典型固废基烧结陶粒工艺、重金属转化行为及其应用现状分析

当前存在大量的固体废物得不到妥善处理,而利用固体废物来烧结陶粒符合可持续发展理念,是一种可行的资源化方式。本文首先阐述了三种典型固废烧结陶粒工艺过程的差异以及烧结过程中的一些关键工艺;其次,分析了产品陶粒中七种重金属Cr、Zn、Cu、Cd、Ni、Pb和As在上述烧结过程中的固定与挥发过程,并总结了可能影响这一过程的六种因素;最后,总结了陶粒产品在混凝土、水处理、吸声材料和陶粒支撑剂等四个主要领域以及其他新兴方向的研究和应用现状,并提出了当前陶粒重金属迁移固化以及陶粒研究应用存在的一些问题和展望,为固废烧结制备陶粒过程及后续陶粒产品使用中的重金属污染防控提供参考。

北江大堤管涌加固工程问题剖析

北江大堤石角段尽管经历了4次大规模的加固工程,但在十年一遇的洪水中,堤防仍然面临管涌险情。经对北江大堤石角段的管涌进行分析,发现这些反复出现的问题主要集中在红砂岩层。所谓的管涌通道实际上是红砂岩中的一些溶洞,是红砂岩中的碳酸盐钙质胶结物在水岩反应中流失钙离子后形成的,属于化学侵蚀的结果。北江石角段断裂带发育,江水通过断裂带与左岸的地下水直接连通,河水与地下水通过断裂带与溶洞往复流动,在CO_(2)的参与下发生水岩反应,导致红砂岩中的钙质胶结物被溶蚀,从而形成溶洞。在洪水期间,随着江水位上涨,外江水位高于地表,江水压力通过溶洞传递到堤角覆盖层之下。当江水压力大于覆盖层的浮容重,则会发生流土破坏,进而演变成为管涌。研究认为,在枯水期通过钻孔灌浆的方法将红砂岩层中的溶洞填充,才能全面消除管涌危害。

多水塘活水链人工湿地浮游植物群落变化及影响因子--以十八联圩湿地为例

十八联圩是巢湖的重要河口湿地。采用多水塘活水链工艺进行规划建设,以其中4个表流湿地单元为对象,2023年3月和7月调查其水质物化指标及浮游植物群落结构。结果表明:多水塘活水链湿地能够有效去除营养污染物,但冬季、夏季水质差异较大。冬季和夏季分别鉴定出浮游植物8门127种和8门213种,夏季主要以蓝藻门浮游植物为优势物种,而冬季硅藻门优势种数量更多,伪鱼腥藻(Pseudoanabaena)在两个季节均为优势物种,其在食物网中可能处于关键位置。冬夏季浮游植物的主要环境影响因子存在差异,冬季氮元素和DO对浮游植物种群的影响最大,夏季COD、NO_(3)-N和TP对浮游植物种群的影响最大。浮游植物的长期监测能够为巢湖及周边流域生态健康恢复提供数据支撑和理论基础。

降雨时间分辨率与插值方法对城市内涝模拟影响研究

为研究不同时间分辨率降雨资料对模拟结果的影响,使用不同插值方法提高降雨时间分辨率进行城市内涝模拟并确定最佳插值方法。以西安市天福和园小区为研究区域,利用GAST-SWMM耦合模型,选取纳什系数和峰值误差作为评判标准,对研究区域模拟和实测流量过程线进行对比。研究表明:经两场实测降雨过程验证,模型纳什系数分别为0.85和0.81,表明构建的一二维耦合模型精度较高;在本文设置的五种时间分辨率中,当降雨时间分辨率为5 min时,模拟精度最高,随着降雨时间分辨率的降低,模拟流量与实测流量过程线吻合程度逐渐变差,且时间分辨率为60 min时模拟结果最差;选取分形插值、拉格朗日插值、线性插值三种方法,将实测降雨数据时间分辨率从30 min和60 min插值为5 min,模拟结果均显示与实测吻合程度最好的是分形插值方法,拉格朗日插值方法次之,线性插值方法最差。本研究可为用于城市内涝模拟的降雨资料选取及处理提供依据。

调蓄池综合环境效益评估指标体系构建与应用

合流制溢流与降雨初期的径流污染日益成为影响城市河流、湖泊等天然水体水质的主要因素。调蓄池可以将降雨径流截流并滞后输送至污水处理厂,这是一种控制城市径流污染的有效手段。近年来,中国各地逐步建起了调蓄池并投入运行,然而缺乏科学、合理的方法对已建调蓄池进行评估。围绕调蓄池在污染减排指标、排涝能力指标、截流能力指标、利用效率指标、综合感官指标等方面的作用,构建了一套调蓄池综合环境效益评估指标体系,并用于调蓄池建设与数据监测较完善的深圳市龙岗区丁山河流域调蓄池评估。结果表明,在多种设计降雨量和实测降雨量工况下,使用该指标体系能够简单直观地对调蓄池削减污染、调蓄水量等作用进行较客观的评估,为全面定量分析调蓄池的综合环境效益提供了技术支持。

水环境中微塑料污染与处理技术研究进展

近年来,新污染物是全球生态系统面临的重要问题,微塑料污染是其中一个热点的研究方向。水环境中微塑料污染对水生生物和人类健康存在极大危害,且其在迁移转化过程中容易吸附其他有害物质而构成复合污染。文章全面阐述了水环境中微塑料的来源、危害与污染现状,分析探讨了混凝、吸附、膜技术、高级氧化、生物降解等五种处理技术的特点与适用情况,并对今后微塑料研究做出建议和展望。

市政道路工程中的塑料排水板+堆载预压技术

本文结合具体工程实例,提出了软基处理中塑料排水板+堆载预压技术方案,阐述了塑料排水板+堆载预压施工原理,并对塑料排水板施工中的测量放线、插板机安装、排水板安放、移机及收尾技术要点展开了详细的研究,详细探讨了堆载预压中堆载及卸载的施工措施。监测结果显示:地基加固效果明显。本文研究内容有助于提高真空联合堆载预压施工效率,确保软基工程整体施工质量,促进市政道路工程长远发展。

基于多方位生态修复技术的河道水环境治理工程应用研究

本文探讨并分析了基于多方位生态修复技术的河道水环境治理工程应用。首先,河道水环境治理应遵循可持续发展、自然生态应用、综合治理的原则。其次,本文从多方位生态修复在河道水环境工程治理中的关键技术入手,分析了生态系统维护、人工净化技术、微生物菌剂治理技术。最后,以A示范河道治理为例,分析了多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的具体应用。

基于Budyko假设的永定河流域上游不同支流径流变化归因分析

针对永定河流域径流锐减的突出问题,将线性倾向率、Mann-Kendall趋势检验、双累积曲线等水文统计法与基于Budyko假设的互补关系概念模型相结合,从定性和定量角度分析桑干河和洋河流域1957-2017年水文气象要素和NDVI(归一化植被指数)的演变趋势,并量化不同因素对其径流变化的贡献率。结果表明:1957-2017年期间,桑干河、洋河子流域径流深均呈显著减小趋势,减小速率为6.236和6.520 mm/10a,分别在1969、1983和1998年发生突变;降水量均呈微弱减少趋势,气温和NDVI均呈显著升高趋势,上升速率分别为0.321、0.296℃/10a和0.019/10a、0.016/10a。敏感性系数分析表明,桑干河和洋河流域径流对降水量表现为正敏感,干扰期敏感系数分别为0.08和0.09,对潜在蒸散量表现为负敏感,干扰期敏感系数分别为-0.03和-0.02。基于Budyko假设的互补关系法结果表明,相较于基准期,桑干河和洋河径流分别减少27.5和22.2 mm,降水量、潜在蒸散量和下垫面变化对桑干河径流变化的贡献率为16.7%、1.1%、82.2%,对洋河径流变化的贡献率为7.2%、-4.5%、97.3%。人类活动干扰导致的下垫面变化是永定河上游径流减少的主要原因,相较于桑干河子流域,洋河子流域径流受人类活动的影响更为显著。

基于流域的深圳市现状及未来污染负荷分析

文章研究采用时间序列分析法、最小二乘法、综合方法等分析了深圳市各流域现状污染和水环境容量,并预测了各流域未来污染和水环境容量。结果表明深圳市9个流域中,废污水排放量密度和污染负荷密度呈现出西部流域高、东部流域低的趋势,深圳河流域最大、大亚湾流域最小。深圳河流域现状年和2035年污水排放量密度分别为212.32和282.85万t/(km^2·a),大亚湾流域分别为7.68和10.46万t/(km^2·a);深圳河流域现状年和2035年COD污染负荷密度分别为141.83和79.34 t/(km^2·a),氨氮分别为14.93和1.40 t/(km^2·a),总磷分别为1.96和1.10 t/(km^2·a),总氮分别为24.88和2.33 t/(km^2·a);大亚湾流域现状年和2035年COD污染负荷密度分别为8.93和4.86 t/(km^2·a),氨氮分别为0.93和0.06 t/(km^2·a),总磷分别为0.13和0.07 t/(km^2·a),总氮分别为1.55和0.14 t/(km^2·a)。现状年按照各流域需要达到地表水Ⅴ类水计算,雨季1个流域和旱季6个流域即使不排放污水,COD、氨氮、总磷仍超过水环境容量;2035年按照各流域需要达到地表水Ⅳ类水计算,雨季1个流域和旱季7个流域即使不排放污水,COD、氨氮、总磷仍超过水环境容量。未来污水排放量密度增加的情况下,通过雨污100%分流和污水排放标准达到地表水Ⅳ类水等能使污染负荷密度大幅降低,但是旱季污染负荷仍大于水环境容量,未来需要继续提高污水排放标准或者实施河流补水。研究可为深圳市打造高品质的水环境提供科学依据和战略预判。

基于流域的县级单元河流水权确权分配

河流水权确权是水资源高效利用的重要措施。基于Hydro30全球高精度河网,以青海省县级行政单元为基本确权单元,提出了确权单元多年平均径流量、多年平均生态环境需水量、未来需水量预测、用水总量控制红线划定等计算和分配方法。首次将河流生态环境需水量分为河流最小生态环境需水量和河流适宜生态环境需水量;利用分解比例法和需水量调节法划定了确权单元用水总量控制红线;基于用水总量控制红线、未来需水量、河流水资源可利用量和地下水取水量确定了确权单元的取水权;确权单元内各条河流的取水权根据尊重历史用水与现状用水原则、生态公平原则、公平与效率原则、可持续利用原则、优化配置原则等综合确定。对于河流自产水量不能满足用水需求的确权单元,在取水量上限为用水总量控制红线的前提下,确权单元可以利用流域内上游过境水。获得了青海省46个确权单元2020年和2030年河流最大取水权和适宜取水权(以西宁市河流水权确权为例)。首次在县级单元对河流取水权进行了确权,可为其他地区河流水权确权提供借鉴。

12种水生植物对茅洲河污染水体的净化研究

文章选取12种水生植物苦草、篦齿眼子菜、伊乐藻、水龙、蕹菜、节节草、芦苇、水葱、风车草、紫芋、水生美人蕉和梭鱼草为研究对象,于2018年10底至12月中旬在深圳市茅洲河中游河畔开展试验,对比研究其对河流污染水体的净化能力。结果表明,12种水生植物对茅洲河污染水体TN和COD的去除率差异显著(p<0.05),对TP和NH3-N去除率差异不显著(p>0.05)。本土优势种水龙和节节草能快速生长、繁殖,且对TN、NH3-N和TP具有较高的去除率,分别达86.0%、41.3%和95.1%以上,但是对COD的去除率较低。挺水植物紫芋表现出最强的综合水质净化能力,其对TN、NH3-N、TP和COD的去除率分别为93.1%、98.1%、42.3%和80.8%,并能在较短时间内大幅降低水体中TN和NH3-N浓度。水生美人蕉、水葱和芦苇等挺水植物也显示出较强的水质净化能力,可作为水质净化中的优选种类。伊乐藻、苦草和篦齿眼子菜3种沉水植物在试验过程中生长较缓慢,对TN和COD的去除率较低,但显示出较强的TP净化能力,TP去除率分别为48.6%、43.1%和42.9%,且能在较短时间内大幅降低水体TP浓度。

茅洲河流域河流类别及生态修复模式研究

针对茅洲河流域生态环境受到严重破坏和退化的问题,根据茅洲河河流的生境破坏和退化的特点,以改善茅洲河流域现状为目标,在河流生态修复研究和已有成功的工程实践的基础上,选取水文、水质、地貌结构、生物4个一级指标,并筛选12个二级指标,构建河流分类和标准体系,进行系统聚类,分析具有相同特征的河段,针对不同特征类别提出不同的生态修复模式,给出综合性的修复建议。结果显示:将所研究的河流分为5类,根据实际需要和分类结果特征,将所研究河流分为水文-水质-地貌-生物修复模式,流速-水质-地貌-生物修复模式,水文-水质-生物修复模式和流速-水质-蜿蜒度-生物修复模式共4种生态修复模式,占比依次为42%、24%、8%和26%。针对不同的生态修复模式,提出了以恢复近自然的水文水力状态,创建河流自我修复能力的修复建议。

澜沧江中下游流域植被NDVI时空演变特征

植被覆盖在水土保持、调节大气和维持生态系统稳定等方面发挥着重要的作用,同时还会影响区域水文和水沙过程,对于流域水电开发具有重要影响。以澜沧江中下游流域为研究区域,使用Mann-Kendall模型耦合Sen’Slope斜率估计,分析了1998—2018年研究区域归一化差值植被指数(NDVI)的时空演变机制。结果表明:(1)研究区域1998—2018年多年平均NDVI值为0.81,NDVI整体自北向南逐年递增;(2)研究区域1998—2018年NDVI呈现不显著递增趋势,NDVI增长速度为5.8×10^(-3)/a;(3)NDVI空间突变均出现在退化区域。在近20年全球气候变暖现象不断加剧和极端天气频频出现的背景下,研究结果对未来澜沧江流域生物多样性以及生态环境保护提供科学依据。

基于卫星影像数据快速构建水动力水质模型研究

研究提出了一种基于Google Earth遥感影像获取河道水下地形数据,并通过克里金插值法生成地形数据的方法,用于无实测地形资料地区河道水动力水质模拟。采用二维水动力水质模型分析长江干流九江河段排污口对水质的影响,将提出的方法与九江水文局2017年1∶1000实测水下地形生成的数据的计算结果进行对比:水位最大误差由0.1 m增至0.2 m,流量最大相对误差由10%增至20%,水质模拟最大相对误差由17%增至接近30%。影像数据方法误差较大,在做精细化的环境质量分析是不合适的,但在缺乏实测地形资料又需要了解水质演变趋势的快速分析中,仍可作为一种技术方法加以推广。

膜生物反应器和曝气生物滤池处理黑臭水体研究

以含有低含量重金属的黑臭河水为研究对象,考察了膜生物反应器(MBR)和曝气生物滤池(BAF)2种工艺的处理效果。结果表明,在河水污染物含量波动较大的情况下,NH4^+-N、COD、TN、TP和SS等污染物能被有效去除。MBR对上述污染物的去除率分别达到94.6%、91.0%、64.0%、89.0%和94.8%,出水水质满足GB 18918-2002的一级A排放标准。BAF对上述污染物的去除率达到71.2%、74.9%、37.0%、49.0%和69.8%,出水水质满足GB 18918-2002的一级B排放标准。在MBR的HRT为7.2 h、BAF的HRT为3.7 h的条件下,MBR对COD、NH4^+-N、TN和TP的去除效果及稳定性均显著优于BAF。MBR和BAF能够处理重度污染的黑臭水体,可推广应用于黑臭水体整治的应急处理。

紫外/氯氧化预处理对超滤膜污染的控制研究

以紫外/氯氧化为预处理工艺,研究了该工艺预处理腐殖酸与高藻水对后续膜污染的影响。结果表明,紫外/氯氧化预处理对两种不同类型污染物引起的膜污染有显著不同的影响。预氧化后,腐殖酸引起的超滤膜污染得到有效控制,在次氯酸钠投加量为0.5 mmol/L时,可逆膜污染阻力降低了81.3%。高藻水经过紫外/氯预氧化后,膜污染反而加重,在次氯酸钠投加量为1 mmol/L时,不可逆污染阻力增大7.65倍。紫外/氯预氧化能够使进水溶液中腐殖酸发生矿化,使进水DOC显著降低;高藻水经预氧化后,溶液中大分子有机物转化为小分子有机物,使滤液DOC显著升高。扫描电镜结果表明,预氧化后腐殖酸在膜表面形成的滤饼层显著减少;尽管预氧化后藻细胞发生破裂,但破裂的藻细胞仍然会在膜表面形成滤饼层。模型拟合结果表明,紫外/氯氧化预处理能够缓解腐殖酸引起的膜污染主要是由于滤饼层过滤与膜孔堵塞的控制;而高藻水经紫外/氯氧化预处理后,滤饼层过滤与膜孔堵塞仍然占主导地位。

基于污染治理目标的城市河流水质模拟平台设计

本文提出基于污染治理目标的城市河流水质模拟平台设计思路:构建平面二维河流水动力学水质模型,模型可动态分析点源、面源、內源中底泥等污染源改变对河道水环境的综合影响。河流水动力水质模型应涵盖底泥对水质的影响模块,并可与面源商业软件无缝链接,将面源模型和河流水动力水质模型统一起来。基于Java基础类别(JFC)框架,可在界面上完成地形、水文、水质数据准备和输入,对生成的地形插值和输入数据需实现可视化的校核,以降低模型应用出现的常见错误,对计算结果直观三维显示和统计,降低模型对用户的使用要求,提高工作效率,以实现高质高效地完成多环境变量影响的工程方案设计比选的水环境综合管理需求。

基于因子分析的城市交通拥堵评价方法研究

市政施工往往会将本已超荷的道路交通系统变得更加糟糕。以往的交通拥堵评价体系不能有效的整合大量、复杂的影响因子及其评价指标,为了提供一种更加有效的评价方法,利用交通仿真软件vissim对路段进行仿真分析,所得到的评价指标在SPSS中用因子分析法构造评价体系,能为城市交通疏解提供可靠的依据。

茅洲河流域湿地植被数量分类与排序

应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对茅洲河流域湿地植被进行分类和排序研究。结果表明,茅洲河流域初步统计到湿地植物41科96属126种,TWINSPAN分类将52个样点分为6个群丛,论述了各群丛的群落学特征。DCA排序结果反映了植物群落类型与环境梯度之间的关系,表明影响群丛分布格局的主导生态因子为生境的水分条件。