其对应概率;该填埋场在短期内(1~3a)地下水被污染的概率风险较小(￡0.33),而在长期内(34a)被污染的风险较大(30.68).建议在制定填埋场的设计和运行标准时需考虑防渗膜、导排管等重要单元长期性能的变化,从而减小其长期渗漏造成的地下水污染风险.     

铬污染土壤电阻率特性及其影响因素研究

为了研究电阻率法用于土壤环境监测的可行性,本文采用SoilMillerBox法进行铬污染土壤的电阻率影响因素实验,依据实验数据建立了污染土壤电阻率与三因素（铬污染物含量、含水率、土壤孔隙比）之间的关系模型,并于模拟污染场地中利用电阻率层析成像法对其进行验证.结果表明,根据三因素正交实验得到影响污染土壤电阻率变化的主次因...