新邱矿矸石山淋滤液对地下水污染的数值模拟研究

针对阜新市新邱露天煤矿煤矸石淋滤液对地下水污染实际情况,建立了淋滤液在地下水中运移的耦合动力学数学模型,采用有限元方法进行数值求解,利用该数值模型对淋滤液在地下水中迁移行为进行模拟,预测了污染物浓度的时空分布特征,并结合实际观测数据进行对比分析。结果表明:不同组分由于各自特征的巨大差异,污染程度也有很大差别;淋滤液浓度拟合误差小于6%,从而验证了模型的可靠性和实用性。此外,从模拟结果中发现:吸附解吸、生物降解对淋滤液在地下水中的分布起到了稀释作用,在一定程度上净化了地下水系统。     

砂性含水介质对垃圾污染质的自然净化能力探讨

含水介质对垃圾污染质的自然净化能力受多项因素影响,是一个相当复杂的综合过程。本文选定生活垃圾淋滤液中对地下水有影响的主要污染物TP、COD、TN、NH3-N和细菌为试验污染组分,天津地区常见的中砂、粉砂和粉土为试验土样,通过室内模拟试验,利用表征指标—截留量和净化率,探讨砂性含水介质对垃圾污染质的自然净化能力。试验结果表明,指标值越大,含水介质对污染组分的自然净化能力越强;不同砂性含水介质对不同垃圾污染质的自然净化能力没有一致性规律。因此,在探讨含水介质对垃圾污染质的自然净化能力时,既要考虑含水介质的不同,也要分析污染质中不同污染组分含量的大小。     

土壤对城市垃圾淋滤液的吸附能力分析——以洛阳市某垃圾场为例

通过对洛阳市某垃圾场地质环境调查和现场不同土壤、渗滤液等样品的采集以及室内对不同土壤淋滤和垃圾渗滤液不同厚度的淋溶试验和测试分析,测定了渗滤液在入渗土柱前后的浓度变化,分析了不同土质对污染物吸附强度随时间变化和污染物在不同土壤中的运移规律;对垃圾淋滤液可能对周边土壤及地下水污染的机理进行了分析。     

矿石淋滤水对地下水污染影响的模拟预测

本文利用地下水数值模拟软件GMS,研究矿石淋滤水对地下水污染的影响。模拟在非正常状况下,矿石经雨水淋滤后,淋滤液中的污染物直接穿透包气带进入地下水运移的情景。经预测,泄漏的污染物铁经过运移后出现短暂超标现象,超标范围未出研究区范围,没有对下游敏感点造成影响。随着时间的推移,污染物在地下水的对流、弥散作用下,污染晕中心浓度逐渐降低,污染晕范围逐渐扩大,直至低于限值。研究成果可为该区的地下水保护措施提供依据。     

酸雨环境下磷酸镁水泥固化锌污染土溶出特性研究

通过对磷酸镁水泥(简称MPC)固化锌污染土进行半动态淋滤试验,以研究酸雨作用下重金属的溶出特性,通过更新淋滤液试验组的浸出液电导率和pH的测试来再次印证Zn~(2+)在半动态淋滤试验中的淋滤特性,并添加普通硅酸盐水泥(简称CEMI)固化土试验组进行对比。通过对MPC固化锌污染土半动态淋滤后浸出液中锌离子浓度的测试,分析淋滤液初始pH值、固化剂类型对MPC固化污染土累积锌溶出特性的影响规律。试验结果表明,CEMI组试样累积锌溶出质量大于MPC组试样;初始淋滤液pH=2时的试样表面溶出锌总量普遍高于pH为4和7,而pH=4和7时的试样表面溶出锌总量比较接近;采用更新淋滤液方式的3组试样溶出的Zn~(2+)量均大于不更新淋滤组;氧化镁与磷酸盐的比值(M/P)为6∶1的试样固化效果优于M/P为3∶1的试样。通过试验数据计算分析,得到了有效扩散系数De;锌的De会随酸雨初始pH的下降而增大,淋滤液初始pH=2时的锌的De普遍大于pH=4,7时的De几个数量级。研究结果表明,酸雨作用下影响磷酸镁水泥固化锌污染土溶出特性的主要因素为水泥固化剂的种类以及酸雨的pH值。     

DNAPLs在低渗透性夹层影响下的迁移和分布特征研究

重非水相流体(DNAPL)在地下介质中的运移分布受多种因素影响,包括DNAPLs的物化性质、泄漏速率、地下水流速、介质非均质性等。本文基于T2VOC程序对DNAPLs在非均质地层(含低渗透性夹层)中的迁移和分布特征进行了数值模拟,分别采用三相毛管压力函数Parker模型和二相毛管压力函数van Genuchten模型,研究了夹层的饱和渗透率、地下水流速对DNAPLs运移和分布的影响。研究表明,地下水流速的增大显著促进了DNAPLs的水平和垂向运移;相同流速情况下,非均质层(低渗透性夹层)饱和渗透率的减小使得DNAPLs污染羽形态及空间路径出现了明显蓄积和绕流。模拟结果可为DNAPLs污染场地识别与修复提供了理论基础与技术支持,便于进一步研究其在地下饱和非均质介质中的运移。     

基于半动态淋滤试验的水泥固化铅污染黏土溶出特性研究

通过半动态淋滤试验,研究淋滤液pH分别为2,4,7时水泥固化铅污染土的溶出特性,以定量评价水泥固化铅污染土的环境安全特性。结果表明,当淋滤液初始pH为2时,试样中累积铅溶出质量约为pH为4和7时的47～106倍；而pH为4和7时累积铅溶出质量差别不明显。试样水泥掺量由12%提高到18%时,试样累积铅溶出质量降低了28%～68%,表明增大水泥掺量有利于铅的固定。通过对试验结果的理论分析,求算得出了铅扩散系数D_e；淋滤液初始pH=4,7时D_e很接近；而淋滤液初始pH=2时,D_e比pH=4或7时的D_e高约3,4个数量级；当水泥掺量由12%提高到18%时,试样D_e降低了约17%～99%。上述研究结果表明,强酸性淋滤液和水泥掺量明显影响固化污染土中铅溶出量和扩散系数。     

水泥固化体淋滤液对GCL防渗性能的影响

水泥固化/稳定化是危险废弃物处理的经济、高效方法,然而,水泥固化体的淋滤液中含有大量Ca~(2+),其长期渗透有可能导致填埋场底部土工合成黏土衬垫(geosyntheticclayliner,GCL)的防渗性能下降,从而引发二次污染。使用柔性壁渗透仪,测定有效应力和水泥固化体淋滤液共同作用下GCL的渗透系数,探讨了淋滤液浓度以及不同有效应力对GCL渗透系数的影响。试验结果表明:当有效应力为24kPa时,水泥固化体淋滤液的持续渗透会使GCL的渗透系数增大179～721倍,淋滤液中Ca~(2+)浓度越高,GCL渗透系数增大的幅度越大。通过增加有效应力,可以降低固化体淋滤液对GCL防渗性能所造成的负面影响,当有效应力增大至438 kPa时,固化体淋滤液对GCL防渗性能所造成的负面影响全部被抵消。     

地下水中石油污染物运移的耦合模型及其应用研究

本文采用氯化钠作示踪剂测定含水层的弥散系数,并根据实测的溶解油吸附等温线来确定含水介质对石油污染物运移的阻滞系数,从而把反应性石油污染物在地下水中运移化为示踪剂的对流－弥散迁移和溶解油在水相与固相之间转移的叠加,最后作者把所得的耦合模型应用于评价大庆油田排污干渠对地下水污染问题。     

填埋场渗滤液在饱和土壤中运移的数值研究

垃圾填埋场渗滤液是造成地下水污染的一个重要原因。针对农村简易填埋场,本文建立数学模型,土壤被看成各向同性均匀多孔介质,采用Darcy定律描述多孔介质中的渗流,在此基础上,数值模拟了吸附性污染物COD在饱和土壤中的运移过程。分析了降雨量及其他参数对COD运移的影响,为控制地下水污染及填埋场选址提供可靠依据。     

垃圾渗滤液污染的耦合动力学行为及数值模拟

垃圾渗滤液在填埋场中的运移过程受复杂地质环境（渗流场、应力场和浓度场）作用的影响。基于多孔介质流-固耦合及溶质运移理论，建立了垃圾渗滤液运移过程的多场耦合数学模型，并采用P-R隐式差分方法，给出了耦合模型的数值格式。通过编制的计算程序，对多场耦合作用下填埋场内渗滤液的浓度分布进行了动态模拟。模拟结果表明：随着时间的推移，对流作用对渗滤液迁移的影响更加明显；应力场耦合作用下的浓度变化速率相对降低，主要是由于考虑骨架变形后，孔隙介质渗透率的降低直接导致流体平均流速减慢而造成的。因此，对渗滤液迁移规律的研究必须同时考虑渗流场、应力场和浓度场的耦合作用，以此为准确预测渗滤液的污染情况提供更可靠的理论依据。     

垃圾渗滤液非均质砂箱动态淋溶模拟试验

通过构建二维非均质砂箱试验模拟垃圾渗滤液污染物在土壤-地下水环境中的运移,得出了渗滤液中Cl^-、SO4^2-、总硬度（CaCO3）在地下环境中的迁移和时空分布规律,同时引入一维土柱试验的结果与二维试验结果作了比较,表明二维砂箱中由于所模拟地下水的作用而使两者的污染物运移规律差异较大,这为预测和控制渗滤液污染土壤．地下水提供了一定的理论依据和试验方法。     

垃圾渗滤液在不同介质中迁移转化规律

在实验室中,通过土柱对比实验研究了渗滤液污染组分总氮、TOC在不同介质中的迁移转化规律。实验结果表明：砂土对总氮、TOC的衰减率大于细砂对其衰减量,咸水对地下环境中总氮、TOC的衰减率有阻碍作用。     

考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场 渗滤液回灌运移规律

生物反应器填埋场在渗滤液的回灌过程中,垃圾体会产生较大的沉降变形,这主要是由于填埋体的自重和生物降解所致。由于沉降变形会导致生物反应器填埋场中垃圾体的孔隙比减小,孔隙比的减小会影响垃圾体的渗透系数和填埋场所能容纳的渗滤液量。为了研究考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌运移规律,根据质量守恒原理,以修正的Darcy定理为基础,结合Elagroudy等人提出的沉降模型,建立了考虑垃圾体沉降的生物反应器填埋场渗滤液回灌的计算模型,应用该模型研究了非饱和条件下渗滤液在生物反应器填埋场中的运移规律,分析了回灌强度、垃圾体初始孔隙比、初始含水率和组成成份等参数变化对垃圾体含水率和填埋场单位表面积回灌量的影响规律。     

垃圾填埋场的污染与防治

填埋场垃圾是放错了地方的资源,如果处理不当,不仅白白浪费可利用资源,还会造成严重的二次污染,失去卫生填埋的最初意义。介绍了垃圾卫生填埋场中常见的三种二次污染：水污染、空气污染和土壤污染。并从这三个方面入手提出了防止二次污染的的一系列建议和措施,以及相应的资源化处理。详细介绍了防止垃圾渗滤液渗漏的方法,垃圾填埋场防渗层的设计和材料选取、渗滤液的收集等,提出了国际上垃圾处理技术的今后发展的新趋势。     

竖井抽水下垃圾填埋场渗滤液运移规律研究

城市固废由于组成成分的多样性及分层填埋等原因,导致渗滤液运移存在明显的优先流及各向异性现象。在成都某填埋场开展多口竖井抽水及水位恢复试验,同时结合高密度电法技术(ERT)现场大尺度研究渗滤液分布及运移规律。多口竖井水位恢复试验显示填埋体内渗滤液运移具有明显的不均质性,表现为同一填埋场不同位置的竖井抽排性能差异较大,竖井周围垃圾渗透系数值分布范围为2.35×10-5~3.90×10-4 cm/s。竖井抽水下周围监测井的水位异常变化表明渗滤液补给存在明显优先流特征。ERT监测渗滤液抽水及回灌过程中堆体内电阻率变化,进一步揭示了现场渗流存在显著的各向异性和优先流特征,主要渗流路径与水平向呈0~30°。     

Abiotic properties of landfill leachate controlling arsenic release from drinking water adsorbents

In this study, As leaching from five arsenic bearing solid residuals (ABSRs) comprised of the iron hydroxide adsorbent Bayoxide E33 used in long-term operations was evaluated in leaching trials using California Waste Extraction Test (CalWET) and Toxicity Characteristic Leaching Protocol (TCLP) leachate solutions, a landfill leachate (LL), and synthetic leachate (SL). The initial As loading of the media, which reflects the influence of source water chemistry and varying treatment conditions at the point of removal, strongly influenced the magnitude of As release. The chemical composition of the leachate also influenced As release and demonstrated the relative importance of different release mechanisms, namely media dissolution, pH-dependent sorption/desorption, and ion exchange. The CalWET solution, which partially dissolved the iron-based media, resulted in 100 times more As release than did the TCLP solution, which did not dissolve the media. The LL had a higher pH than the TCLP solution, and even though its organic carbon content was lower it tended to release more As. Tests with the SL were conducted to determine the influence of variations in leachate pH, phosphate, bicarbonate, sulfate, silicate, and natural organic matter (NOM). Release increased at high pH, in the presence of high concentrations of phosphate and bicarbonate, and in the presence of high NOM concentrations. For pH, this reflects the pH-dependence of sorption reactions, whereas for the anions and NOM, direct competition appeared important. Similar to the CalWET solution, excess NOM dissolved portions of the media thereby facilitating As release. In general, our results suggest that estimating As release into landfills will remain a challenge as it depends upon As loading, which reflects site-specific properties, and the composition of the leachate, which varies from landfill to landfill.     

垃圾渗滤液在土体中扩散规律的模拟计算

建立了垃圾渗滤液在土体中的扩散方程，提出了渗滤液中的污染物在土体中扩散系数的实验测量方法和垃圾填埋场中污染物强度的数值计算方法。运用有限元方法对垃圾渗滤液在土体中的扩散进行了静态和动态分析，结果表明在取得足够的资料后，可以对垃圾填埋场中的渗滤液对周围土体的污染情况进行预测。     

Organic indicators of groundwater pollution by a sanitary landfill

The organic composition of leachate from the Barcelona sanitary landfill is described. According to the low degree of stabilization of the disposed garbage the acid fraction accounts for 80–90% of the total organic extract. More than 50 individual organic components have been identified, indicating catabolic degradation of lipids (e.g. C₄–C₁₁ carboxylic acids), proteins (e.g. indole derivatives) and lignins (e.g. p-hydroxyphenyl derivatives) or simply compounds originally present in the refuse that have been washed out by percolating waters (nicotine, caffeine, phthalates).To obtain a monitoring system for the groundwater pollution originated by this landfill leachate, an analytical method is proposed based on the GC-ECD fingerprinting of groundwater acidic extracts after derivatization with PFB bromide. The chromatogram contains carboxylic and phenolic components and the profiles exhibited by waters from several test wells in the downstream edge of the landfill were indicative of the suspected leachate pollution.