化工厂地土壤重金属迁移模拟

土壤重金属污染是我国面临的重要生态环境问题之一,可能造成严重的生态环境问题,危害人类身体健康。本文根据南京某化工厂地的土壤地质和结构特征,通过数值模拟的方法开展重金属污染物砷在土壤中运移过程模拟。通过建立脉冲时间50、70、100 d的土壤溶质运移模型以及不同饱和土壤含水率的模型,定量分析脉冲时间、土壤饱和含水率对重金属运移的影响。模拟结果表明:脉冲时间对土壤溶质运移具有促进作用,对浅层土壤尤为显著;随着脉冲时间的不断增加,对深层土壤的影响愈发明显。较高的土壤饱和含水率促进溶质的扩散;同时较高土壤饱和含水率对横向扩散促进作用更加明显,污染范围更大,促进污染物的下渗。

水热合成类水滑石/生物炭对镉的吸附和稳定化性能

为提高类水滑石(LDH)对镉(Cd)的吸附能力并考察类水滑石/生物炭复合材料(LDH/BC)在土壤中对镉的稳定化性能,以经KOH活化的稻壳生物炭(BC)为载体,采用水热法和共沉淀法制备LDH/BC,以研究不同复合方式及BC复合量对LDH吸附能力的影响。对经优化制备的LDH/BC在不同Cd^(2+)质量浓度、pH值和反应时间下的吸附特性进行考察,以阐明吸附机理并初步在土壤中验证钝化效果。结果表明:通过水热法制备的LDH(h)/BC_(0.25)对Cd^(2+)吸附性能出色,其中BC添加量为0.25 g。当Cd^(2+)初始质量浓度为160 mg/L时,LDH(h)/BC_(0.25)对Cd^(2+)吸附量最大(150.15 mg/g)且吸附反应有较宽的pH值范围。LDH(h)/BC_(0.25)在1 h内可迅速吸附Cd^(2+),在3 h后吸附达到饱和。动力学过程与拟二级动力学方程拟合程度较高,表明吸附过程主要为化学吸附。同时,XPS结果表明,Cd^(2+)可能以CdCO_(3)、Cd(OH)_(2)、CdClOH的形式存在或Cd^(2+)可能通过与含氧官能团的络合作用吸附在LDH(h)/BC_(0.25)表面。此外,对镉污染土壤施加质量分数为6%的LDH(h)/BC_(0.25)并处理14 d后,土壤中酸溶态镉向残渣态转化,镉形态更加稳定。

生物炭负载类水滑石对不同污染程度镉污染土壤的稳定化效果

采用水热法合成类水滑石/生物炭复合材料(LDHs/BC)用于修复镉污染土壤。考察了6%LDHs/BC对不同污染程度镉污染土壤的稳定化效果。结果表明:施加6%LDHs/BC对镉污染土壤表现出了较好的修复效果(5、10、20 mg/kg镉污染土壤在6%添加量下的有效态镉钝化率分别为92.47%、91.85%、90.80%,TCLP浸出毒性钝化率为84.38%、83.62%、83.09%);LDHs/BC对不同程度镉污染土壤均表现出了较好的稳定化能力,随着镉污染程度从5 mg/kg提高到20 mg/kg,钝化量显著增加,并且当添加量由2%逐渐提高到8%,老化时间由7天逐渐延长到56天,10、20 mg/kg镉污染土壤稳定化效果的提升要强于5 mg/kg。

加强土壤污染修复治理行业监管的探索

历史上,位于南京市主城区东北部的燕子矶新城,占地面积约20平方公里,在重化工业时代存在过100多家的化工和非化工企业。党的十八大以来,燕子矶新城响应党的号召,开启了产业转型、“退城入园”的步伐,但遗留下来的工业场地存在着土壤和地下水污染,需要开展治理和修复。在国家相关法规、技术导则及标准陆续出台,关键技术得到持续攻关和有效应用,燕子矶新城近10年的污染地块治理修复工程相继开展,为区域性的土壤和地下水污染防治工作的稳步推进奠定了坚实基础。但是还需在治理方式、管理体制等多方面进一步加强土壤污染修复治理行业监管工作。文章就如何在治理方式、管理体制等方面加强土壤污染修复治理行业监管展开了探讨。

类水滑石/生物炭复合材料对土壤中镉和苯酚的竞争去除研究

采用水热法合成类水滑石/生物炭(LDHs/BC)复合材料。确定了LDHs/BC修复镉和苯酚复合污染土壤的最适p H,并考察了镉吸附和苯酚降解之间的竞争关系。研究表明,p H值=3适于修复镉和苯酚复合污染土壤;苯酚的降解效果随着镉污染水平的增高而降低;镉的稳定化效果随着苯酚污染水平的增高而降低,14 d后镉的稳定化效果仍远好于7 d。

地下非饱和土壤中水分水平扩散的试验探究和模型拟合

非饱和土中水分的运移研究在实际的修复工程中具有重要的理论指导作用。为了研究在修复工程中遇到的药剂溶液在污染土中的扩散问题,本文利用自制室内试验设备进行了药剂溶液在非饱和土柱的水分水平扩散模拟试验,研究土压(围压)对水分在土中扩散能力的影响。试验结果表明,围压对水分扩散的影响是先促进后抑制的。在此基础上,采用分形理查兹方程(FRE)模型拟合含水率曲线。结果表明,FRE模型对本组室内扩散试验有较好的拟合效果,为地下非饱和土中溶液扩散的模拟提供了模型支持。同时,利用反映物理意义的拟合参数的变化分析了实验规律及现象的机理。

气体在双重多孔介质中运移的分数阶导数建模研究

油气储藏是一个复杂的、非均质的双重孔隙系统,通常由微孔组成的原生孔隙系统以及由大孔或裂隙组成的次生孔隙系统。基于油气储层介质系统的随机性、无序性以及外界环境因素的影响,经典对流—扩散模型已不能准确有效地刻画气体粒子在双重多孔介质中的运移规律。气体运移过程不仅依赖于多孔介质的结构特征,还依赖于气体自身的相关属性。由于介质结构的非均质性和复杂环境因素的影响,导致气体运移出现反常扩散现象,即幂律拖尾或早到达现象。本文建立了分数阶对流—扩散方程模型且采用有限差分法对其进行数值求解,用于模拟气体运移规律和特征,并对实验数据与模拟结果对比分析。结果表明分数阶导数模型能够较好地拟合实验数据的反常扩散现象,时间阶数表征储藏介质结构的非均质性,阶数越小非均质性越强,且验证了模型的准确性和有效性。此外,结合实际情况讨论了模型参数的物理意义,为油气开采过程中提高采收率和保护环境提供理论支撑。

有机氯污染土壤间接热脱附关键控制技术及应用

热脱附技术是目前修复有机污染土壤的常用技术之一。为解决现有热脱附设备存在的能耗高、处理速度慢的缺点,自2005年起,项目组历经10余年研发含氯有机污染土壤异位热脱附尾气处理集成系统,并进行了规模化的推广应用,在处理能力、运行能耗、系统可靠性等指标方面超过国外水平,填补了我国场地土壤间接热脱附设备研发的空白,为我国土壤修复提供了有力支撑。项目的关键技术与创新点及对于社会、环境经济的贡献如下。

有机氯污染土壤间接热脱附关键控制技术及应用

热脱附技术是目前修复有机污染土壤最有效的技术之一.为解决现有热脱附设备存在的能耗高、处理速度慢的缺点,自2005年起,项目组历经十余年研发含氯有机污染土壤异位热脱附尾气处理集成系统,并进行了规模化的推广应用,在处理能力、运行能耗、系统可靠性等指标方面超过国外水平,填补了我国场地土壤间接热脱附设备研发的空白,为我国土壤修复提供了有力支撑.项目的关键技术与创新点及对于社会、环境的贡献阐述如下.