徽县洛坝铅锌矿废渣地植被及优势种竞争强度研究

通过对徽县洛坝铅锌矿废弃时间不同的废渣地化学分析表明,主要污染物类型为重金属Pb、Zn,最高含量Pb为6298mg·kg-1、Zn为480800mg·kg-1。重金属在废渣地含量随废弃时间增长而减少,对其自然恢复植被的物种调查发现废渣地Pb、Zn浓度是影响植物自然定居的限制因子。本文在现场踏查的基础上对洛坝废渣地进行了生态调查。结果表明,本次调查共记录的35种植物,隶属16个科20个属,多为1￣2年生草本植物,优势植物是以野艾蒿为代表的菊科。11年废渣地以野艾蒿+车前草、野艾蒿+小亚麻芥等稳定群落为主;6年废渣地多以野艾蒿、马升塘、灰绿藜等单种群存在;3年废渣地植物则表现为稀少的节节草+苍耳群落和一个不稳定植物斑块;11年废渣地正形成良好的植被。对废渣地的优势植物竞争性分析表明,竞争植株盖度与竞争强度呈正相关;种内和种间竞争总强度分别为4.063、3.031。优势植物的竞争强度来自种内,野艾蒿是可以作为在铅锌矿废渣地植物恢复的优势植物。

基于生态阈值带理论的废渣地稳态转换研究

生态阈值带暗含了生态系统从一种稳态状态到另一种稳态状态逐渐转换的过程,而不像点型阈值那样发生突然的转变。生态阈值带是生态阈值两种类型之一,它在自然界中可能更为普遍。运用生态阈值带理论对废渣地稳态转换过程进行研究,由于环境因子相互作用的复杂性,植被稳态和荒漠稳态之间转换存在稳态生态阈值带、稳态弹性恢复力和稳态极限,并分析了荒漠稳态与植被稳态恢复力的影响因素,表明了生态阈值带研究对自然生态保护和可持续生态系统管理有重要的理论和实践意义。

矿区废渣地植被稳态与荒漠稳态转换驱动力分析

矿区废渣地植被破坏转换成荒漠化的过程符合生态阈值特征。植被稳态和荒漠稳态之间的转换存在稳态阈值、稳态恢复力和稳态极限,形成了影响稳态恢复因子和稳态转换的动力。通过对植被稳态和荒漠稳态的生境条件的分析,提出了影响这两种稳态恢复力的因素,同时对稳态转换的驱动力进行了分析;并阐述了植被稳态向荒漠稳态的变化过程。

某隧道穿越含炼油废渣地层的设计方案

随着国内地下工程日益发展,难免会在对人体有害的地层修建地下工程,因此研究其安全有效的结构形式具有重要的理论意义和现实意义。某铁路隧道浅埋段穿越含炼油废渣地层,为确保施工和线路运营安全,同时满足环保的要求,对该浅埋段采取明挖施工。明洞结构采取了特殊的防水防渗措施,对明洞衬砌混凝土结构进行了加强,采用"双层衬砌+双层全包防水"的设计方案。为了减少对原有地层的扰动,降低废渣污染物对周边环境的影响,对该隧道明挖段采取了围护桩结构,确保基坑施工安全。对同类隧道的设计与施工有借鉴作用。

油页岩废渣地12种木本植物光合作用的季节变化

研究了引种在油页岩工业废渣地12种木本植物冬、夏季光合作用特征,根据此评价引种植物的光合作用效率,测定的主要参数包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。结果表明:1)冬、夏季各项测定指标差异很大,Pn、Tr、Gs均是夏季高于冬季,而且,夏季平均Pn、Tr和Gs值要比冬季均值分别高60.9%、77.7%和85.7%,但水分利用效率(WUE)却是冬季高于夏季26.8%～77.2%。2)Pn日变化节律冬、夏季有异,夏季较多的种出现“双峰型”,而冬季较多出现“单峰型”。但也有例外,樟树(Cinnamomumcamphora)冬、夏季均出现“单峰”;油榄仁(Terminaliabellirica)、红胶木(Tristaniaconferta)和柚木(Tectonagrandis)冬、夏季均出现“双峰”;海南蒲桃(Syzygiumcumini)则冬季为“双峰”,夏季为“单峰”。3)若某一植物种在冬、夏季都表现出有较高的Pn日均值,相对于另一种植物其中有一季有较高的Pn,说明前者更适应当地环境生长。据此,以冬、夏季Pn日均值的平均值高低排序,评价参试植物在当地自然光照条件下的光合作用效率高低,树种的排序为:大叶相思(Acaciaauriculiformis)、油榄仁、铁刀木(Cassiasiamea)、云南石梓(Gmelinaarborea)、柚木、红胶木、樟树、海南红豆(Ormosiapinnata)、铁冬青(Ilexrotunda)、海南蒲桃、双翼豆(Peltophorumptetocarpum)和海南翅萍婆(Pterygotaalata)。

平菇废渣地沟栽培草菇技术

传统的草菇栽培是利用稻草和麦秸,因产量低,处理方法麻烦,生物效率仅20%～30%,因此近年来已逐步转移到应用棉子皮栽培上。笔者于1989年开始利用种过平菇的废棉子皮渣在地沟内试种草菇,产量较高而稳定,生物效率达35%左右。现将实际经验介绍如下,供菇农们参考。1 培养料的准备将种过平菇的废棉子皮渣从菇房内取出捣碎,平摊在室外曝晒2～3天,直至晒干堆积备用。

冶金废渣地砖

以当地粘土、冶金生产废渣和玻璃渣为基进行了地砖生产试验。

pH值调控方法对剩余污泥与柑橘废渣厌氧共发酵产酸影响

考察不同pH值调控方法对剩余污泥和柑橘废渣共发酵系统的产酸性能影响,结果表明:持续调节pH值为6可以提高共发酵系统的增溶过程,促进糖类物质水解,增强产酸和产甲烷过程,VFA产量和累积甲烷产量分别是空白组的1.36倍和1.25倍;提高共发酵系统中水解细菌和发酵产酸细菌的菌群丰度,促使甲烷生成途径从乙酰分解途径转向氢化营养途径.调节初始pH值为10可以有效促进共发酵系统中溶解性有机物的释放和达到快速水解的目的,促进产酸性能,但对产甲烷过程有抑制作用.

西南某铅锌冶炼废渣堆放场地周边土壤重金属污染特征与风险评价

为探究西南某铅锌废堆渣场地及其周围土壤中重金属空间分布特征和生态风险,以西南某废弃铅锌冶炼废渣堆放场地为研究目标,通过检测其土壤中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni共8种元素,概括其空间分布特征,分析重金属存在形态对其迁移与渗透的影响,并采用多个污染评价方法对该废渣堆放场的重金属状况进行污染风险评估。结果表明:堆渣场地重金属元素分布与地表径流方向一致,且向深层土壤渗透;As、Cd、Cu已很难再以离子形态随地表径流进一步迁移,而Pb、Zn目前仍具有较大的离子迁移性能,仍会进一步向周边及深层土壤扩散;按照综合污染指数评价上层堆渣区属于重污染,污染元素主要来源于As;同时As、Cd含量表现出极强的生态毒性,使该区域存在很强的生态风险。研究结果为该区域土壤的进一步修复提供了理论依据和参考。

金银花废渣中绿原酸提取条件优化及抗氧化活性研究

为研究金银花废渣发酵后绿原酸提取率及其抗氧化活性,利用枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和黑曲霉(Aspergillus niger)(1∶1)复配对金银花废渣进行混合发酵,采用单因素结合响应面试验优化其提取条件,并研究发酵前后金银花提取液抗氧化活性变化。结果表明,最佳提取条件为发酵时间71 h,发酵温度32℃,葡萄糖添加量3%,接种量1.5%。在此优化条件下,金银花废渣发酵组绿原酸提取率较未发酵组较由1.12%增加到1.63%。与未发酵组相比,发酵组金银花提取液DPPH自由基清除率由82.96%增长到86.64%,ABTS自由基清除率由82.17%提高到86.34%,Fe^(3+)还原力由1.03增加到1.09。表明枯草芽孢杆菌和黑曲霉混合发酵能有效提高金银花废渣的绿原酸提取率,并能增强金银花废渣抗氧化活性。

基于矿冶废渣制备充填专用胶凝材料

首先测定了矿冶废渣及原材料的基本化学性质,并根据测试结果研发了复合型强碱性激发剂,用于激发矿冶废渣活性,从而制备出适用于矿山充填专用胶凝材料;通过XRD测试了充填专用胶凝材料硬化体中的水化反应产物,结果表明:支撑充填体强度的主要物质为钙矾石(AFt)和氢氧化钙(CH)、铝胶(AH 8-10)、水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)等。一个AFt分子形成会结合和吸附32个H_(2)O分子,表明矿山充填专用胶凝材料更适合含水量较大的尾砂充填料浆。同时采用SEM分析了不同龄期充填硬化体内部结构,揭露了充填硬化体强度增长规律,并分析了各阶段硬化体产生强度的机理;通过强度试验测试了不同条件下两种胶凝材料充填体强度,结果表明充填专用胶凝材料(KS)制备的充填体强度指标高于水泥(SN)制备的充填体强度,强度值相差1倍。

典型废渣中天然放射性核素的释放特性

赤泥和锰渣等伴生放射性固体废物的放射性风险越来越受到人们的关注。本研究分析了贵州典型的赤泥和锰渣样中^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra和^(40)K这4种天然放射性核素的含量与分布特征,利用静态浸泡实验研究了其释放特性,并对浸出液的释放风险进行评价。结果表明,新产生的赤泥中天然放射性核素含量较老化赤泥高,电解锰渣中天然核素含量低于锰矿渣。废渣浸出液中核素比活度依次是^(40)K>^(226)Ra>^(238)U>^(232)Th,但固液分配系数(K_(d))显示废渣天然核素的释放能力为^(226)Ra>^(40)K>^(238)U>^(232)Th,^(226)Ra易被水浸泡或淋滤释放进入水体产生环境风险。基于世界卫生组织(WHO)饮用水水质准则和美国环境保护局(United Stated Environmental Protection Agency,US EPA)水环境质量标准的放射性核素风险评价结果显示,^(232)Th水浸释放的环境风险较小;随着浸泡时间增加,锰渣中^(238)U在90 d时均超过了WHO(10 Bq·L^(-1))和US EPA(11.1 Bq·L^(-1))限值,赤泥中仅老化赤泥在90 d时超出WHO限值。废渣浸泡7 d内^(226)Ra均已超出WHO(1.0 Bq·L^(-1))和US EPA(2.22 Bq·L^(-1))的限值,^(226)Ra释放风险随着浸泡时间增加导致不断增高,第90天时新鲜赤泥分别超出31.09倍和14.00倍。^(226)Ra释放产生的高风险应该引起足够的重视,也应是废渣中天然放射性核素释放风险管控的重点对象。

花岗岩废料与玻璃废渣制备发泡陶瓷的研究

本文以花岗岩废料和玻璃废渣为原料、SiC为发泡剂,采用粉末烧结法制备了高孔隙率、低吸水率的全固废发泡陶瓷,探究了花岗岩废料和玻璃废渣配合比、烧结温度、发泡剂掺量对发泡陶瓷孔结构及性能的影响。结果表明:花岗岩废料形成了发泡陶瓷的骨架结构,玻璃废渣具有助熔作用;当玻璃废渣掺量为20%(质量分数)时,烧结温度降低了40℃。在1110~1150℃下制备的发泡陶瓷抗压强度为2.23~0.41 MPa,体积密度为468.41~326.31 kg/m^(3),孔隙率为79.15%~86.81%,吸水率为0.96%~1.00%,平均孔径为0.49~1.43 mm,实现了对发泡陶瓷孔径的有效调控,满足了不同应用场景对发泡陶瓷不同孔径的需求。本研究为花岗岩废料和玻璃废渣的规模化利用及不同孔径发泡陶瓷的制备提供了技术支持。

加筋保土柔性污染阻隔管控技术在历史遗留废渣堆治理中的应用

历史遗留废渣堆的治理是目前环保治理工作中的难点和热点,特别是对于堆存场地受限、边坡陡的废渣堆,原位污染防控与生态恢复的协同治理技术是当下历史遗留废渣堆污染防治的难题之一。以某关停矿山生态恢复项目渣堆管控项目为例,提出了一种新型的历史遗留废渣堆原位污染防控及生态恢复技术,即废渣堆加筋—保土—水平与垂直柔性阻隔—生态恢复治理方案,简称“加筋保土柔性阻隔生态恢复技术”,该技术对废渣堆采用土工袋+格栅加筋的方式稳固边坡,堆体表面设置HDPE膜为主防渗的阻隔层,并挂设土工格室进行保土绿化,并在渣堆四周设置柔性垂直污染防控阻隔墙,将废渣堆进行三维立体阻隔,有效防控废渣堆对周边地下水及土壤的污染。同时废渣堆表层阻隔采用的是HDPE膜,其渗透系数小于1×10^(-13) cm/s,四周采用的柔性垂直阻隔墙整体渗透系数小于1×10^(-7) cm/s,HDPE膜表层通过钢制花管HDPE管靴固定土工格室,钢制花管HDPE管靴可与HDPE膜实现热熔焊接,渗透系数满足1×10^(-7) cm/s,最终实现污染阻隔与生态绿化相互协同,达到废渣堆原位污染防控和生态恢复的双重效果。

废渣基地聚物稳定粉黏土性能试验研究

双碳战略下开展资源综合利用极为迫切。为提升粉黏土力学强度特性,提出以矿渣、炉渣、石膏三种工业废渣为基础原料,在生石灰碱性环境下协同激发制备废渣基地聚合物,用以固化稳定粉黏土改良其工程特性。通过开展无侧限抗压强度试验与X射线衍射(X-ray diffraction,简称XRD)微观测试试验,分析了不同废渣地聚物掺量下试样变形特性,并探讨了养护方式、掺加纤维、养护龄期对试样性能的影响规律。同时,研究了试样的水化产物种类,并依托实际工程铺筑了废渣地聚物稳定粉黏土基层试验路段。得到如下主要结论:废渣地聚物稳定粉黏土最优掺量为15%,其中矿渣:炉渣:生石灰:石膏配合比为8:2:3:2,聚丙烯纤维掺量为0.2%,养护方式为6 d标养+1 d浸水;此条件下试样力学性能得到显著提高,纤维加筋作用提升了试样应力-应变曲线第3阶段韧性区域。试样水稳性能优异,适当延长浸水养护龄期更有利于试样强度增加,水稳系数最高达200%。纤维、废渣地聚物水化凝胶与土颗粒三者之间紧密搭接形成了致密的三维网状结构,增强了纤维-水化凝胶组分-土颗粒界面力学强度。此外,试样固化时间效应显著,28 d强度增长率达80%~188%。研究为实现工业废渣、粉黏土绿色低碳应用提供基础依据与科学参考。

基于制浆废液和麦草废渣的生物质颗粒燃料预测模型的建立及分析

以麦草制浆备料工段中产生的麦草废渣和制浆过程产生的制浆废液为原料,通过混合压缩成型工艺制备麦草废渣颗粒燃料,以期提高制浆造纸工业废弃物的利用价值。为探究制浆废液对生物质颗粒燃料成型的影响机制,参照麦草废渣组分,将粉末状商业纯纤维素和半纤维素在质量比10.17∶7.62下与制浆废液混合,制备生物质颗粒燃料模型,并通过曲线拟合建立生物质颗粒燃料预测模型,探究制浆废液中固形物含量对颗粒燃料成型性能及其物理性能的影响机制。结果表明:制浆废液可以提高燃料颗粒间的黏结力,有利于颗粒燃料成型,改善了麦草废渣颗粒燃料的物理性能。当制浆废液固形物含量为10.28%时,麦草废渣颗粒燃料显示出较好的物理性能,其抗渗水性为84.90%,压缩应力为1.45 MPa。生物质颗粒燃料预测模型对麦草废渣颗粒燃料物理性能的预测结果误差小于5%,显示出较高的预测精度。研究结果可为生物质颗粒燃料的制备技术提供理论参考,同时为制浆造纸工业废弃物的综合利用提供新思路。

生物化学机械法制浆过程麦草废渣基棒状颗粒燃料的性能分析

为提高农业废弃物麦草全组分资源化利用效率,本研究将生物化学机械法制浆过程产生的麦草废渣和制浆废液进行混合,利用液压成形技术制备了麦草废渣基棒状颗粒燃料(简称颗粒燃料),探讨了麦渣粒径和废液添加量对颗粒燃料形貌、稳定性、物理性能和燃烧性能的影响。结果表明,颗粒燃料制备的较优工艺条件为:麦渣粒径范围[0.22,0.90)mm,制浆废液添加量36.31%。该条件下制备的颗粒燃料具有较好的稳定性、物理性能和燃烧性能,其松弛密度为1.50 g/cm^(3),抗跌碎性为99.94%,抗渗水性时间为105 min,横向抗压强度为75.1 MPa,径向抗压强度为1.53 MPa,热值为11 715 J/g,燃烧时间可达99 s。

基于风险管控的历史遗留硫磺冶炼废渣综合治理效果

为解决赤水河源头流域(云南段)历史遗留硫磺冶炼废渣40多年无序堆积导致流域水体持续酸化的污染问题,通过对“自然衰减”“异位修复”“风险管控”等治理途径分析,提出“风险管控+生态修复”模式开展了该区域内酸性废渣和废水的示范工程治理。在查明治理区域污染因子的基础上,采取“废渣防流失、复合阻隔控制、适生植物配比、污水收集处理和运行监测管理”的集成风险管控技术,分析工程实施前、实施中和实施后的固废属性,以及地表水、地下水和废渣渗滤液中污染因子的变化。结果表明:在投加0.35%~0.65%比例生石灰条件下,固废属性从第Ⅱ类一般工业固废改性为第Ⅰ类一般工业固废;工程完工时,地下水pH即可达标,硫酸盐超标倍数从最大5.3倍削减至1.2倍;工程实施3个月后,渗滤液pH稳定达标,硫酸盐超标倍数从最大3.2倍削减至1.7倍;工程实施7个月后地表水pH达标。基于风险管控的历史遗留硫磺冶炼废渣综合治理,能够满足管控目标,并初步完成了技术推广和应用。

三元工业废渣协同水泥固化土的基本特性和机理分析

为了资源化利用工业固废的胶凝活性以求减少水泥使用量,设置10%和20%两种固化剂总掺量,并以纯水泥固化土作为对照组,将赤泥、电石渣和磷石膏3种工业废渣部分代替35%、45%、55%的水泥。研究每种配比方案下固化土的强度、电阻率、抗渗性和浸出液pH值变化规律,并结合SEM、FTIR和XRD谱图揭示三元工业废渣协同水泥固化土的微观机理。结果表明:工业废渣代替水泥存在最优替代率问题,当固化剂总掺量为10%和20%,且三元废渣占比<45%时,力学性能优于零废渣纯水泥固化土,废渣占比达到55%时力学强度低于纯水泥固化土,且固化剂总掺量和养护龄期越大强度越高;无损化的电阻率测试技术对于强度的预测具有较高精度,浸出液的pH值随龄期的增大而降低,含废渣固化土的pH值低于零废渣固化土,不同掺量和龄期固化土的pH值均小于腐蚀性鉴别限值;三元废渣协同水泥固化土的抗渗性优于零废渣水泥固化土。微观试验结果表明固化土中生成了钙矾石、水化硅酸钙和碳酸钙等水化产物,三元工业废渣掺入能产生更多的胶结物,使固化土结构更加致密。

含铍废渣陶瓷的制备及其性能研究

为实现含铍废渣的资源化利用,以含铍废渣为原料之一,二氧化硅、氧化铝和氧化镁为骨料,利用硅酸盐水泥作为黏合剂,辅以氧化钙、粉煤灰和二氧化钛组合成复合添加剂采用直接凝固注模成型法制备了含铍高性能陶瓷.探究了添加剂配比和煅烧条件对铍浸出浓度的影响,并研究了不同陈化时间、保温时间和煅烧温度下制备的烧结试样的微观结构、强度、密度和耐热性能.研究结果表明骨料、铍渣、硅酸盐水泥和复合添加剂(其中氧化钙、粉煤灰和二氧化钛质量比为5∶5∶1)质量比值为60.8∶4∶6∶11时,所得含铍陶瓷样品铍浸出浓度低于国标限值,调整制备参数后可低至0.0107 mg·L^(-1),且具有较好抗压强度和耐热性.最佳制备条件为陈化8 h、在1200℃下保温煅烧4 h.该技术可为铍渣的综合利用提供一条有效的途径.