宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明:马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)和CaO为主,含少量TiO_(2)、MnO、MgO、Na_(2)O、K_(2)O、P_(2)O_(5);两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO_(2))+w(Al_(2)O_(3))+w(Fe_(2)O_(3))>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以石英、莫来石、赤铁矿、生石灰、钙长石、硬石膏、白云石、方解石等为主,玻璃质主要由SiO_(2)和Al_(2)O_(3)组成,且以SiO_(2)/Al_(2)O_(3)高质量比(2.18~2.36)为特征;粗灰和细灰中大多微量元素含量均低于欧洲飞灰中对应元素最大值,B、V、Co、Cu、Ga、Sn、Cs、Ti、Pb、Zn、Sn等挥发性强且冷凝性相对高的元素易在飞灰中富集,Mg、Ca、Sr、Fe、Mn、Cr、Ni等挥发性弱的元素易在炉渣中富集;两电厂粉煤灰中微量元素含量低、淋滤能力低、玻璃质含量高、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)质量比高,表明其在资源化利用过程中利用价值高、环境风险低。

基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统协同演化研究

随着淡水资源逐渐减少、能源需求量逐渐增长和粮食供应结构不断变化,加之三者之间既相互依存又相互竞争的特点,水-能源-粮食的交互关系变得异常复杂。为确保水安全、能源安全和粮食安全,实现三者的协同优化管理、资源的高效利用和可持续发展,以集资源型缺水和季节性缺水为一体的干旱敏感区域宁东基地为例,提出了基于多Agent模型的宁东基地水-能源-粮食系统模拟模型,将宁东基地水-能源-粮食系统看成是由若干个相对独立的自主Agent构成的一个合作共生网络体系,构建了宁东基地水-能源-粮食模拟框架,定义了各Agent的属性,设计了Agent之间以及Agent和环境要素之间的交互规则,基于Python语言的多Agent建模工具MESA库开发了宁东基地水-能源-粮食仿真模型,以模拟宁东能源化工基地的系统演化过程。结果表明:随着人口的增长,生活部门配水量、能源消耗和粮食消耗量均呈现上升趋势;粮食部门配水量呈现出与农作物产量变化相对应的变化趋势;宁东基地的能源部门配水量呈现上升趋势,预测年的配水量每年增长约为0.08亿m^(3);随着生态绿化覆盖面积的逐年增长,生态部门的配水量也呈现出逐年增长的趋势;每年可以向基地外输送的能源,实测年增长率约为19.85%,预测年增长率约为3.53%,预计到2025年可增加到4.96×107t标准煤。

氢能助力宁东能源化工产业高质量发展技术路径探索

从宁夏宁东能源化工基地产业结构和氢能产业发展现状出发,分析了宁东氢能产业发展具备的4个独特优势和面临的6大挑战,并进一步研究探讨了宁东氢能产业发展的潜力,以及“绿氢”耦合现有产业推进高质量发展的可能技术路径和可采取的应对措施。认为,在宁东基地发展氢能产业是产业转型升级的“刚需”,宁东基地制氢资源丰富、前端供应充沛,工业基础及设施完善、发展条件便利,但面临“绿氢”成本高、产能规模不足,生产存在间歇性、波动性,以及存在储氢、输氢堵点等问题。建议应加强顶层设计、加强技术自主研发与应用示范支持、实施数智化发展,并出台操作性强、含金量高的扶持政策。

宁东能源化工基地用水需求及水权指标解决途径探讨

随着宁东能源化工基地经济社会的发展,水资源匮乏成为制约宁东地区可持续发展的主要因素。文章通过梳理宁东地区水资源及开发利用现状,分析宁东地区用水需求,对比“十四五”管控指标和已落实黄河水权指标,有针对性提出水权指标解决的措施和途径,为宁东基地发展和管理提供参考。

宁东能源化工基地粉煤灰重金属赋存特征及生态风险评价

为拓展粉煤灰的资源化利用,以宁夏宁东能源化工基地鸳鸯湖电厂粉煤灰为研究对象,使用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等测试方法对粉煤灰理化特性进行表征和分析,并采用酸消解法、DTPA浸提法和Tessier五步提取法,对粉煤灰中铅(Pb)、铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、镉(Cd)和砷(As)6种重金属的全量、有效态、不同形态含量进行了测定。采用风险评价编码法(RAC)、次生相与原生相比值法(RSP)和潜在生态风险指数法评估粉煤灰重金属生态风险。结果表明:(1)粉煤灰微观结构良好,密度小,速效钾和速效磷含量丰富。(2)粉煤灰中6种重金属元素全量和平均值均超过宁夏地区土壤环境背景值,但未超过其他农用地土壤污染风险筛选值(基本项目),超标倍数大小顺序为Pb、Cu、Cr、As、Cd、Ni。6种重金属元素有效态含量均未超过宁夏地区土壤环境背景值和其他农用地土壤污染风险筛选值。(3)RAC评价结果表明,As具有极高生态风险,Cd、Cu和Ni具有中高风险,Cr、Pb分别为低风险和无风险。RSP评价结果表明,重金属As为轻度污染,Pb、Cr、Ni、Cu、Cd均为无污染。潜在生态风险指数法结果表明,粉煤灰中6种元素全量和有效态潜在生态危害指数(RI)处于Ⅰ级,轻微生态危害水平,其中Cd是生态风险的主要贡献元素。因此,粉煤灰可以作为煤矿胶结充填材料进行大规模资源化利用。

宁东能源化工基地规划产业布局的生态适宜性分析

基于遥感和地理信息系统技术,在宁东地区土壤侵蚀敏感性评价的基础上,对宁东能源化工基地规划的产业布局进行了生态适宜性分析。结果表明,宁东能源化工基地规划的煤炭、电力和煤化工三大主导产业布局与该区生态环境不相适宜。在规划的12座煤矿、7个电厂和3个煤化工园区中,有3座煤矿、2个电厂和1个化工园区位于土壤侵蚀的高度敏感区内;有2座煤矿、3个电厂和1个化工园区位于土壤侵蚀的中度敏感区内。为更好的促进区域生态环境与经济社会的协调发展,探索性地提出了宁东能源化工基地产业布局规划的优化调整建议。

宁东能源化工基地水资源优化配置研究

宁东能源化工基地水资源极为贫乏,合理配置基地内的水资源对能源基地的发展极其重要。论文采用线性规划模型对宁东能源化工基地的联合供水方案进行了优化研究,提出了地表水和地下水联合供水方案,确定了供水方案中地下水的实际配额和供水路线,得到下述结论:陶乐傍河水源地可向平罗精细化工基地供水0.065×10~8m^3/a;骆驼井应急水源地向横城和鸳鸯湖工矿区供水0.019×10~8m^3/a;吴忠平原2号和3号备选水源地向灵武工矿区供水0.089×10~8m^3/a和0.067×10~8m^3/a;大泉地区的1号水源地向南部的马家滩和积家井工矿区供水0.054×10~8m^3/a。按地下水总供水量0.294×10~8m^3/a和最佳供水路线联合配置地下水,地表水配额只需供水3.136×10~8m^3/a,既能满足宁东能源化工基地2020年规划对水资源需求,又可实现社会经济和环境效益的最大化。

宁东能源化工基地大环境绿化有害生物危害现状及防控对策

通过对宁夏宁东能源化工基地林业有害生物的监测调查,找出了近年来在该地区出现的柠条、沙蒿死亡主要原因,提出了初步防控建议,对宁东"一号工程"生态环境保护和改善具有积极作用.

宁东能源化工基地土地变化及其对生境质量的影响

以宁夏宁东能源化工基地为例,利用土地利用转移流和活跃度分析土地利用时空动态变化,InVEST模型评价生境质量,将其划分为优、良、中和低4个等级,探究区域土地转移对生态环境质量时空格局的影响.研究结果表明:研究区土地利用变化呈现城镇快速扩张和工业用地集聚特征,不同开发建设时期的土地转移关系、转移流净值和单一动态度特征存在显著差异;综合动态度特征保持较高水平,开发建设初期-中期-后期呈现逐渐降低趋势;不同时段土地利用信息熵特征保持较高水平(稳定在0.33及以上),证明研究区土地系统不稳定,特征随开发建设时期的发展呈现降低趋势,表明研究区土地系统在向较稳定状态发展;宁东能源化工基地生物多样性功能具有较高水平,以优等级和一般等级为主,差等级面积逐年增加,人为扰动对生态环境的破坏更加强烈;InVEST模型在新型工业园区生态环境质量评价、生态恢复及重建研究中具有普适性.研究结论能够为当地生态恢复和重建提供理论依据和科学指导.

宁东能源化工基地水务管理体制改革成效与发展对策

探讨了宁夏宁东能源化工基地供水工程水务一体化管理体制改革模式及取得的成效,分析了改革中存在的问题,提出了进一步加快并深化水务管理体制改革的对策措施,为宁夏回族自治区水务管理体制改革提供示范,为西北干旱缺水地区乃至全国工业基地水务管理体制改革提供借鉴。

绿色矿业发展示范区建设的经验与建议——以宁东能源化工基地为例

通过分析宁东能源化工基地在绿色矿业发展示范区建设方面的优势与劣势,结合国家有关加快建设绿色矿山等政策实施,提出该基地加快绿色矿业发展示范区建设的几点建议:(1)规划先行,协调有关部门共同行动,优化全区矿业布局;(2)优化升级产业结构,增强区域发展支撑能力;(3)科学评价与考核,提升区内企业生产经营水平;(4)多措筹资共治,全面提升区域生态水平;(5)明晰矿企责任与义务,共建和谐大社区;(6)创新管理,结合本区经济社会发展实际,构建绿色行动新机制。

区域生态服务价值约束的可持续经济规模量化方法构建

针对目前可持续性评价较少考虑经济规模、缺乏量化方法的问题,通过理论梳理、选择计算路径等方法进行研究,认为:基于自然资本存流量关系,生态服务价值/生态㶲价值反映了生态服务产出能力;区域生态服务价值通过产权归属和主要压力来源与GDP连接,GDP/生态服务价值反映了人造资本对自然资本的利用压力。尝试利用生态服务价值、生态㶲价值与GDP,构建生态服务产出能力指数(R)和压力指数(U),引入脱钩理论,提出了将复钩的GDP“退回”至脱钩状态,计算可持续经济规模的方法。分析了宁夏宁东能源化工基地:①2007—2017年,经济发展与生态服务处于复钩状态,可持续经济规模为2.33×10^(5)~64.3×10^(5)万元,均显著低于对应年份工业总产值。虽然该基地“边建设、边保护”,但2015年后R指数开始下降,存在退化风险。②以R指数“下降转折点”标识底线,尝试从资本价值的生态贡献内在产生原理角度,提出区域可持续经济规模量化方法,对合理人口规模、绿色GDP、生态补偿分析方法有所辅助。③结合脱钩理论,分析区域生态约束下的经济规模边界,对丰富可持续性评价方法具有一定应用价值。

宁东基地大气PAHs污染特征及呼吸暴露风险

利用主动观测技术对宁东能源化工基地大气PM2.5、PM 1.0和气相中的PAHs浓度水平、族谱特征、时空分布及来源进行研究,并基于该观测数据对居民呼吸暴露健康风险进行评估.结果表明,宁东基地大气PM2.5、PM 1.0及气相中∑1 6PAHs浓度范围分别为:17.95~325.12ng/m、12.66~311.96ng/m和26.33~97.88ng/m,年均浓度分别为(99.42±117.48)ng/m、(78.88±100.58)ng/m和(57.89±47.39)ng/m.宝丰基地冬夏季大气PM2.5、PM 1.0和气相中∑1 6PAHs浓度水平均明显高于英力特;宝丰和英力特基地冬季大气PM2.5、PM 1.0中∑1 6PAHs浓度水平均明显高于夏季浓度.宁东基地大气中∑1 6PAHs的浓度水平要高于国内外其他城市,大气PAHs污染较为严重.源解析表明夏季宁东基地PAHs的主要排放源是工业煤燃烧和机动车尾气,冬季则主要来自工业煤燃烧和木材、薪柴等生物质燃烧排放.宁东基地人群暴露于大气PAHs可能会造成平均冬季每百万人中约有33~2628人罹患癌症,夏季每百万人中约有11~834人罹患癌症的风险.

西北荒漠煤矿区降水降尘中盐基离子沉降特征及其效应研究

在全国酸沉降速率趋于平稳而西北地区持续增加的背景下,明晰西北典型区域盐基离子沉降特征有助于合理评价区域酸沉降风险。以宁东能源化工基地3个燃煤电厂为采样点,研究了电厂周围降水降尘混合沉降中盐基离子沉降特征及来源,分析了盐基离子沉降量与混合沉降酸性质和土壤性质的关系。结果表明,4种盐基离子季沉降量的变化范围均较大,Ca^(2+)为主要的沉降形式;夏季盐基离子沉降量较高,气团主要来源为东南方向。春季和秋季沉降量较低,气团主要来源分别为西北和东南方向;混合沉降输入酸度低于其平均pH,且Ca^(2+)中和因子最大。K^(+)季沉降量与土壤K质量分数、Ca^(2+)季沉降量与土壤Ca^(2+)质量分数呈正相关(P<0.05),但4种盐基离子季沉降量均与土壤pH无显著相关性(P>0.05)。该研究区降水降尘中盐基离子沉降量与中国西北地区平均值相当,但低于东部和南部等区域;盐基离子中和了降水降尘输入酸度,其中Ca^(2+)占主导作用。K^(+)和Ca^(2+)沉降促进了土壤K^(+)和Ca^(2+)积累,可能是酸沉降下研究区土壤盐基营养的重要来源。中重度碱性土壤环境下,盐基离子沉降较难改变研究区土壤pH。研究结果为科学评估荒漠煤矿区酸沉降风险提供了数据支撑。

宁东能源化工基地固体废物中汞含量分布及对环境影响

通过分析宁东能源化工基地各大燃煤电厂以及煤化工厂固体废物样品,研究了固体废物中的汞分布规律及环境影响。结果表明:汞易在脱硫石膏、粉煤灰和气化粗渣中富集,汞浓度分别为0.16、0.24、0.15 mg/kg,而炉渣和气化细渣中的汞含量则相对较低,分别为0.05、0.03 mg/kg。通过化学组成及汞含量数据分析发现,出现这种情况的原因与汞本身易挥发的性质和固体废物的物化性质有关。此外,通过固体废物浸出毒性实验发现,脱硫石膏、粉煤灰、气化粗渣的浸出汞浓度小于浓度限值(0.1 mg/L),而气化细渣因锅炉回用,不参与填埋,汞又不易在炉渣中富集,故总体上宁东能源化工基地的固体废物无汞环境污染倾向。

宁东能源化工基地水资源配置及用水解决途径的探讨

宁东能源化工基地是宁夏经济社会发展的"一号工程",为国家级重点开发区,依靠宁东供水工程解决工业发展用水。在分析宁东能源化工基地水资源、用水现状的基础上,分析基地水资源利用和配置存在的问题。结合基地发展规划,预测基地需水量,提出水资源合理配置方案和解决用水指标的主要途径。

宁夏宁东能源化工基地污水处理的现状及防治对策研究

随着宁夏宁东能源化工基地主导产业的相继投运,基地污水排放与环境保护矛盾日益突出。目前,存在着污水排放量大、处理难度大、处理率低、管理分散等问题。从管理模式出发,建议由专门的环保公司统一负责基地的污水处理,并且加强对高盐水和矿井水的有效处理。政府制定和出台相关政策,给予资金扶持,进而充分保障污水处理系统的有效运行,以期为基地环保工作者提供参考和经验借鉴。

宁东能源化工基地工业固体废物现状分析及污染防治对策研究

宁东能源化工基地目前以及将来都是宁夏回族自治区工业固体废物主要产生源,因此做好宁东能源基地工业固体废物污染防治工作就相当于解决了宁夏地区大部分工业固体废物问题。通过对基地在工业固体废物方面存在的问题进行剖析,提出宁东能源化工基地固体废物污染防治对策,旨在为减少宁东基地工业固体废物的产生量、提高工业固体废物的综合利用率、做好工业固体废物贮存、处置工作提供科学指导,保证基地的高水平建设和可持续发展提供科学依据。

关于加快推进宁东煤电一体化的探讨与思考

通过对我国煤电一体化推进实施的现状分析,结合宁夏煤电、煤化工一体化推进现状和存在的问题,提出加快推进宁东煤电一体化的可行性思路,指出推进煤电一体化不啻为解决煤电之争的一条创新之路。

宁东能源化工基地CO_2气体地质封存方法及相关问题

阐述了宁东能源化工基地CO2气体地质封存方法及相关问题,提出了宁东能源化工基地CO2气体地质封存的研究方向,并分析了封存方法中存在的一些问题,为企业决策提供相关依据,最终取得一定的社会效益.