新疆吉木乃诸河水体氢氧同位素和水化学特征

利用2018年6月和11月在新疆吉木乃诸河流域采集的河水、冰雪融水和降水样品,对流域水体的水化学成分和氢氧稳定同位素(D,~(18)O)组成的时间和空间特征进行了系统研究.结果表明,吉木乃诸河在丰水期和枯水期阳离子均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO~-_3为主,其次分别为Na~+和SO_4~(2-).在空间上,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-随着海拔的降低呈增加趋势.通过Piper图可以判断出,吉木乃诸河水化学类型为HCO_3-Ca型.利用Gibbs图可知流域内主要离子组成与各类岩石的风化作用有关,大气降水和蒸发作用的影响相对较小.结合当地的水文地质情况,运用离子含量比值法,可以发现离子主要来源于流域内碳酸盐风化和含硫矿物的氧化.丰水期吉木乃诸河地表水中δ~(18)O和δD较枯水期高,冰川融水的同位素值没有明显的季节变化,降水中的同位素值季节变化较大,其区域大气降水线方程为δD=7.5δ~(18)O+5.4 (R~2=0.99).吉木乃诸河河水中稳定同位素与海拔呈现正相关关系,主要原因是蒸发作用的增加,地表水同位素值偏负.该区域地表径流与冰川融水密切相关,冰川融水对该流域水资源的补给贡献较大.     

矿区堆煤场不同煤尘抑制措施对比研究

堆煤场是矿区煤尘扩散的主要尘源地,煤尘扩散会影响当地及周边生态环境安全。将抑尘网和抑尘剂应用于矿区堆煤场可以起到抑制煤尘的作用。为了优选矿区堆煤场煤尘抑制措施,通过风洞模拟试验,对4种布设方式的柔性PE抑尘网以及3种配比浓度的专用型(CR)、经济型(MC)和环保型(YH)抑尘剂的抑尘效果(起动风速、起尘量、粉尘浓度)进行对比研究。结果表明,抑尘效果最优的两种措施分别是喷洒配比浓度为30 g·L~(-1)的YH抑尘剂和布设双层覆盖抑尘网。比较两种最优措施发现,喷洒配比浓度为30 g·L~(-1)的YH抑尘剂处理煤尘起动风速比布设双层覆盖抑尘网处理高17%;与喷洒配比浓度为30 g·L~(-1)的YH抑尘剂处理相比,布设双层覆盖抑尘网处理煤尘起尘量和粉尘浓度要小很多。因此,从煤尘起动风速方面考量,喷洒配比浓度为30 g·L~(-1)的YH抑尘剂的抑尘效果最优;从起尘量和粉尘浓度方面考量,布设双层覆盖抑尘网的抑尘效果最优。     

碳氮比对低温投加介体生物反硝化脱氮的影响

污水的生物脱氮效果受低温抑制,投加氧化还原介体有利于反硝化过程。采用规格相同的序批式反应器,使用人工配制硝酸盐废水和经过驯化的活性污泥,考察了不同碳源浓度(碳氮比)对低温(10℃)投加氧化还原介体1, 2-萘醌-4-磺酸(NQS)污水生物反硝化脱氮过程的影响。结果表明:当碳源浓度(以COD计)为150～400mg·L~(-1) (碳氮比为1.8～4.7)时,脱氮效率随碳氮比的升高而升高;当碳源浓度为400～550 mg·L~(-1) (碳氮比为4.7～6.5)时,脱氮效率随着碳氮比的升高而降低;当碳源浓度为400 mg·L~(-1) (碳氮比为4.7)左右时效果最好,总氮去除率最高为64.7%。对于脱氮速率,介体强化脱氮速率随着碳氮比的升高而升高。同时,探讨了投加介体污水生物反硝化脱氮的机理,发现投加介体降低了体系的氧化还原电位(ORP),有利于反硝化脱氮反应的进行。     

呼吸效应对矿井封闭火区氧浓度的影响分析

为避免因火区封闭导致重大安全事故发生,通过采集某矿井1 d内3个不同监测点的大气压力变化情况,建立大气压力波动模型并分析计算,同时建立火区内外压差100,750 Pa情形下的氧浓度模型进而获得火区内侧氧气浓度因呼吸效应,在不同压差、体积大小火区、风阻、瓦斯涌出量、封闭时刻等多因素耦合影响下随时间的变化规律,以评估火区危险性。研究结果表明:井下大气随地面大气周期波动,封闭火区内、外侧之间的气压差因外界大气波动呈现16 h的余弦波动和8 h的线性波动周期变化;密闭质量好的火区具有更好地抗干扰性,内侧氧浓度的降低主要依靠瓦斯稀释;密闭质量差的火区,内侧氧浓度易受到火区涌出瓦斯、外界涌入大气双重影响;火区氧浓度在2%~12%之间波动,以至火区存在发生瓦斯爆炸的可能性;火区内外压差较大时,氧浓度波动变化幅度更大,危险作用持续时间更长。结合火区氧浓度波动模型,可有效地对矿井火区采取安全的防范措施,避免瓦斯爆炸事故发生。     

深部煤层钻屑粒度随钻进深度分布规律

为了研究煤层钻屑粒度随钻进深度分布规律,选取具有冲击危险性的平煤八矿己15煤作为研究对象,采取钻屑量测试和孔口瓦斯浓度监测,通过筛分实验煤样并应用Rosin Rammler分布模型,探究了钻屑粒度和钻屑量大小随孔深变化关系,分析不同点钻屑粒度分布特征。结果表明:小于0.075 mm钻屑粒度分布随孔深变化与钻屑量变化规律相吻合;不同钻孔随深度变化分别对应不同Rosin Rammler分布函数,随着应力过渡越平缓,粒径分布宽度系数n值越小,煤体应力越大粒径相关系数D越大;不同范围钻屑粒度占比大小也会影响钻屑量大小;在钻屑量较大时,孔口瓦斯体积分数会出现增高现象。通过对钻屑粒度分布规律分析,更好地了解深部煤体应力分布,有助于冲击危险的预警。     

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。     

生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危险成分最高容许浓度研究

为提出生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危害成分最高容许浓度的参考标准,对有代表性的生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中的危害成分质量浓度进行了检测,并根据GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》及GB 8797—1996《污水综合排放标准》中规定的主要危险成分最高容许质量浓度配制不同溶液,通过小鼠急性经口毒性试验、鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验及小鼠细胞染色体畸变试验,对生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中危害成分可能达到最高容许质量浓度时的毒性进行了研究。结果表明,生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中总铬质量浓度为0.032 mg/L,六价铬质量浓度为0.027 mg/L,钡质量浓度为0.64 mg/L,而铜、铅、镉等其他危险成分均未检出,危险成分质量浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》、GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》及GB8797—1996《污水综合排放标准》。根据相关标准配置的溶液各组毒理试验结果均为阴性。生活垃圾焚烧飞灰经无害化处理后浸出液毒性降低。为规范飞灰的资源化利用,提出生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危险成分最高容许质量浓度可参考GB 16889—2008《生活垃圾填埋污染控制标准》或GB 8797—1996《污水综合排放标准》执行。     

2013-2017年京津冀区域PM2.5浓度变化特征

利用2013-2017年京津冀区域13个城市PM_2.5监测数据,综合探讨了该区域PM_2.5浓度的时空变化特征。结果表明：京津冀区域PM_2.5污染整体较重,但治理成效显著,2013-2017年区域PM_2.5年均质量浓度分别为106、93、77、71、64 μg/m³,完成《大气污染防治行动计划》PM_2.5浓度下降25%左右的目标;13个城市PM_2.5浓度各百分位数总体呈现下降趋势,且随百分位数增大而下降速率加大,PM_2.5年均质量浓度平均每年下降10.6 μg/m³,污染严重的太行山沿线城市邢台、石家庄、邯郸3个城市平均每年分别下降20.3、16.1、13.9 μg/m³;京津冀区域PM_2.5重度污染天数比例分别为19.9%、16.6%、9.5%、9.0%、7.0%,呈下降趋势。2013-2017年京津冀区域PM_2.5平均质量浓度与非重度污染天相比升高19 μg/m³,PM_2.5重度污染天平均质量浓度较非重度污染天时高244.4%。