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.     

汽车涂料废物挥发性有机物气相释放特征

汽车涂料废物作为有机污染物类典型固废,在全过程管理各环节都存在挥发性有机物(VOCs)释放的环境风险. 本文选取同一涂装工段下不同漆雾捕集技术产生的漆渣与干式石灰石粉,采用环境测试舱-气相色谱/质谱法,研究涂料废物中VOCs的气相释放特征. 结果表明:①相同工艺下漆渣与干式石灰石粉释放的VOCs种类相似,但漆渣中各组分释放速率和累计释放量远高于干式石灰石粉. ②漆渣与干式石灰石粉均在1 h左右达到VOCs的释放速率峰值,在检出的7种主要VOCs中,最高者同为正丁醇,分别为245.37、22.67 mg/(m2·h);最低者同为邻-甲乙苯,分别为11.49、2.50 mg/(m2·h). ③经过130 h(漆渣)和24 h(干式石灰石粉)的长期散发试验,试验结束时漆渣累计释放量最大的是正丁醇和1,2,4-三甲基苯,分别为4.76×103、2.86×103 mg/m2;干式石灰石粉累计释放量最大的是1,2,4-三甲基苯和正丁醇,分别为77.26、63.75 mg/m2;二者累计释放最低的同为邻-甲乙苯,分别为467.91、11.29 mg/m2. ④两种样品中VOC释放周期均分为释放初始期(峰值期)、过渡期和缓慢衰减期(准稳态期)3个阶段. 除漆渣中浓度最高的正丁醇外,其余各组分均具有一致的过渡期(1~9 h)和缓慢衰减期(9 h之后),但干式石灰石粉达到稳态的时间远低于漆渣. 研究显示,干式漆雾捕集技术所产生的干式石灰石粉相较传统湿式工艺产生的漆渣,二者所释放的VOCs组分种类相似,存在相同的释放阶段,但释放周期和累计释放量大幅降低,在VOCs减排上具有显著优势.      

电子废物酸浴处置区附近农田土壤重金属污染特征

分析了我国南方某典型电子废物酸浴提取贵重金属场地周围农田土壤剖面pH,重金属含量以及重金属的形态分布特征.结果表明:酸浴提取贵重金属场地周围土壤酸化现象明显,随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加,酸化程度均减弱;底层土壤酸污染范围较小,仅限于距离污染场地很近的范围内.调查区土壤Cu和Ni 2种重金属的污染较为严重,Cd和Pb污染相对较轻.与酸污染相似,土壤中Cu和Ni的污染随着距酸浴源距离的增大以及土层深度的增加而减弱,表层最高分别超过对照点6倍和4倍.酸浴污染土壤中重金属活性态比例普遍较高,活性态比例随距酸浴场地距离和土层深度的变化趋势与土壤酸污染相似.      

水泥窑共处置含Cr废物中Cr在不同温度下的形态转化

将Na₂CrO₄加入生料中模拟含Cr入窑物料〔掺加比例为0.048%(以w计)〕,以探索水泥窑共处置含Cr废物过程中Cr的形态转化. 将含Cr入窑物料在不同温度条件下进行煅烧,消解煅烧样品以分析Cr在不同温度下的残留率并利用XANES(X射线吸收近边结构光谱)技术分析煅烧样品中Cr的存在形态. 结果表明:对应900、1000、1100、1200、1300和1450℃煅烧条件下,熟料中Cr的残留率分别为88.2%、70.7%、73.7%、67.2%、69.5%和67.8%. 由于窑尾温度为1050～1100℃,并且Cr的残留率在1100℃较高,因此从窑尾添加含Cr废物可以减少水泥窑共处置含Cr废物过程中的Cr逸放. 在900～1450℃煅烧条件下,所有样品中的Cr主要以CrO₃、Cr₂O₃和CaCrO₄的形式存在. 1000℃煅烧温度下存在K₂Cr₂O₇,但不存在K₂CrO₄;900℃和1100～1300℃煅烧温度下有K₂CrO₄存在,但不存在K₂Cr₂O₇. 1100～1450℃煅烧温度下,Cr元素进入到水泥熟料的主要矿物中,并主要以CrO₃和Cr₂O₃的形式与其他物质结合生成了较为复杂的Ca₄A₁₆O₁₂CrO₄、Ca₆Al₄Cr₂O₁₅等.      

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.     

喷涂废水中邻苯二甲酸酯测定的优化研究

选取固相萃取GC-MS法定量检测喷涂废水中四种邻苯二甲酸酯类(PAEs),运用正交设计法,研究了pH、洗脱剂、洗脱体积、洗脱速率和水样流速对废水中PAEs回收率的影响。结果表明,pH为2.5时回收率最佳(均100%);在该pH下,洗脱剂对4种PAEs的回收率影响最大,水样流速次之,洗脱速率与洗脱体积对4种PAEs的回收率影响相对较小。样品前处理最优参数为:水样流速8mL/min、洗脱剂为乙酸乙酯、洗脱体积4mL、洗脱速率2mL/min;该条件下4种PAEs的线性范围为0.2～8.0μg/mL,相关系数均0.99,喷漆废水中平均加标回收率为61.1%～103%,相对标准偏差为3.1%～14.6%,均可满足试验要求。     

危险废物贮存的地下水环境健康风险评价

借鉴美国EPACMTP模型和健康风险评价模型,建立了一种危险废物贮存时,其所含有的污染物通过浸出进入地下水后对目标敏感点处的受体所造成的地下水环境健康风险的评价方法。在此基础上,以电镀污泥为例,评价了其作为一般工业固体废物进行贮存管理时的地下水环境健康风险以验证该方法的有效性。结果表明,该方法需要参数少且计算简单;电镀污泥中的主要污染组分(Ni、Mn和Cr6+)在贮存过程中所引起的目标敏感点处的地下水环境健康非致癌风险为169.33(分别为Ni-118.60、Mn-50.11、Cr6+-0.62),远大于美国标准中非致癌的可接受风险(1.00);就该电镀污泥贮存对目标敏感点处产生的地下水环境健康风险而言,其不能作为一般工业固体废物进行贮存管理。     

垂直防渗帷幕渗漏条件下示踪剂迁移模拟

为研究抽水-示踪联合检测垂直柔性污染阻隔屏障（VFBS）渗漏的可行性、灵敏度和影响因素,构建了相应的概念模型.利用等效渗透系数（EHC）方法耦合井筒-含水层水流运动,在此基础上利用多物理场仿真数值模型模拟了人工水力诱导下示踪剂通过VFBS缺陷的穿透过程和规律.结果表明：在抽水诱导下,VFBS两侧形成人为的水力压差加速了示踪剂穿过漏洞的速度.但整体上,穿过漏洞的示踪剂仍然是极少部分,大部分示踪剂围绕注入井分布.在典型条件下（漏洞深度2.2m、大小0.5m、注入浓度1000μg/L和流速1L/h）,示踪剂在对侧监测井中于第4d检出,第5d达到峰值.漏洞越深,峰值浓度越低,检出时间越长.深度增至4m以上时,示踪剂无法在对侧检出.以典型条件中4m漏洞深度为例,漏洞水平位置的偏移也会降低峰值浓度,偏移4m时,示踪剂无法在对侧检出;投加浓度越大,峰值浓度越大,但峰值时间不变,浓度小于2000μg/L时,示踪剂无法检出;漏洞尺寸越大,峰值浓度越大,均在第6d达到峰值浓度,但均不能检出,预测漏洞边长至少为1.07m时,示踪剂方可在对侧检出.总体上,按照对示踪剂穿透过程影响大小排序：水平偏移距离 > 漏洞深度 > 漏洞大小 > 投加浓度.     

填埋场环境下HDPE膜老化特性及其对周边地下水污染风险的影响

为研究危险废物填埋场环境下防渗系统HDPE膜（高密度聚乙烯膜）材料老化规律及其对渗滤液产生、渗漏和区域地下水环境的影响,通过HDPE膜缺陷现场检测及室内老化性能测试,获取了HDPE膜初始缺陷特征参数（漏洞密度）和缺陷演化特征参数（老化起始时间和半衰期）,并以上述参数作为输入,综合运用HELP模型（填埋场水文过程评估模型）与Landsim模型（填埋场地下水污染风险模拟模型）对HDPE膜老化条件下的渗滤液产生、渗漏和地下水污染过程进行模拟预测.结果表明:①现场条件下HDPE膜在第2年开始老化,第8年达到半衰期.②HDPE膜老化导致漏洞数量和渗透系数增加,进而导致渗滤液渗漏量增加,地下水污染风险逐渐增加.短期（0~5 a）内,地下水超标概率为0,污染风险较小;中期（5~10 a）内,距离填埋场200 m内污染超标概率污染≥ 80%,污染风险较大,但400 m外的污染概率为0,污染风险较小;就长期（>10 a）而言,距离填埋场1 000 m处,污染超标概率达100%,地下水污染风险极大.填埋场现场条件下,防渗材料劣化及老化过程较实验室条件更为迅速,导致渗滤液长期渗漏、地下水污染风险加剧,因此建议加强填埋场设计和运行中HDPE膜抗老化研究,保障危险废物填埋场长期安全运行.      

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.