我国四类衬垫系统防污性能的比较分析

对我国填埋场采用的四类衬垫进行了防污性能的比较分析。评价参数包括渗漏率、污染物击穿时间及衬垫系统底部浓度值。除了2m压实黏土衬垫(CCL)外,其余3种均为包含土工膜(GM)的复合衬垫。分析模型采用了污染物通过有缺陷膜复合衬垫的一维运移解析解。以镉离子(Cd2+)为渗滤液中重金属离子的代表;以苯为其中挥发性有机污染物的代表。研究表明土工复合膨润土垫(GCL)复合衬垫的渗漏率最小,2m黏土最大,两者的差别可在3～5个数量级。GCL复合衬垫对重金属离子具有较好的防污性能,尤其是在高水头及复合衬垫接触较差的情形。厚度较大的2m黏土对挥发性有机污染物的防污性能较好,其击穿时间要比GCL复合衬垫大2～3个数量级。随着水头的增大,CCL复合衬垫的防污性能逐渐地优于2m黏土。在10m水头作用下,CCL复合衬垫底部的100年浓度可比2m黏土小近一个量级。单层膜衬垫的防污性能较差,不适合作为填埋场的衬垫系统。控制填埋场复合衬垫的施工质量和渗滤液水头尤为重要。     

黄土-粉土混合土对Pb(Ⅱ)的静平衡和动态吸附特性

竖向防污屏障是防止地下水土污染的主要屏障。天然土是屏障最主要的材料来源。以天然粉土为母土,黄土为添加剂,以重金属Pb(Ⅱ)作为污染物的代表,通过粉土-黄土混合土对Pb(Ⅱ)的静平衡吸附和动态吸附试验研究黄土作为添加剂对天然粉土的改良效果。试验考虑了黄土添加量、溶液pH值、反应时间以及重金属初始浓度等对吸附的影响。结果表明添加黄土可以有效改善天然粉土的吸附效果,混合土对Pb(Ⅱ)的吸附容量随黄土添加量的增加线性增长,添加20%黄土的混合土的吸附容量达天然粉土的2倍;添加黄土可减少混合土对重金属的吸附时间,在相同时间内减少迁移量。通过扫描电镜和XRD等手段揭示了黄土对Pb(Ⅱ)的吸附主要是方解石与Pb(Ⅱ)发生界面沉淀作用生成白铅矿;粉土对Pb(Ⅱ)的吸附主要是长石等矿物棱角处经风化水解形成的-OH基团对Pb(Ⅱ)的阳离子交换作用。黄土由于高方解石含量在对Pb(Ⅱ)的吸附方面表现突出,可以作为一种添加剂加入天然土层中,以增强屏障对重金属的吸附阻滞效果,减少环境污染。     

基于对流弥散反应方程的渗透反应墙设计方法

渗透反应墙(PRB)是一种将通过墙体的污染物转化为无害物质或者将其沉淀降解的原位处理法。在考虑分子扩散、机械弥散、对流、吸附和降解等耦合情况下,建立了污染物通过PRB运移的数学模型。针对不同地下水渗流场和边界条件的组合,推导了一系列降解条件下模型的稳态解,并针对四氯乙烯给出了设计曲线。PRB两边的地下水渗流场对其厚度具有较大的影响,对流弥散同向情形所需厚度最大,纯扩散次之而对流弥散反向厚度最小;且最大的差别可达1 m。研究表明,有限域与半无限域出口得出的曲线图差别不大,尤其是对于对流-弥散同向和纯扩散情形。这两个工况得到的计算结果差别在10%以内。本文解可用于渗透反应墙的初步设计和试验数据拟合等。     

交管部门如何在科学发展观的指导下构建和谐警民关系

<正>开展学习实践科学发展观活动,是坚持用马克思主义中国化最新成果武装全党、更好地实现党的十七大确定的宏伟蓝图和行动纲领的必然要求;是有效应对新形势、新任务对公安交管工作提出的新挑战、新要求,推动公安交管工作又好又快发展的必然要求。是大力加强公安机关建设、     

挥发性气体通过填埋场复合覆盖层的一维扩散解析解

为了评价填埋场覆盖层对挥发性气体的防渗性能,建立了挥发性气体在复合覆盖层中的扩散运移模型并采用分离变量法获得了模型解析解。解析解的计算结果与数值解结果吻合得较好。分析结果表明,对于土工膜/土工复合膨润土垫（GM/GCL）与土工膜/压实黏土（GM/CCL）组成的覆盖层,覆盖层顶部气体扩散达到稳态的时间比较接近,约为1.6 a;对于压实黏土（CCL）系统达到稳定状态的时间为0.5 a;稳态时通量依次为6.0×10⁵,1.0×10⁶和7.4×10⁵ mg/ha/a。在这3个覆盖层系统中,GM/CCL对气体扩散的控制性能最差。对于GM/GCL,GCL含水饱和度从0.85增加到1时,覆盖层顶部通量减小了82.5%。饱和时GM/GCL系统顶部气体达到稳态的时间是非饱和情况下的约100倍。对于GM/CCL,CCL含水饱和度从0.1增加到0.85时,覆盖层顶部通量减小了近1个数量级。含水饱和度的变化可导致覆盖层顶部挥发性气体稳态时通量发生数量级的变化。     

考虑降解时污染物在底泥及覆盖层中的运移解

生物降解作用是影响污染物在介质中迁移的主要机理之一。本文建立污染物在底泥和覆盖层中的的一维扩散模型,同时考虑生物降解作用,并得到解析解。将该解析解和污染物运移分析软件GAEA Pollute所得到的结果作比较,发现两者得到的结果基本吻合,证明该解析解的正确性及可靠性。基于该计算模型,分析4种不同强度生物降解作用下的污染物浓度变化曲线,发现生物降解作用对污染物的浓度分布有重要的影响,考虑生物降解作用可有效地提高受污染底泥覆盖处理的效率。     

热扩散作用下污染物在CCL中运移的一维解析模型及其应用

建立了污染物在对流、分子扩散和热扩散作用下压实黏土衬垫（CCL）的一维运移解析模型,并获得解析解。无量纲设计曲线表明对流作用对污染物在CCL中运移的影响至关重要;然而随着热扩散作用的增强,对流作用的影响会有所减弱。参数敏感性分析结果表明,当渗滤液水头达到3 m时,10 a的底部浓度和通量分别是无对流情况下的3.5～4.9倍和5.9～15.1倍;当热扩散作用较强（M=-5）时,10 a底部浓度和通量是无热扩散作用下的2.6倍和3.5倍;温度升高会增大土的渗透系数,从而影响污染物在CCL中的运移,在衬垫系统设计过程中应予以考虑。提出了衬垫厚度设计简化计算方法,并以西安江村沟填埋场为例,对CCL进行了简化设计;结果表明：若要保证渗滤液中的Cl-和As击穿CCL的时间大于50 a,则CCL的厚度分别需要不小于11.16 m和1.75 m。     

污染物在填埋场底部非饱和土中的一维扩散解析解

为了揭示非饱和状态时污染物在填埋场底部土层中的运移规律,建立了污染物在非饱和土中的扩散模型。模型考虑了零浓度和零通量等下边界条件。在假设土层体积含水量随深度线性分布的基础上,利用分离变量法结合广义正交理论推导了该模型的解析解。解析解计算结果和有限元软件COMSOL Multiphysics 4.2的计算结果符合很好,并可退化到稳态解。100年时非饱和土底端污染物通量为91 g/ha/a,是孔隙度0.3时饱和土底端通量(63 g/ha/a)的1.4倍,是孔隙度0.6时通量(126 g/ha/a)的0.7倍。当土层上下端总体积含水量一定时,同一时刻土层底部污染物相对浓度随顶端含水量增大而减小;土层底部污染物通量变化则很小。本文解析解可用于复杂数值模型的检验,实验数据的拟合和填埋场防渗系统的初步设计等。     

层状土中污染物的一维扩散解析解

扩散是污染物在填埋场细颗粒土质衬里中迁移的主要方式,同时土质衬里存在着成层的情形。在建立了污染物在层状土中的一维扩散模型的基础上,通过分离变量法得到了解析解。基于该解析解,编制了相应的计算程序。通过与有限差分法对比,证明了该解析解的正确性及有效性。算例分析了不同衬里的放置顺序对污染物扩散的影响,虽然两种情况下土层的浓度剖面不同,但两者的击穿曲线是一致的。该解析解可用于对试验数据的拟合、对复杂数值模型的检验以及为垃圾填埋场衬里系统的初步设计提供参考。     

考虑固结、扩散和降解耦合作用下污染物在黏土中的运移解析模型

为了研究在固结、扩散和降解耦合作用下污染物通过黏土衬垫的运移规律,建立了有机物在其中的运移模型,并获得了零通量和零浓度下边界条件的解析解。本文模型计算结果与数值分析程序Comsol获得的结果较为一致。结果表明有机污染物的降解作用能有效地减少其在黏土衬垫中的浓度和底部通量。针对2 m黏土衬垫,半衰期为10年工况的底部通量仅为半衰期100年的24%;半衰期为10年的工况底部浓度分别是无降解和半衰期为100年的11.78%和15.8%。本文解析模型相对简单,可用于验证复杂数值模型,以及评价扩散、固结和降解耦合作用对污染物运移的影响等。