岩溶多重介质环境与岩溶灾害

岩溶多重介质环境涉及到气候、土壤、植被、岩性及水-岩相互作用多项内容。在岩溶多重介质环境中,水-岩相互作用不断地改变岩溶多重介质环境的结构与功能。在岩溶化高度成熟地区,水-岩相互作用强烈,致使岩溶多重介质环境重建。岩溶灾害的时空演变是在岩溶多重介质环境中进行的,研究岩溶多重介质环境,可分析岩溶灾害发生和发展的规律,及其破坏性和预防与治理措施。     

重金属污染物在非均质储层中运移的环境预测模型

根据多孔介质溶质运移理论,建立了煤矸石中淋溶重金属在非均质多孔介质中运移的数学模型,并以淋溶元素Hg为例,采用所建立的数学模型模拟其在非均质多孔介质中的运移过程,预测了污染物的浓度分布范围和发展趋势。模拟结果表明:随着时间的延长,重金属Hg在地下环境中污染的范围逐渐扩大,而在低渗区浓度等值线发生曲折,浓度增长变缓慢。所建立的数值模型可为固体废物场址的选择以及污染的控制提供决策依据。     

兰州地区HCHs 的跨界面迁移与归趋

利用三级逸度模型估算了稳态假设下HCHs 的4 种异构体在兰州地区土壤、大气、水体及沉积物环境相中的迁移通量和浓度分布.结果表明,HCHs 的土壤浓度为0.799mg/kg,在数量级上与实测值吻合较好,其主要的迁移过程是土-气扩散、土壤侵蚀、水-气扩散,土壤中降解和大气平流输出是HCHs 从研究区域消失的主要途径.农业施用是该地区环境中HCHs 最主要的来源,最大的汇是土壤和水体(占环境中总量的99.8%).     

盐分梯度驱动含水层胶体释放过程中的孔隙尺寸排阻效应研究

滨海含水层中地下水流动、胶体与溶质的协同运移具有复杂性,而含水层孔隙结构中胶体运移所诱发的孔隙尺寸排阻(size exclusion)效应对整体运移过程影响深远.本研究采用长江口砂质含水层,基于土柱渗透试验,分析盐分梯度驱动胶体运移的过程,利用Hydrus-1D和Acualntrusion Transport对溶质运移的穿透过程进行数值模拟并获取溶质运移参数,以探究胶体释放诱发的孔隙尺寸排阻效应与盐分梯度之间的响应关系,揭示孔隙排阻效应与含水层相关水文地质参数的响应机制.结果表明,海水入侵使地下水离子强度增大,同时抑制胶体释放;反之,淡水驱替时则促进胶体的释放.胶体释放峰值及总量与该过程的盐分梯度呈正相关,当0.5%～1.5%的NaCl溶液被淡水洗脱的过程中,胶体浓度穿透曲线的零阶时间矩从77.79 mg增至220.52 mg,释放峰值从209.7μg·mL^-1增至688.5μg·mL^-1,释放量显著增大.数据表明在胶体颗粒释放后,介质孔隙结构改变,所释放的带负电胶体颗粒与固体基质表面的静电斥力诱发了尺寸排阻效应,使胶体颗粒选择性地通过部分孔...     

不同载体携带纳米零价铁在多孔介质中的迁移特性

批次试验和模拟柱试验探讨了NZVI在3种载体(水、十二烷基硫酸钠(SDS)溶液和SDS泡沫)中的稳定性以及在3种载体携带作用下NZVI在多孔介质(0.25~0.5mm, 0.5~0.9mm, 0.9~1.4mm)中的迁移特性.由实验可知,对于NZVI悬浊液,在0.9~1.4mm,0.5~0.9mm和0.25~0.5mm介质中,NZVI从模拟柱中的溢出率分别为20.9%,17.4%和6.5%,NZVI在介质中分布的均匀性关系为0.9~1.4mm>0.5~0.9mm>0.25~0.5mm;对于SDS-NZVI悬浊液,NZVI在0.9~1.4mm 和0.5~0.9mm介质中的迁移性较0.25~0.5mm介质远远增强,NZVI在介质中分布均匀性关系为0.5~0.9mm>0.9~1.4mm>0.25~0.5mm;对于NZVI负载泡沫,NZVI在0.5~0.9mm与0.25~0.5mm介质中的迁移性较NZVI悬浊液和SDS-NZVI悬浊液增强,NZVI在0.5~0.9mm介质中分布均匀性较好,0.25~0.5mm其次,0.9~1.4mm均匀性最差.研究结果表明,SDS溶液和SDS泡沫与水相比较均有效促进了NZVI在3种介质中的运移,然而对于0.9~1.4mm介质,SDS溶液对NZVI迁移的促进作用较SDS泡沫更明显,对于0.25~0.5mm介质,SDS泡沫对NZVI迁移的促进作用较SDS溶液更大.     

区域氮多部门代谢及回收技术应用影响分析

模拟了氮元素在水、能源、食品、林业、废物管理等多部门的代谢流动,以苏州为例构建了元素代谢系统分析模型,识别了氮元素代谢的重要部门和关键环节,针对性地提出尿源分离、污泥热解、高温热解、藻类净水等四种氮回收技术及组合,分析技术应用对城市氮元素代谢性能的影响.结果表明：苏州氮元素从外界输入160万t/a,90%来自煤炭和天然气;能源、食品和水部门是氮回收的关键环节;四项氮回收技术组合应用可实现氮元素整体代谢效率提至52%,优化调控效果最好,可促进低氮型社会的构建.     

基于主次屏障的化工装置事故根因分析及“双预”机制应用

双重预防机制(“双预”)是当前国内危化品领域正在广泛推行的一种风险管控系统,但目前缺乏底层和运行层面的理论架构,更缺乏以根因分析(RCA)结果来指导实施“双预”的方法工具,为此,提出“主-次”屏障理论与事件与原因因素分析(ECF)相结合的可视化主-次屏障(VPSB)模型。ECF作为一种典型的RCA技术,由特定主/次屏障失效模式组成灾害事件的致因路径,为VPSB建模提供可视化框图。应用该模型对英国石油BP公司的Texas爆炸中的典型事故场景进行隐患识别和RCA,获得“双预”相关管理措施的具体失效模式,通过与美国化学品安全委员会(CSB)和英国石油(BP)公司对该事件的调查结果对比,发现CSB和BP公司将人的不安全动作作为直接原因开展深层次的原因分析,将关注点放在了人的管理上,并将根本原因宏观地总结为安全主管失职和操作工违规作业,而VPSB模型则关注的是对重大事故隐患本身和工艺过程的管理,用描述具体的次屏障失效模式来突出管理系统存在的根本性问题,其中,在机械完整性管理上的问题最多,且主要是由于管理措施未被合规执行。这为企业优化“双预”的相关工作内容提供了重点整改方向和可操作性建议。     

放电极雾化介质阻挡放电低温等离子体对染料溶液的脱色研究

采用放电极雾化介质阻挡放电装置,以靛蓝二磺酸钠染料溶液为接地雾化水电极,将有玻璃介质保护的平板电极通入60 Hz交流电,在常压空气中放电形成低温等离子体,对染料溶液进行脱色试验. 结果表明:随着电压的升高和空气间隙的减小,放电电流增大;在相同处理时间内,随着电压的增大和空气间隙的减小,脱色率逐渐增大. 当空气间隙为30 mm,电压为30 kV,处理时间为18 min时,染料溶液的脱色率可达95%以上. 空气间隙和电压的不同,脱色率每提高1%的能量消耗量不同,空气间隙为30 mm时脱色率每提高1%的最低能量消耗量为34.81 J,电压为25 kV时脱色率每提高1%最低能量消耗量为49.56 J. 空气间隙为30 mm,电压为25 kV,可实现在较低的能量消耗下达到较高的脱色率.      

Effect of media heights on the performance of biological aerated filter

The optimum media height of carbon oxidation and nitrification in a down-flow biological aerated filter was determined, and the distribution of the heterotrophic and nitrifying populations through studying the changes of organic carbon contents and ammonia concentration at different media height was got. The results showed that as a down flow BAF with granular media, the active layer of nitrifiere was deeper than heterotrophs in BAF. And the optimum media height for the removal of SS, CODcr and NH4^＋ -N was 40 cm,60cm and 80 cm respectively. The removal efficiency of SS, CODcr and NH4^＋ -N was 79.1%, 63.9% and 96.4% respectively under theinfluent CODcr and NH4^＋ -N of 122.1 mgCODcr/L and 14.84 mgNH4^＋ -N/L, the influent flux of 15.8 L/h, air to liauid ratio of 3 : 1.     

介质阻挡等离子体放电与催化联用技术分解苯

采用介质阻挡等离子体放电与催化剂MnO₂联用技术对苯去除进行了研究.结果表明,加入MnO₂可充分利用O₂和产生于介质阻挡等离子放电区的O₃,能够增加苯氧化分解为CO₂的程度,且苯去除的能量效率是不用催化剂时的2倍.催化剂MnO₂苯去除率有显著影响.当能量密度低于564J/L时,MnO₂离放电区的距离越近,苯的去除效果越好;当能量密度高于1051J/L时,苯的去除效果与MnO₂离放电区的距离有关并有一个最佳值.阐述了苯在等离子体放电区以及MnO₂上的氧化机理.