基于Monte Carlo方法的污染场地风险评价及不确定性研究

风险评价结果的不确定性直接影响风险管理者的管理和决策,为定量研究污染场地评价过程的不确定性,在系统分析污染场地危害产生过程的基础上,构建了污染场地暴露过程评价的概念模型;提出用概率分布函数表征场地污染参数的不确定性,采用基于过程的污染物运移数值模拟模型以减小模型不确定性的影响,用Monte Carlo方法评估参数不确定性对暴露浓度不确定性的贡献,进而形成暴露点污染物浓度的概率分布函数.在此基础上,基于剂量-效应模型,分别采用暴露点浓度的5%、50%和95%置信区间上限值表示乐观情况下,正常情况下以及最不利情况下的暴露浓度,计算敏感人群的健康风险.研究选择国内西南地区某铬渣污染场地进行案例分析,结果表明,在最乐观情况下六价铬和总铬的非致癌危害商分别是8.98和1.02,正常情况下分别是30.57和2.72;最不利情况下分别是77.95和7.11.研究结果表明该方法能较好的表征各参数不确定性影响下的最终风险,为污染场地的修复和后续管理提供决策支持.     

危险废物填埋场渗滤液初始浓度表征模拟研究

渗滤液初始浓度(C0L)是计算填埋场渗漏污染物源强的重要参数之一,由于填埋场构造复杂,其在运行过程中很难获取,因此在计算填埋场环境风险数学的模型常用浸出浓度(CL)代替C0L。本研究以典型危险废物固化飞灰为代表,开展了优势污染物Cr在不同模拟高度(h)土柱和不同浸取剂pH条件下土柱溶出模拟试验研究,通过对比不同时间段内不同体积浸出液中的总Cr浓度(CCr0),定义了表征C0L对应的采样体积数,探讨C0L的影响因素中其与h、pH的相关关系。研究结果表明浸取液的pH在3~7范围内时C0L没有明显规律性,C0L随h增大而增大,并且根据实验数据初步建立了C0L和h、pH之间的简单数学关系模型。     

危险废物暂存库渗漏风险规避措施与实践

为了减少危险废物暂存库的环境风险,在项目实施中增设渗漏检测系统,通过对暂存库防渗膜进行长期的实时检测,规避了因暂存库渗漏造成的环境风险,使单层混凝土结构的暂存库实现了双层混凝土结构的遮断型填埋场才具有的渗漏检测和修补功能.渗漏检测的信息通过GSM网络进入Intemet进行数据交换,将检测信息传递到环境管理部门,提高了监督管理的水平.渗漏检测以2个检测电极间充满渗出液时电阻发生突变的特点作为HDPE膜渗漏的判据,结合渗出液的化学成分来判断渗漏的种类,利用TC35I无线模块通过GSM网进入Internet进行数据交换,实现了危险废物暂存库渗漏的网络化监测.利用HDPE膜的绝缘性提出了用偶极子检测HDPE膜漏洞的定位方法,为修补漏洞创造条件.并指出检测电压随漏洞大小、偶极子间距、贮存库液体的电阻率、供电电压的增加而增高,随偶极子距HDPE膜的距离、偶极子移动方向到漏洞的距离、暂存库液体的深度的增加而减小.     

退役工业固废填埋场地再利用的全寿命环境风险特征

通过现场采样和过程模型模拟等方法研究了典型退役工业固废填埋场地（DISWL）原位开发条件下的健康风险及长期演化规律.结果表明,经过近20a的浸出和降解,86%的废物浸出浓度依然处于有害水平,70%的废物不宜直接作为建设用地土壤.直接作为建筑用地开发利用条件下,由于DISWL的性能退化会导致有害组分的浸出和渗漏增加,由此导致地下水水质超标概率经历从无（短期）到有（中期,个别物质如总氰化物T-CN和易释放氰化物F-CN）,再到后期的较大概率超标（T-CN和F-CN）的渐变过程;同时,场地利用过程的健康风险也逐步增加,来自于As的致癌风险和自于T-CN的非致癌风险,分别超过风险可接受水平的81~179倍和55.32~224.3倍.上述结果提示DISWL场地开发再利用的风险评估和管控策略应重点考虑长期风险.对于长期风险不可接受的场地,通过降低废物中毒性物质的浸出浓度可实现长期风险可接受,并提出了相应浸出浓度限值的计算框架和方法.     

海滨垃圾填埋场渗滤液污染土壤的复电阻率特性

为了解渗滤液污染土壤的复电阻率特性及其与海水入侵所造成的电特性差异,指导海滨场地的污染探测,设计了黏土和砂土两种土壤在水饱和情况下通入不同浓度的渗滤液,测量复电阻率的幅值和相位响应;在砂土中通入与渗滤液电阻率相同的模拟海水对比海水入侵与渗滤液污染所造成的相位差异.结果表明:受渗滤液污染土壤的复电阻率变化明显,0.1 Hz下被2%渗滤液(渗滤液体积占溶液总体积比例为2%)污染的土壤中,与背景值相比,黏土的幅值和相位分别降低了78%和70%,砂土的幅值和相位分别降低了66%和33%,且渗滤液浓度越高幅值和相位的值就越小;而对于电阻率背景值较低的土壤(如海水入侵场地或地下水-海水交错带区域),通入渗滤液后,其复电阻率参数没有明显变化.对比海水入侵与渗滤液污染,受渗滤液污染较轻的土壤的相位略高于海水入侵污染土壤,而当渗滤液浓度较高时,二者几乎没有区别.研究显示正常条件下,复电阻率法对渗滤液污染的反映灵敏,有较好的指示意义,其参数变化主要与孔隙水中金属离子的含量和双电层极化有关;而在天然低电阻率背景条件下,渗滤液污染引起的电阻率变化很小,但相位变化较为明显,这种相位的变化有可能被识别出来.     

典型荧光示踪剂在包气带中的迁移、吸附特性

为研究荧光示踪剂在包气带土壤中的迁移-吸附特性,指导填埋场渗漏检测过程的示踪剂选择、投加和采样.采用土柱实验、参数反演手段,研究3种典型荧光示踪剂在包气带中的吸附、滞后和穿透规律,确定其迁移表征方法、表征参数和最佳模型.结果表明:在土壤有机碳相对较高和较低时,分别可用非线性平衡和线性平衡模型准确拟合罗丹明B在其中的穿透数据,而非线性平衡模型同时准确拟合了荧光素和荧光素钠在两种有机碳土壤中的穿透数据.基于最优反演模型,在低有机碳土壤中示踪剂迁移参数为:罗丹明B、荧光素和荧光素钠的分配系数分别为84.99,1.80,1.48cm³/g,滞后因子分别为393.27,8.18,7.81,吸附容量分别为6.14×10^-3,0.15×10^-3,0.14×10^-3mg/g,均出现罗丹明B>荧光素>荧光素钠的顺序.荧光素钠在包气带中迁移时固相吸附浓度最小、迁移速率最快、吸附消耗量最小,建议在进行填埋场渗漏示踪中选用.     

基于边界定位法的固体废物填埋场渗漏应急检测技术及应用

人工衬层系统是固体废物填埋处置的重要防护屏障,一旦产生破损将造成渗滤液渗漏,严重危害环境和人体健康,因此及时有效地对人工衬层进行渗漏检测十分重要。目前常用的渗漏检测技术,如示踪剂法、偶极子法等方法不能适用于运行中填埋场的渗漏检测,难以满足突发渗漏情况下应急检测需求。针对填埋场渗漏应急检测问题,提出一种新的土工膜渗漏应急检测方法——边界定位法,该方法具有无损检测、操作方便和数据处理迅速高效的优点。通过在填埋场四周布设电极扩大检测范围,利用集成开发的边界定位检测系统计算获取的信号,最终给定渗漏源的GPS坐标和数据可视化结果。以我国华东地区生活垃圾填埋场和危险废物填埋场为研究案例,分析基于边界定位法的渗漏应急检测技术在实际工程中的应用效果。结果表明：边界定位法能够实现渗漏源的快速定位,其给定的渗漏点位置与实际开挖验证位置的最大误差小于2 m,且可以通过现场开挖过程跟踪测量进行纠正。当填埋场存在多个渗漏点时,对于渗漏点之间距离超过2 m的多个渗漏点均可以有效检出;如果渗漏点之间距离小于1 m,信号采集误差使得边界定位检测系统将其计算为1个渗漏点。

     

填埋场防渗系统高密度聚乙烯膜漏洞修补技术探析

高密度聚乙烯(HDPE)膜是填埋场防渗系统的核心组成部分,其破损引发的渗滤液渗漏会严重污染土壤和地下水环境,因此填埋场HDPE膜漏洞修补至关重要。系统总结了生活垃圾、一般工业废物和危险废物填埋场的防渗结构,并从HDPE膜漏洞成因与漏洞特征出发,分填埋场运行阶段探讨了目前不同填埋场HDPE膜漏洞修补技术的优缺点与适用条件。结果表明：自封自修技术能够在漏洞产生后进行自动修补,是未来填埋场防渗层的设计方向;电动修补技术可以实现对运行及封场后填埋场HDPE膜漏洞的靶向、精准修补,具有较广阔的应用前景。

     

废铅膏熔炼再生烟气处理设施事故下大气污染的不确定性分析

熔炼再生是重金属危险废物资源化利用最广泛的方式之一。熔炼设施废气处理单元失效条件下废气排放具有源强大、短期排放扩散参数偶然性强等特点,其环境后果呈现强随机性,对事故应急过程的精准监测和科学决策形成极大挑战。对此,提出高斯烟羽模型与随机响应面法耦合(GAUSS-SRSM)的风险评估方法,定量评估复杂源强、扩散参数及其不确定性条件下污染物的随机分布及概率特性。选择华北某再生铅企业开展案例研究,结果表明：在该区域典型气候条件下,下风向0.8~2.2和0.75~1.5 km处SO₂和Pb浓度存在超标可能,最大落地浓度超标概率分别为44%和28%,以95%置信水平表征的暴露浓度分别为0.68、0.005 2 mg/m³,分别超过其GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值1.36倍和1.16倍。季节性的风速和气温等差异导致同一设施不同季节的污染及其概率特征差异较大。以Pb为例,冬季较夏季存在超标可能的最大范围相差0.6 km,超标概率相差24%,暴露浓度相差0.003 9 mg/m³。气候和源强等的不确定性使得大气污染后果存在明显的不确定性,下风向0.5 km处不确定性最大,为3.85;随着距离变大,不确定性变小,3.0 km处仅为1.74。下风向0.8~2.2 km污染严重程度大、可能性高,需要避免在该区域布设污染敏感的设备或装置,且应作为事故后应急监测重点关注的区域;而0.5~1.2 km不确定性大,也需要通过加强监测频率等方式克服随机性误差。

     

填埋场渗漏磁法检测的噪声来源与剔噪方法综述

填埋是固体废物集中处置的主要手段,填埋场则是固体废物对地下水环境影响集中发生的场所。通过防渗层HDPE膜漏洞的渗漏是导致地下水污染的主要途径和方式,开展防渗层渗漏快速检测和精准定位具有重要意义。传统电学渗漏检测难以检测双层衬垫或多层衬垫系统的下层衬垫破损,基于传统电法改进的电磁方法展现出下层衬垫检测的潜力,但迫切需要解决填埋场复杂服役人文环境和地球磁场环境下的电磁噪声干扰问题。为此,通过对磁法检测原理和信号特征的深入分析,以及对背景磁噪声类型、来源、特征和电磁噪声去噪方法的综述,得出如下结论：在特定条件下,漏洞越近,其磁场信号越强;填埋场噪声主要来源于地磁和人文磁场,且不同噪声有不同特征,需不同处理;去噪过程先预处理排除干扰,其次在检测中选择适宜的滤波或测量法去除噪声。