基于三角随机模拟的生活垃圾填埋场地下水环境健康风险评价模型

基于US EPA健康风险评价方法,将三角模糊数和随机模拟方法进行耦合,建立基于三角随机模拟的地下水环境健康风险评价模型,并以我国北方某生活垃圾填埋场为例,进行地下水环境健康风险评价。结果表明:6口地下水水质监测井的儿童健康风险均超过可接受水平,其中Z1和Z2监测井的风险值均分布于Ⅲ、Ⅳ2个风险等级;3口监测井的成人健康风险超过可接受水平,其中Z6监测井的风险值分布于Ⅴ、Ⅵ2个风险等级。与常规确定性方法的评价结果进行对比分析可知,该模型在一定程度上解决了传统确定性评价方法存在的不确定性问题,不仅可以判定地下水污染可能隶属的风险等级,而且可以定量得出其相应的概率水平,可为决策者提供更加精确的环境健康风险评价信息,为地下水污染管理工作提供依据。

某基岩裂隙水型危险废物填埋场地下水污染特征分析

为了解某基岩裂隙水型危险废物填埋场的地下水污染特征,探索地下水污染与渗滤液泄漏的关系,在对该场地进行水文地质勘探的基础上,布设监测点位、进行地下水和渗滤液原液采样分析,得到pH、化学需氧量(COD)、悬浮物、氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)、铬(Cr)、铬(六价,Cr^(6+))、铅(Pb)等23项指标的含量水平检测数据,对检测数据进行分析;采用标准指数法评价地下水质量现状,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价地下水污染程度,利用SPSS19.0软件进行主成分分析和相关性分析.分析结果表明,地下水质量较差,未达到《地下水质量标准》Ⅲ类标准限值要求;50%指标的单因子污染指数大于1,说明已经发生了污染现象;主成分分析结果显示,地下水主要污染指标为氨氮、总磷、大肠菌群数、总锌和氯化物;相关性分析结果显示,多个污染指标间呈显著相关或极显著相关,说明地下水污染主要来源于填埋场渗滤液泄漏.

污染场地地下水污染风险分级技术方法研究

借鉴国内外地下水污染风险分级方法,综合分析污染场地对地下水产生风险的关键环节,采用层次分析法,从场地本身存在的风险、场地区域地下水固有脆弱性和场地周边地下水的保护目标特征3个方面,建立了由17个指标构成的污染场地地下水污染风险分级指标体系。在此基础上,以典型污染场地实地调研结果和159种典型地下水污染物理化特性为数据基础,对各指标进行了风险水平的划分,基于聚类分析法,采用各指标风险指数相乘的风险表征方法计算总风险指数,构建了污染场地地下水污染风险分级技术方法。该方法可有效避免指标权重计算的主观性,并且能够直观地反映出导致风险的主要因素。结果表明:利用建立的风险分级技术方法可将我国典型污染场地地下水污染风险划分为3级,风险小于5为一级,风险在5~15为二级,风险大于15为三级。实际应用于某危险废物填埋场的结果表明,该危险废物填埋场地下水污染风险为三级,同时得出场地本身存在的风险,特别是场地特征污染物,是造成该危险废物填埋场地下水污染风险的主要因素。

垃圾填埋场地下水污染修复技术优选研究

结合国内外地下水污染场地的修复经验,综合考虑当地社会经济条件、地下水脆弱性、污染物特征等因素,采用层次分析法建立了修复技术优化指标体系;在此基础上运用多准则决策分析模型(MCDA)进行地下水污染修复技术优选排序,构建垃圾填埋场地下水污染修复技术筛选模型;并以湖北省某简易垃圾填埋场为例进行应用研究。结果表明:在备选的5种场地地下水修复技术(监测自然衰减技术、渗透反应格栅、多相抽提技术、抽出-处理技术、原位微生物修复技术)中,抽出-处理技术、原位微生物修复技术较为理想。综合考虑该污染场地条件、地下水污染治理要求及附近受体分布情况,得到最佳修复方案为:高污染风险区域采用抽出-处理技术和原位微生物修复技术组合;低污染风险区域采用监测自然衰减技术。

基于MCDA模型的危险废物填埋场地下水污染风险分级

基于对风险全过程控制的思想,利用层次分析法,构建了综合考虑危险废物填埋场自身属性、污染场地水文地质条件以及污染受体等因素的危险废物填埋场地下水污染风险分级指标体系,该体系共包括14项指标;并采用MCDA(multi-criteria decision analysis,多准则决策分析)模型,对我国37个危险废物填埋场(不包括港澳台数据,下同)地下水污染风险进行了分级研究.结果表明:14项风险分级指标之间具有很好的独立性,指标体系能够较为完整、准确地反映危险废物填埋场对地下水的污染风险程度;37个危险废物填埋场地下水污染风险可分为高、中、低3个级别,其中81%处于中、低级风险级别;地下水中特征污染物ρ(Cr)监测值与风险分级分值的距平指数为0.802 9,验证了风险分级结果的可靠性;同时采用MDCA模型对风险分级指标权重的敏感性进行分析,验证了风险分级过程中指标权重赋值的准确性,并降低了指标权重赋值过程中的不确定性,进一步提高了分级结果的可靠性.风险分级结果在一定程度上可为危险废物填埋场地下水污染风险管理提供依据.

基于危害性分级的地下水污染源分类识别方法

地下水污染源分类识别是有序开展地下水污染防控工作的前提。以典型地下水污染源为研究对象,建立综合考虑优控污染物、污染源特征的地下水重点污染源识别指标体系,以污染源危害性评价结果作为重点污染源的判别依据。将哈斯(Hasee)图解法与综合评分法相结合,用于地下水优控污染物识别,同时引入修正的内梅罗综合污染指数法,对多组分的地下水优控污染物开展综合评价,并选择3个典型地下水污染源进行分类识别方法实地验证。结果表明:污染源S1、S2和S3的危害性等级分别为Ⅲ、Ⅲ、Ⅱ。在区域地下水污染分类防控与分级管理中,应对危害性等级较高的污染源S1和S2加以重点关注。

基于OAT-GIS技术的地下水污染风险评估指标权重敏感性分析

权重赋值准确性是地下水污染风险评估结论可靠性的重要基础,分析并量化指标权重敏感性是验证权重赋值准确性的难点。以我国37个危险废物填埋场为研究对象,基于构建的填埋场地下水污染风险排序指标体系,利用多准则决策分析模型(MCDA)中的层次分析(AHP)模块对各指标进行权重赋值;利用计算所得的权重最小变化量,基于OAT(one-factor-at-atime)方法,应用MCDA的权重敏感性分析模块对14项指标权重进行依次改变,得出14项指标的权重敏感性大小;分析指标权重赋值过程中的不确定性,并基于地理信息系统(GIS)平台,开展可视化的空间数据统计与分析。结果表明:我国37个危险废物填埋场地下水污染风险评估的14项指标中,使用年限、渗滤液量和地形坡度3项指标权重改变后,填埋场地下水污染风险排序变化最大,即这3项指标权重敏感性最高;而包气带渗透性系数指标权重改变导致的风险排序变化最小,说明其权重敏感性最低。该方法可以有效地分析、验证指标权重赋值的准确性,识别权重赋值的不确定性,帮助相关决策者有针对性地进行风险管理。

基于跌置指数法的危险废物填埋场地下水污染风险评价

以江苏省某危险废物填埋场为研究案例,利用迭置指数法的风险评价方法综合考虑了以填埋场自身潜在风险、含水层脆弱性、风险受体暴露性为主的3个方面的影响因素,构建了包含16个评价指标的指标体系,分析了各评价指标的权重,并建立了综合指数风险评价模型。经计算,该危险废物填埋场地下水风险综合指标为4.682,参考危险废物填埋场地下水污染风险分级标准,得出该危险废物填埋场地下水污染风险等级为较低。将填埋场自身潜在性质、含水层脆弱性以及风险受体暴露性三方面综合考虑的地下水污染风险评价方法,不仅可为污染场地的防治提供科学依据,可以为场址的选择参考。

基于地下水污染防治的资源型城市产业结构调整——以吉林市为例

经济增长过程中排放的废水超过地下水容量时可能会导致地下水污染。产业结构不合理是导致地下水污染的重要根源。以吉林市为例,根据地下水污染状况、产业经济特征以及不同行业的水污染特性,提出具有针对性的产业结构调整思路和路径。研究结果显示,吉林市产业发展具有资源依赖特征突出、重化工主导特色明显、产业技术水平较低等特点,由此导致地下水严重污染。通过加大不同类型行业的结构调整力度、促进工业行业的效率改进与提高、大力推进公共平台与基础设施建设,吉林市地下水污染状况得到一定程度缓解,但是未来仍有大量结构调整工作需要推进。

赣南稀土矿区地下水污染现状、危害及处理技术与展望

赣南稀土矿区由于受离子型稀土矿开采的影响,地下水污染严重。在查阅国内外相关文献的基础上,阐述了赣南稀土矿区矿山开采和原地浸矿导致的地下水稀土元素、三氮(离子态的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)和硫酸盐污染现状,分析了该类型地下水污染的危害,总结目前已有的地下水修复方法并分析其应用局限性,提出适用于赣南稀土矿区的地下水污染治理思路。

预处理方式对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响

为了探究氧化与还原预处理对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响,选取2,4-DNT(2,4-二硝基甲苯)为研究对象,构建过硫酸盐/铁炭修复技术体系,分别设置2个试验槽,一个试验槽以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理,另一个试验槽以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理,对比研究构建的氧化-还原联合系统中不同氧化与还原预处理方式对2,4-DNT去除机制的影响.结果表明:①过硫酸盐氧化材料填充位置显著影响试验槽pH和ORP(氧化还原电位)的变化,在运行周期5 PV(PV为孔隙体积,1 PV时间约为4 h)内,pH可显著增至11左右,ORP值达到最高.②在运行周期5 PV内,氧化填充层S 2O 82-浓度和还原填充层Fe 2+浓度均显著降低.③在运行周期5 PV内,随运行周期的增加,以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除效果显著降低,以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除率维持在100%.④通过液相-质谱联用技术,识别构建的氧化-还原联合技术体系内2,4-DNT降解的主要中间产物,同时结合铁炭微电解还原机制和过硫酸盐氧化机制提出了2,4-DNT协同处理机制及其可能的降解路径.研究显示,还原预处理更有利于氧化-还原联合技术对地下水中2,4-DNT的去除,可为有效处理硝基苯化合物污染地下水提供理论支撑.

病毒对地下水的入侵风险与防控对策浅析

病毒可能会成为人类未来的“头号公敌”,全球地下水病毒污染事件频繁发生,因此,病毒对地下水的影响和防控逐渐受到国际重视.为进一步了解地下水病毒入侵,通过文献检索调研,分析了病毒进入含水层的途径、在地下水中迁移的限制性因素、在多孔介质中的转化过程,总结了地下水病毒入侵防控相关方法、技术、政策,探讨了风险防范意识有待加强、地下水病毒科学研究存在短板、应急防控与预警能力不足等问题及挑战.参考国内外相关研究成果和实践经验,初步提出地下水病毒入侵风险防控对策建议:①源头排查风险,防患于未然.在地下水饮用水水源地保护区及补给区,排查防疫类污染源渗漏情况,经过化学或高温消毒后再使用农村地下水饮用水、生活用水.②加强地下水饮用水水源地病毒调查研究.研究病毒在土壤及地下水中的存活能力、迁移转化机制、环境行为特征、模拟预测技术、健康风险评价方法,制定相关规范、指南.③筹划应急防控对策.做好地下水应急监测预警、饮用水消毒处理、环境质量信息公开等相关准备工作,制定地下水饮用水水源地病毒应急防控预案.

乌梁素海底栖动物群落组成、β多样性及驱动因素

本文对干旱区湖泊乌梁素海底栖动物群落结构、β多样性及其组成开展了相关调查,并通过Mantel检验了环境因子/空间因素对底栖动物β多样性的影响.结果显示,乌梁素海底栖动物群落结构组成具有显著的季节差异,差异分析也表明底栖动物生物量以及多样性指数存在差异(P<0.05);乌梁素海底栖动物群落β多样性维持在较高水平且以周转组分占主导,占比达80%以上;Mantel检验表明,空间地理距离对底栖动物群落β多样性无显著影响(P>0.05),相反水体环境因子(主要是总氮)与底栖动物β多样性及其周转组分呈现正相关,这表明环境因素是影响乌梁素海底栖动物群落结构的主要因素.

基于MCDA的沙漠地区污染场地地下水修复技术优化方法

针对近年来频频出现的污染企业向沙漠地区地下排污造成地下水污染这一问题,以腾格里沙漠地区某化工厂地下水污染为研究案例,提出适合沙漠地区地下水污染修复技术的优选方法。在综合考虑修复技术的经济、技术和社会效益基础上,利用层次分析法建立修复技术优化指标体系,运用多准则决策分析模型(multiple criteria decision analysis,MCDA)中的消去和选择转换法(ELECTREII)对修复技术组合进行优选排序,确定适合该地区的最优修复技术方案。结果表明,5种地下水修复备选技术中可渗透反应墙、抽出-处理、监测自然衰减技术较为理想,综合考虑该污染场地特征以及地下水治理要求,得出最佳修复方案为:对高污染浓度区域采用抽出-处理技术+可渗透反应墙技术联合修复;对于低污染区域采用监测自然衰减技术。该优化方法可为沙漠地区地下水污染修复技术的选取提供借鉴。

武烈河流域水质污染特征及污染源解析

以武烈河流域2014年1—12月23项指标的监测数据为基础,采用单因子评价法和水质综合指数评价法,对水质污染特征进行综合评价;运用主成分分析法,确定流域主要污染因子及区域水质空间变化特征,并进一步对流域污染来源进行解析。结果表明:武烈河流域上游支流水质为Ⅱ类,干流段监测断面S_1与S_3水质为Ⅲ类,S_2与S_4水质为Ⅳ类,主要污染指标为BOD5与TP;流域水质由2个主成分组成,COD_(Cr)、COD_(Mn)为第一主成分,NH_3-N、DO与BOD_5为第二主成分;流域主要污染源包括生活污水、工业废水、农业化肥和农药的投入及畜禽养殖废水等。

东北及黄淮海平原农产品产地土壤污染风险及防控对策

为调查北方主要农产品产地(东北)及黄泛平原、淮海平原、淮北平原(简称"黄淮海平原")土壤重金属污染风险空间分布规律及其污染成因,收集了东北及黄淮海平原农产品产地土壤的重金属数据,通过基于Arc GIS的克里金插值法,绘制了北方主要农产品产地污染风险等级分区控制图,采用多指标综合评价法及卫星地图数据检索方法,追溯统计了土壤重金属超标点位附近的潜在污染源,分析了环境问题成因.结果表明:Cd高等污染风险区域主要集中分布在辽河平原东部、海河平原的天津市以及黄泛平原西南部; Hg高等污染风险区域集中分布在海河平原的天津市、北京市. Cd高等污染风险区域面积在辽河平原、黄泛平原、海河平原、三江平原分别占4. 26%、0. 18%、0. 16%、0. 25%; Hg高等污染风险区域面积在海河平原、辽河平原占比分别为1. 93%、1. 42%.化工行业、畜禽养殖业、金属冶炼加工业为土壤重金属主要潜在污染源.研究显示,东北及黄淮海平原土壤重金属Cd、Hg污染风险不容忽视,建议应以"坚守生态红线、强化风险管控"为准则,以"以奖促治"为动力,以"预防为主、综合治理"为基础,制订"一区一策"的东北及黄淮海平原农产品产地环境污染综合防治对策.

基于文献计量学的环境领域病毒研究现状分析

为深入了解环境领域病毒研究的最新研究进展、研究热点及发展趋势,客观反映相关国家、机构和个人在该领域的科学贡献和影响,采用ISI Web of Knowledge的Web of Science^(TM)核心合集数据库,利用HistCite Pro引文图谱分析软件及VOSviewer可视化分析软件,对2000—2020年该库收录的相关文献进行计量分析,从发文量排名前10的国家/地区、高产作者、来源期刊、重要研究机构、研究热点等方面对近20年环境领域病毒的研究现状进行分析。结果表明:2000—2020年环境领域病毒相关期刊发文量总体呈上升趋势,其中由于新型冠状病毒疫情的爆发,2020年环境领域病毒研究发文量激增;该领域研究发文量最多的国家是美国,其次是中国,但中国篇均被引频次较低;发文量排名前3的作者分别为美国学者Gerba C P、Sobsey M D和日本学者Katayama H;发文量排名前3的期刊分别为Water Research、Food and Environmental Virology和Environmental Science&Technology;发文量排名前3的研究机构分别为亚利桑那大学、巴塞罗那大学和美国国家环境保护局;环境领域病毒研究多集中在饮用水、废水、地下水、地表水等水环境领域,研究的病毒种类集中于诺如病毒、甲肝病毒、腺病毒等肠道病毒,环境中病毒的检测和环境介质中病毒的灭活与去除是研究热点。

煤矸石堆存区周边土壤重金属污染特征及风险评价

为探究长期堆存煤矸石中重金属在周边盛行风向土壤里的分布特征及潜在风险,以宁夏枣泉煤矿煤矸石堆存区周边土壤为研究对象,对煤矸石堆存区周边盛行风向土壤中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Mn)总量及重金属赋存形态特征进行深入分析,开展了土壤重金属生物活性分析及评价。结果表明:由于煤矸石的长期堆放、风力、雨水淋溶等,堆存区边缘处重金属(Zn、Pb和Mn)含量较高,且随着距离的增大呈下降趋势;相关性分析中土壤pH值与Zn、Pb含量呈极显著负相关性,与Mn含量呈显著负相关性,与Pb和Cr的可交换态呈显著负相关性,总氮(TN)与Cu的有机质结合态呈极显著负相关性,与残渣态呈极显著正相关性;RAC评价结果表明Pb在土壤中具有较高风险水平,其余重金属潜在风险水平较低。

南淝河和十八联圩湿地底栖动物及其与环境因子的关系

研究十八联圩湿地及南淝河底栖动物群落及环境因子,分析底栖动物群落结构特征并进行水质生物学评价,为十八联圩湿地乃至南淝河的生态治理提供科技支撑。调查时间2018年7月,调查站位十八联圩湿地46个、南淝河5个。共采集到大型底栖动物43种,隶属于3门20科35属。十八联圩湿地内大型底栖动物优势种有霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、梨形环棱螺(Bellamya purificata)、多巴小摇蚊(Micropsectra chuzeprima)、黄色羽摇蚊(Chironomus flaviplumus)、中国长足摇蚊(Tanypus chinensis),南淝河底栖动物优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)。生物学污染指数评价结果,十八联圩湿地内重污染站位共有32个,α中污染站位9个,β中污染站位2个,而轻污染站位仅3个;南淝河的5个站位均为重污染状态。冗余分析结果显示,NH_(4)^(+)-N、COD_(Mn)、Pb、重金属Cd是影响大型底栖动物群落结构的主要环境因子,其中NH_(4)^(+)-N是造成十八联圩湿地与南淝河底栖动物群落结构差异的关键因子。十八联圩湿地与南淝河有机污染、重金属污染及富营养化程度均较为严重,区域内生物多样性均较低。

垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物的抗生素抗性基因污染特征

为探究垃圾填埋场中不同填埋年限固体废弃物中抗生素抗性基因(ARGs)的多样性及变化规律,采集了内蒙古巴彦淖尔市某垃圾填埋场中不同填埋年限(2、5、8年)的固体废弃物样本,基于宏基因组测序技术(mNGS),并通过生物信息学分析,考察固体废弃物中ARGs的污染特征。结果表明,3种固体废弃中共检测出21类ARGs,填埋2、5、8年的固体废弃物中ARGs的总相对丰度分别为3.783×10^(-1)、4.267×10^(-1)、6.741×10^(-1),其中大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类、磺胺类、多药类、氯霉素类、氨基糖苷类、四环素类、万古霉素类和杆菌肽类是主要的ARGs种类,相对丰度占比合计均在90%以上。固体废弃物中共检测出259种ARGs亚型,相对丰度最高的ARGs亚型属于大环内酯-林可胺-链霉杀阳菌素类ARGs。随着填埋年限的增加,固体废弃物中ARGs的丰度以及多样性也会随之增加,因此其潜在环境风险也相应增加。