废弃矿山固废环境风险评价方法与分级监管建议

中国是矿业大国,矿种丰富,造成历史遗留矿山众多。因矿种类型复杂、不同地区气候差异大、水文地质条件不同以及周边环境敏感度迥异,致使其环境风险不明,环境污染底数不清,目前仍缺乏针对历史遗留矿山环境风险的评价方法体系。本研究尝试建立了一种基于层次分析法的历史遗留矿山环境风险评估方法,选择具有主导作用、代表性的12项指标构建了基于评价目标层、评价准则层与评价因子层的历史遗留矿山固废环境风险评价三级指标体系,包括矿种类别、固废属性、自然条件、管理措施、保护目标与环境质量等,构建了判断矩阵并通过一致性检验,明确了各影响要素的权重。根据实际赋分情况,将历史遗留矿山环境风险等级分为一般、较大和严重三个等级。在此基础上提出了针对不同风险等级应采取的管理措施:自然衰减、风险管控与修复治理。最后将建立的评价方法应用于某地区的10个历史遗留矿山的环境风险评价,结果显示该地区一般、较大和严重风险的矿山数量分别为7、2和1,评价结果可为历史遗留矿山的差异性环境监管工作提供参考。

多级蒸气压缩蒸发式制冷系统节能工艺

吐哈油田鄯善轻烃回收装置、温米轻烃回收装置都采用了两级丙烷压缩膨胀制冷,丘陵轻烃回收装置采用了三级丙烷压缩膨胀制冷,制冷系统工艺设备均为整体撬装引进,工艺流程设有节能设备经济器,能产生显著的节能效果,减少电能消耗。本文介绍了吐哈油田引进撬装丙烷制冷系统工艺流程,分析了经济器的节能原理,并对吐哈油田温米轻烃制冷工艺进行了计算。

污泥活性炭的制备及其用于重金属废水处理的研究进展

城市污水处理厂在处理污水的同时会产生大量的污泥,其含有大量有机物和有害物,性质不稳定,易腐化,如果处理不当,将会造成严重的环境污染和资源浪费。用城市污水处理厂污泥制备活性炭是20世纪80年代后期出现的一种新型利用途径,因其制备成本低,活性炭用途广泛,可以用于污水处理去除有毒有害物质,具有良好的环境效益和社会效益,引起国内外研究人员的关注。而有毒重金属对环境的严重威胁正逐渐成为全球性问题,活性炭吸附法是一种常用来处理重金属废水的方法。综述了国内外污泥制备活性炭的工艺方法,及在这些制备方法基础上对重金属废水的处理研究。

基于文献计量的环境功能材料施氏矿物的研究趋势分析

基于文献计量学分析方法,利用Web of Science核心合集数据库和中国知网(CKNI)数据库对1990—2021年期间有关施氏矿物的文献进行梳理和总结。通过分析发文量、国家、作者、研究机构、关键词等数据,绘制了关键词频次密度图和关键词突现图等,以回顾施氏矿物的研究历史,发掘其研究热点和研究趋势。结果表明:自20世纪90年代初施氏矿物首次报道以来,其相关发文量稳步上升,现超过60篇/年。关于施氏矿物的初期研究热点为其结构性质解析等,现阶段研究热点为其在重金属污染水体和土壤修复,以及光催化降解有机污染物等领域的应用探索。建议深入研究复杂环境体系中施氏矿物的稳定性及相变过程,以促进该环境友好功能材料在生态修复领域的进一步发展。

丘东1#天然气处理装置工艺优化研究

丘东采油厂1#天然气处理装置操作参数优化研究主要包括:针对高压干气外输压力偏高,造成重接触塔及冷箱超压运行的问题进行研究,制定经济合理的完善方案;对处理厂制冷系统模拟核算研究,增加丙烷蒸发器,降低制冷问题,提高C3收率。

我国硫铁矿区污染特征及风险评价方法初探

在支撑国民经济发展的同时,硫铁矿资源的大规模、高强度开发也带来了环境风险与安全隐患。文章从“源—途径—受体”视角系统梳理了我国硫铁矿主要形成及分布特点、特征污染物及其迁移、暴露途径和风险受体。从风险源角度将矿区风险评价分为了基于污染物的风险评价以及区域宏观尺度的风险评价,归纳比较了不同矿区风险评价方法的内涵、风险受体、评价模型、结果表征和不确定性。基于目前我国硫铁矿区污染特征调查以及风险评价存在的问题,提出了需优先关注的重点工作及研究方向,以期为硫铁矿区生态环境保护及污染防控提供技术支撑。

卫星遥感技术在矿山历史遗留固废排查中的应用——以广东清远和江西崇义为例

矿山历史遗留固废精准排查是矿山污染治理的必要条件。卫星遥感技术广泛应用于固体废物排查在内的环境监测领域,但存在识别对象差异性和遥感数据质量影响排查全面性和准确性的问题。该研究基于矿山历史遗留固废特征构建遥感解译数据库,对广东清远和江西崇义2个研究区域开展单时相影像遥感解译、多时相影像遥感解译和人工解译修正,通过计算漏判率、总体精度,评价卫星遥感解译在矿山历史遗留固废排查工作中的应用效果,并对非目标图斑进行分类,优化了矿山历史遗留固废遥感解译精度评价参数。结果显示:单时相影像遥感结果漏判率较大,未能全面排查到研究区域内的历史遗留固废;经过多时相影像进行遥感解译人工解译修正的解译结果漏判率为0%,近似精度>95%;近似精度可作为后续矿山历史遗留固废现场核查的依据。

焚烧飞灰重金属含量及浸出长期变化规律研究

通过对24个飞灰样品的重金属全量消解和高精度X射线荧光光谱法(HDXRF)快速检测结果进行线性回归分析,发现HDXRF法可较准确测定飞灰中Cu、Pb、Zn、Ni和Cd含量(线性回归决定系数R^2≥0.90).采用HDXRF法对某焚烧厂飞灰重金属含量6个月快速检测及浸出毒性测定数据统计分析发现:飞灰重金属月均含量较稳定(变异系数CV<0.14)但日均含量波动较大(CV>2.54);飞灰中Pb、Cu和Zn含量呈正相关(相关系数r>0.78);金属浸出浓度受浸出液终点pH值影响显著,超标频率依次为Pb(68.9%)、Cd(66.1%)、Ni(24.0%)、Cu(14.2%)和Zn(1.6%).短期飞灰金属含量和浸出毒性数据受焚烧工况,烟气处理工况和垃圾组分等多种因素共同影响,不具有代表性.为评估垃圾分类源头削减重金属效果,建议采用快速检测方法对焚烧飞灰重金属含量进行长期监测.

冷凝分离法轻烃回收工艺影响C_3^+收率因素系统分析

一定组成的原料气,利用冷凝分离法进行轻烃回收时,对影响其C3+收率的因素进行了较为全面系统的分析,具体包括:冷凝、分离、工艺技术、工艺系统参数控制、设备效率等。同时,还设计了一种能提高C3+收率的三级分离工艺流程。

一种泡点编程计算方法

泡点计算在石油化工设计计算中应用广泛,十分重要。由泡点方程直接编程进行泡点计算时,泡点温度(或压力)初值选定困难,迭代计算中易产生发散现象而得不到计算结果[2,3]。本文提出了一种泡点编程计算的间接方法,避免了上述问题。另外,泡点计算时使用的温度和压力调整程序可广泛应用于非线性单调连续函数求解的编程计算中。

轻烃回收膨胀机制冷工艺、编程计算方法及计算分析

介绍了轻烃回收膨胀机制冷工艺流程,针对轻烃回收膨胀机制冷工艺,给出了详细的编程计算方法,并由编制的计算机程序对吐哈油田丘东采油厂轻烃回收一号装置膨胀机制冷工艺进行了计算分析。程序中,相平衡计算部分为作者大学毕业论文时所编写,在其基础上作了适当的优化。

药剂螯合对飞灰重金属形态及浸出行为的影响

以不同浓度的醋酸浸提原灰、经不同螯合剂稳定化处理后的飞灰,研究不同酸度浸提剂下各重金属(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni)的浸出行为。结果表明,大部分重金属的浸出浓度均随浸提剂酸度的增加而增加,螯合剂的加入对飞灰中Cd、Pb、Cu、Ni四种重金属的稳定效果明显,对Cr的稳定作用不明显,对于Zn,使用大分子螯合剂(DTC)较小分子螯合剂(SDD)有着明显的优势。经过稳定化处理后,飞灰中重金属的可还原态减少,可氧化态增加,DTC处理灰相对于SDD处理灰中重金属的稳定态(可氧化态、残渣态)含量更高。

高分子重金属螯合剂合成条件的响应面优化

以实验室制备的大分子多烯多胺为原料,在碱性条件下,制备新型高分子重金属螯合剂二硫代氨基甲酸盐(DTC)。在单因素实验中,研究了反应时间、反应温度、NaOH∶PEI和CS2∶PEI等4种因素对Cd2+去除率的影响,随后采用了响应曲面法中常用的中心复合设计模型以Cd2+去除率为响应值建立二次回归方程对DTC的合成条件进行了分析与优化。得到的最佳合成条件为:反应时间10.4 h,反应温度70℃,NaOH∶PEI为1.78,CS2∶PEI为0.8。此条件下制备的DTC去除Cd2+的效率为99.9%,与模型预测值(100%)相对偏差仅为-0.1%,模型与实际拟合良好,并利用红外傅立叶与扫描电镜对螯合剂进行了理化性质的分析。

基于响应面法的重金属螯合剂前体物合成条件优化研究

以小分子的乙二胺与环氧氯丙烷为原料,以黏度为考察对象,对高分子重金属螯合剂的前体物合成条件进行优化。采用单因素实验确定黏度的主要影响因素,然后采用响应面法对制备条件进行优化。结果表明:(1)拟合的模型回归项显著而失拟项不显著,拟合性良好。(2)最佳制备条件为环氧氯丙烷和乙二胺摩尔比1.1、反应温度82.8℃、反应时间9.2h、NaOH和乙二胺摩尔比1.2。(3)产物傅立叶红外光谱表明,特征官能团的存在证明了前体物的生成。(4)利用前体物进一步合成了螯合剂,该螯合剂的Pb去除和稳定效果明显优于市售螯合剂。

螯合剂稳定飞灰的条件优化及螯合产物的稳定性评价

研究了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化处理过程中螯合剂的加药量、体系的含水率以及搅拌时间对飞灰中各种重金属浸出浓度的影响;随后研究了飞灰螯合产物在自然环境下、紫外线光照下和35℃下重金属的浸出行为,同时对比了大分子DTC和小分子SDD的螯合性能。结果表明:当螯合剂的加药量达到3%时,飞灰中常见的6种重金属的浸出浓度都低于GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的限值;提高含水率有利于螯合反应的进行,对Pb、Zn和Cd,加大螯合时的含水率都可以降低浸出液中的重金属浓度;当搅拌时间超过2 min后,飞灰中重金属的浸出基本稳定。随着时间推移,不同放置条件下螯合飞灰中重金属的浸出浓度均满足填埋场入场控制标准,同时发现大分子DTC较小分子SDD具有更好的螯合效果。

基于现场快速检测技术的土壤采样优化策略

合理的土壤采样策略是精确刻画场地污染情况的关键。以湖南某铬污染场地为研究对象,基于现场快速检测数据对反距离加权法(IDW)、普通克里金法(OK)、局部多项式法(LPI)和径向基函数法(RBF) 4种空间插值方法的精确度和适用性进行了比较 通过冗余分析确定了实验室分析样品的布点数量 分析对比了实验室检测与快速检测空间插值结果。结果表明:1)不同空间插值方法对场地污染分布识别存在明显差异,适用性排序为IDW法>RBF法>OK法>LPI法 2)经基于快速检测阶段235个点位数据进行的采样策略优化,需送往实验室分析的采样点位减少至113个 3)快速检测技术可有效反映场地铬污染区域分布趋势。

建设用地安全再开发重金属污染风险阻控技术研究进展

场景差异和环境因素变化都可能导致修复后场地中重金属的再次活化,给建设用地再开发带来潜在环境风险。选择合适的风险阻控技术是保障重金属污染建设用地长期安全利用的关键。为推动风险阻控技术在我国的应用和发展,首先对现有适用于重金属污染场地风险阻控技术(物理阻隔和化学钝化)所使用功能材料及其作用机制进行了总结。其次,对不同阻控技术的国内外应用案例进行了分析。最后,对2类阻控技术的可能失效机制进行了讨论。基于我国建设用地重金属污染风险高且再开发强度大的现实需求,建议未来应侧重研究绿色可持续的风险阻控技术,并探索建立长期监测和回顾性评价机制。