西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

补赔奖融合机制下流域干支流治污减排策略演化博弈分析

流域是由干流和多个、多级支流组成的相互影响的复杂系统,为了解决流域水污染和水生态环境问题,需要干流和支流各地区的共同治理。然而,现有的研究大多关注上下游水污染治理机制的研究,对于干流与多个支流间治污协作机制的研究较少,因此水污染协同治理机制很难在全流域实施。论文为系统性解决流域跨界水污染问题,形成覆盖整个流域的水污染治理机制,将上下游跨界水污染治理研究拓展到干流和两个支流,研究干流政府和两支流政府决策行为的变化规律和影响因素。基于演化博弈模型,通过构建三方政府博弈收益矩阵并求解复制动态方程,探讨补偿赔偿奖励融合机制下三方政府策略选择的演化稳定路径,并讨论了博弈均衡点策略演化的稳定条件。基于数值仿真分析了污染转移系数、干流政府对支流政府的奖励以及初始治污意愿等参数对三方策略选择的影响规律。研究结果表明：1）支流政府之间的主要影响因素是污染转移系数和初始治污意愿,某一支流污染转移系数越大,其他支流治理意愿越低,当污染转移系数超过某一临界值时,其他支流会选择不治理的策略,同时支流政府的初始治污意愿越高,其稳定于治理策略的速度越快,污染转移系数的临界值越大;2）干支流政府之间的主要影响因素是干流政府对支流政府的补偿和奖励以及支流政府对干流政府的生态赔偿,干流政府对支流政府额外治污减排的奖励越多,越能激励支流政府治污减排。研究结论可为干流和多个支流间形成生态补偿、赔偿和奖励机制以达到治污减排目标提供参考。     

危险废物填埋土壤中的重金属污染扩散特征分析

针对Calpuff模型、主成分分析法缺少对气候条件和特定条件下的空间污染特征分析导致扩散模拟结果不精准的问题,提出了危险废物填埋土壤中的重金属污染扩散特征分析方法。确定污染区域,分析该地区的风速风向、温度。通过分析各地区重金属污染分布情况,计算各区域元素的平均污染指数,建立扩散模型。根据这一模型求得采样点与污染源之间的距离,并以此距离精确计算采样点土壤受污染程度。以富集系数为主要的参数指标测量土壤和沉积物中的重金属含量,按富集系数大小划分污染程度等级,完成重金属污染扩散特征分析。由扩散模拟分析结果可知,该方法与实际全年超标率基本一致,最大误差为0.1%,为危险废物填埋提供了数据支持。     

第二次全国污染源普查安阳市水环境承载力研究

安阳市既是一个典型的工业城市,又是一个资源型缺水城市,水环境压力较大。基于安阳市33个地表水断面监测数据及第二次全国污染源普查数据,对全市水环境承载力及工业废水排放特征与空间分布进行系统分析,以探究影响安阳市水环境承载力的主要污染因子及各辖区、各河流承载力状况。研究结果表明,2020年,龙安区、北关区、殷都区水环境承载力状态均处于临界超载状态;8条主要河流除安阳河属临界超载状态外,其余7条主要河流均属未超载状态;地表水污染仍属于典型的有机型污染,工业废水排放量主要集中在殷都区、龙安区、汤阴县和滑县,且污染物主要进入卫河。研究可为安阳市进一步加强区域水污染防治,建立水环境承载力预警长效机制提技术支撑。     

钙化焙烧法脱除二次铝灰中氮的试验研究

针对二次铝灰中氮化铝导致的铝及其化合物浸出效果不佳的问题,采用钙化焙烧法处理二次铝灰。重点研究配料比、焙烧温度、焙烧时间对二次铝灰脱氮率的影响。结果表明,钙化焙烧法可快速降低二次铝灰中氮化铝含量,可将二次铝灰中不利于浸出的氮化铝和氧化铝转变成易于浸出的12CaO·7Al2O3。最佳脱氮工艺参数条件:配料比为mCaO:m铝灰=0.4、焙烧温度900℃、焙烧时间300min,在此条件下二次铝灰的脱氮率为85.25%。研究结果可为钙化焙烧法提高二次铝灰中铝及其化合物的浸出率提供参考。     

京杭运河（苏州段）污染负荷核算及源解析

以流域污染负荷核算为重点,对京杭运河（苏州段）两岸涉及的5个区20个街道各污染源负荷进行核算,对污染源进行系统、高精度分析,明确排污单元,核算污染贡献,根据各区及各街道水污染源解析结果,形成重点整治内容的各控制单元。研究为削减氨氮和总磷的总量提供数据支撑,为各项水污染防治提供技术支持和科学指导。     

固定化微生物在水环境治理中的应用

针对城市水污染问题,采用固定化微生物技术提升水体污染物的降解率,有效净化城区黑臭水质。通过筛选水中土著微生物,从14株优势菌落中选择B2号微生物菌株为微生物聚落,采用绿沸石固定载体基质,通过吸附固定化工艺进行微生物固化。选择含氧量（COD）、磷酸盐含量（TP）和氨氮含量（NH₃-N）为净化指标评级对象,分析不同固定化微生物添加量、降解温度、降解时间等因素对固定化微生物去污影响,确定微生物降解率最高的生长环境为添加量5%、25 ℃,降解周期为24 h为最适宜降解环境。最适宜温度下的COD、TP和NH₃-N的降解效率分别为49.5%、70.0%、71.1%,相较于单独添加固化载体基质组以及添加游离态微生物组,对各项污染物降解率有了大幅度提升,能较好适用于城市黑水净化工程。     

高磷鲕状赤铁矿金属化还原焙烧-磁选-熔分新工艺研究

针对高磷鲕状赤铁矿中有价组元铁与杂质元素磷、硅、铝的分离难题,提出了低温选择性金属化还原—磁选—熔分处理新工艺,添加复合促进剂强化还原并促进金属铁微粒迁移、聚集、长大。研究了焙烧温度、促进剂用量、煤量、焙烧时间等条件对焙砂磨矿磁选后精矿铁品位、铁回收率及脱杂效果的影响。结果表明,添加剂对铁的富集及脱杂影响显著。优化的焙烧工艺条件下,原矿加入6%促进剂、25%的煤,975℃下恒温焙烧150 min,焙砂中铁主要以单质铁呈棒条状、蠕虫状产出,利于磨矿解离;磷仍主要以磷灰石存在;焙砂经磨矿—磁选,可获得含Fe 86.77%、P0.20%、Al_2O_3 1.81%、SiO_2 3.86%的精矿类海绵铁粉,Fe回收率88%;类海绵铁粉在1 550℃下熔分,可以得到含磷小于0.01%、含铁大于99%的优质铁水,全流程Fe回收率85%,杂质磷、硅、铝脱除率99%,实现了铁的高效回收和铁与磷、硅、铝组元的深度分离。     

有机络合法去除硫酸铝溶液中铁离子的实验研究

本文对粉煤灰酸浸法提铝后的硫酸铝溶液进行了有机络合法除铁研究,利用质量分数为30%的福美钠作为有机络合剂,确定了有机络合剂用量,温度以及反应时间与除铁效率的关系。实验表明:质量浓度30%福美钠用量为3mL,温度为30℃,反应时间为5min,除铁效果达到99.6%.     

Matlab用于氨法碳捕集化学物种模拟计算

为找到准确表述氨法碳捕集物种分布的方法,阐述了氨法吸收捕集CO2的主要机理,并根据氨水吸收CO2过程中各反应的平衡常数,推导出氨水吸收CO2过程中产生的各主要物种的分布方程,利用计算机软件Matlab获得了该体系的物种分布,拟合了各主要物种分布率与pH方程,利用该函数关系可以预测某物种浓度随pH值的变化趋势。为验证理论计算模型的准确性,将模型计算数据与同等条件下实验数据进行比较,计算结果与实验数据符合较好。模拟结果表明,碳酸盐体系物种分布严重依赖于pH值的变化：pH值在7.8左右时,NH4HCO3含量最大;而在pH=10.4时,NH2CO2NH4浓度最高;pH＜6时,H2CO3占优;而pH＞12时,(NH4)2CO3则占主导地位,可认为该计算模型是可信的。