尾矿库堆积过程污染物运移模拟分析

以攀西地区安宁河流域某尾矿库为例,在分析库区水文地质条件基础上,利用Stiff图进行了库区地下、地表水水化学组分对比分析,结果表明安宁河旁井水水质受尾矿库影响较大。进一步选取典型剖面,利用Visual MODFLOW软件建立了二维地下水流模型和污染物运移模型,取得了典型剖面的地下水动力场,对现状尾矿库进行时空离散化,将其20a的尾矿堆积过程概化为动态变化的污染源边界,基于水化学分析结果选取氟化物作为模拟因子。根据尾矿库下游井点氟化物浓度的观测数据反演了污染源的污染强度,模拟结果也证明该尾矿库防渗措施不够严密,导致了库下游地下水的污染。     

渗透系数的条件模拟对污染物运移的不确定性分析

应用基于顺序条件模拟的蒙特卡罗方法,分析不同的先验渗透系数对污染物运移的不确定性影响.研究结果证明渗透系数的条件模拟可大大降低污染物运移结果的不确定性;随着渗透系数条件点数的变化,通过模拟得到的含水层中污染羽的空间矩(一阶矩和二阶矩)变化并不明显,各点的污染物浓度均值变化也不大.而污染物浓度变化的最大方差(不确定性)则随着渗透系数条件点数的增加而减小,同时运移结果的不确定性还取决于渗透系数条件点在空间上的分布位置.最后,根据渗透系数不同的条件模拟对污染物运移结果的响应,对实际工作中选取条件点的多寡提出相应的建议.     

大脚岭铅锌尾矿库重金属迁移规律与污染评价

为了保护东江湖的水质生态,以湖区大脚岭铅锌尾矿库为对象,采用工程取样、荧光成分分析技术对重金属迁移规律、迁移机理及污染特征进行分析与评价。研究结果表明：尾矿库复垦区、尾砂层和深部区的重金属元素质量分数均超过国家背景值,重金属污染表现为从上游到下游以及从复垦区到深部区污染程度逐渐变大的趋势;尾矿库重金属迁移机理主要是土壤的吸附作用和雨水的淋滤作用;尾矿库复垦区、尾砂层和深部区的重金属综合污染等级达到了五级,属于重度污染,因此,应针对重金属迁移规律和机理及时采取措施对该尾矿库进行无害化处理。     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

基于GIS技术的尾矿库溃坝事故模拟研究

文章以危害极为严重的尾矿库溃坝事故为研究对象,利用地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS）技术与尾矿库溃坝事故模型相结合,建立了基于GIS技术的尾矿库溃坝事故二维模拟方法。本方法可以模拟任意条件下的尾矿库溃坝事故,确定事故可能的影响范围,并将结果在地图上显示出来,使安全管理部门迅速做出决策,展开应急救援。为了证明方法的有效可行性,笔者以襄汾尾矿库溃坝事故为例,对溃坝事故可能影响范围进行了模拟分析,模拟结果与实际结果基本一致。     

不同因素对赤泥改良黄土渗透系数的影响研究

为模拟工厂酸性污水和酸雨对赤泥改良黄土渗透系数的影响,选取硫酸作为渗滤液进行渗透试验。将不同含量的赤泥掺入到黄土中,测试了赤泥改良黄土的渗透系数,探讨了渗透压强、硫酸浓度、孔隙比和赤泥含量对渗透系数的影响。试验结果表明：渗透系数随渗透压强的增大基本趋于稳定;渗透系数随硫酸浓度的增大先增大后减小;渗透系数与孔隙比呈指数关系,随孔隙比的增大快速增大;渗透系数随赤泥掺入量的增大而减小,赤泥的掺入助于提高黄土的抗渗性,当赤泥含量在15%左右时,渗透系数较小。     

矿山尾矿库溃坝砂流的计算模拟

就矿山尾矿库溃坝后砂流对坝下的影响提出了一种预测方法,所采用的数学模型考虑了尾矿砂的物理力学性质及其在流动中的变形,数值计算中采用了ＭＡＣ法的交错网格,由于该差分格式是隐式的,所以计算过程中稳定性能好,对边界处有关速度分量无需作内插处理,适应溃坝砂流下泄流量变幅大的特点,通过对金山尾砂坝溃坝砂流的计算,表明计算结果与实际砂流的覆盖范围与厚度较为吻合,数学模式是可用的,最后,应用该数学模型对某一尾矿     

非饱和-饱和区域中重金属污染物运移数值模拟

为了定量整体描述非饱和-饱和区域内水流及溶质迁移过程,在基于非饱和流动理论及溶质运移理论基础上,建立了非饱和-饱和区域内水流方程与重金属污染物运移方程耦合的数学模型。采用V-G模型来描述土壤水分特征函数.用Lagrange-Quadratic方法进行求解并给出模拟结果:分析结果表明,在非饱和-饱和区域内的压力水头、饱和度以及污染物阻滞因子等参数均随含水率的变化而改变,这是区别于饱和流的主要特点。     

广西思的河流域重金属污染物溶质运移模拟

为评价广西阳朔县思的河流域矿区的重金属污染情况,将流域水文模型ArcSWAT与地下水模型GMS (Groundwater Modeling System) 中MT3DMS溶质运移模块相结合,定量分析污染物锌和镉的迁移过程,为进一步的治理措施提供参考依据。结果表明：（1）采用ArcSWAT和GMS可以更准确地确定垂向入渗量,从而准确进行地下水数值模拟。（2）在没有防治措施的情况下,矿井废水对地下水环境造成较大的污染威胁：尾砂矿矿洞出水口水样中锌和镉的含量分别为18.62mg/L和0.096 mg/L,是流域重金属污染的源头。模拟期20 a内,锌和镉的污染晕分别在16 d和44 d之后到达河流,前端最远距离污染晕中心分别为2 303.75 m和1 887.04 m,两端最长处为3 159.57 m和2 478.57 m,最宽处分别为1 533.54 m和1 128.36m。锌和镉进入流域的质量分别为3 512.44 g和18.15g,流出流域的质量为1 640.49 g和8.47 g,残留在流域的比例分别为53.28 %和53.33 %。（3）根据已有研究结果表明,龙葵对镉具有较强的富集能力,在植物体中的最高富集量为1 084.4 mg/kg,并对锌具有较强的耐性,富集量也超过1 000 mg/kg。因此,设置一个模拟情景对尾矿库生态修复工程进行评价：以尾矿积水塘中锌含量0.284 mg/L和镉含量0.002 mg/L为替代污染源强,模拟期内,锌沿河谷方向的迁移速度由94.38 m/a降低至80.78 m/a,最大污染晕面积由3.80 ×10^6m2缩小至2.50×10^6 m2;镉的迁移速度由86.09 m/a降低至69.13 m/a,最大污染晕面积由1.67×10^6 m2缩小至1.29×10^6 m2,说明生态修复工程取得较好效果,建议继续投入建设。（4）根据模拟预测结果,建议在矿洞出水口修建防渗帷幕等防治措施,划分污染防治区,并加强地下水水质监测,同时制定地下水风险事故应急预案,避免污染进一步加剧。     

铀尾矿库周围地下水运动数值模拟

铀尾矿库中的放射性核素及重金属等有害物质随着渗水进入含水层后,将随地下水的运动而进行迁移。为了研究污染物在地下水中的迁移规律,采用二维稳定流数学模型对铀尾矿库周围地下水流场进行概化,并用Galerkin有限元法对模型进行了求解。将数值模拟的等水位线同实测的等水位线进行对比可以发现,两者拟合较好,将流场模拟的结果作为水质模型的输入参数是比较可靠的。     

白泥稳定化处理重金属污染土壤的研究

用白泥作阻隔剂通过土柱浸滤实验对土壤中重金属Cu、Zn、Cr、Pb的迁移规律和阻隔效果进行了研究.结果表明:白泥对重金属Cu、Zn、Cr、Pb有显著的阻隔效果,阻隔土样中白泥的含量别为3%、5%、8%、12%,随着白泥含量的增大,滤液的p H值和阻隔土层截留的重金属量增大,滤液中重金属浓度降低.重金属的存在形态对其在土壤中的迁移特性有一定的影响,在土样中加入白泥,重金属的稳定态含量增加,对土壤中重金属的迁移产生阻隔作用.     

固化重金属铜镉污染底泥渗透特性试验研究

采用固化剂对含复合重金属铜镉污染底泥进行固化处理,对其渗透特性进行了研究。结果表明:在渗透液pH相同的条件下,重金属渗出量随着养护龄期的增加而减少;在相同的养护龄期条件下,Cu~(2+)在酸性条件下的渗出量大于在中性条件下的渗出量;Cd~(2+)在C—S—H凝胶固化中与HCO_3~-作用生成难溶于酸的Cd(HCO_3)_2化合物,使其渗出量较少。研究了不同污染物掺量对渗透系数k与污染物渗出总量的影响,得到Cu~(2+)掺量的质量分数小于等于0.75%,Cd~(2+)掺量的质量分数小于等于0.225%时,试样渗透系数k与污染物渗出总量同污染物掺量呈正相关;Cu~(2+)掺量的质量分数大于0.75%,Cd~(2+)掺量的质量分数大于0.225%时,其渗透系数k随着污染物掺量的增加反而减小。并通过扫描电镜分析了不同的污染物浓度对试样微观结构的影响,随着重金属浓度的提高,结构表面形成蜂窝状的重金属水化产物。     

重金属离子对轮藻叶绿素含量和细胞膜透性的影响

根据^16L4^5正交设计原理,在实验室人工培养条件下,研究了不同浓度水平的Cr^6 ,Cd^2 ,Hg^2 和Pb^2 对普生轮藻叶绿素的含量和细胞膜透性的影响,其总的趋势是随着重金属离子浓度的升高,藻体内叶绿素的含量和细胞膜透性减小,对其叶绿素含量影响的强弱顺序依次是Cr^6 ,Cd^2 ,Hg^2 和Pb^2 ,对细胞膜透性的影响强弱顺序依次是：Cd^2 ,Cr^6 ,Hg^2 和Pb^2 。     

硫化矿尾矿重金属离子溶出实验研究

采用静态浸泡实验方法,研究了硫化矿尾矿中铅锌重金属离子的溶出规律。结果表明：铅锌等重金属离子容易从硫化矿尾矿中溶出,尾矿库将持续危害环境;溶液pH值,温度和尾矿粒度影响硫化矿尾矿的离子溶出;锌比铅更容易溶出进入溶液。     

某铀尾矿库区夏季大气颗粒物污染特征研究

采集了某铀尾矿库区夏季大气颗粒物（TSP、PM2.5）,检测分析了颗粒物质量浓度及铀、重金属（Pb、Cd、Cu）含量,结果表明：TSP的质量浓度为53.9μg/m3,PM2.5的质量浓度为28.0μg/m3,TSP与PM2.5的质量浓度的相关系数R=0.832 2;TSP中铀的含量为0.078μg/m3,PM2.5中铀的含量为0.025 6μg/m3;TSP中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.111 2μg/m3、0.014 9μg/m3、0.179 7μg/m3,PM2.5中Pb、Cd、Cu的含量分别为0.063 9μg/m3、0.007 4μg/m3、0.038 1μg/m3;TSP中重金属含量由高到低的顺序是Cu＞Pb＞Cd,PM2.5中重金属含量由高到低的顺序是Pb＞Cu＞Cd。     

某污灌区土壤中重金属迁移转化规律的研究

通过对某污灌区土壤中重金属的测试,分析了不同土层剖面深度土壤样品中重金属Cr、Cu、Cd、Pb元素含量,揭示了重金属在垂直方向上的浓度梯度变化趋势与土壤性质的内在联系,为指导污水灌溉,解决污灌区缺水的现状,以及开展环境影响评价工作提供了科学依据.     

金华市郊益母草及土壤中4种重金属含量的分析

对金华市郊不同生态环境下益母草(Leonurus jαponicus)9个群体及其土壤中Zn、Cu、Cd、Pb 4种金属元素含量的测定和统计表明:(1)益母草体内重金属元素的含量与土壤受重金属污染的程度成正相关;(2)益母草不同部分4种重金属元素的含量均为根部多于地上部分,富集系数均为根部大于地上部分;(3)益母草能够耐受较强的重金属污染,但对4种重金属元素的富集能力均不高.研究结果和药典中规定的益母草以地上部分入药相符合.由于益母草体内重金属含量与环境背景值是相关的,在采收或人工栽培时要注意土壤及周边环境的重金属污染情况.     

31种园林植物对重金属的富集研究

采集南京市不同功能区的土壤和31种园林植物,分析了Cd、Cr、Cu、Pb和Zn在土壤和植物中的含量,计算了31种园林植物不同器官的重金属富集系数。结果表明,南京市各功能区均不同程度的有重金属累积现象,表现为复合污染。在研究的31种园林植物中,黑松、国槐和杜鹃对Cd、Cu和Zn污染土壤有较强的修复能力;雪松和南天竹对Cd和Zn污染土壤有较强修复能力;栾树和宽叶十大功劳对Cd和Zn污染土壤有较强修复能力。另外,南天竹、桂花、红花继木、侧柏、法国冬青和杜鹃对Pb污染土壤有较强的修复能力;桂花、侧柏、梧桐、马褂木、法国冬青和宽叶十大功劳对Cu污染土壤有较强的修复能力;黄杨对Cr污染土壤等有较强的修复能力。对Zn污染土壤修复的园林植物较多,有水杉、香樟、龙柏、悬铃木、女贞、夹竹桃、黄杨、紫叶李、侧柏、柳杉、马褂木、法国冬青、垂柳、加拿大杨和栾树。特别值得注意的是宽叶十大功劳的根、茎、叶对Zn的富集系数分别为2.04、0.84和1.73,同时对土壤Cd也有较强富集能力,是理想的修复城市Cd、Zn复合污染土壤的园林植物。     

土壤-玉米重金属富集迁移特征及秸秆还田

针对重金属的富集与迁移特征的研究多集中在受污染的土壤区域,对未被污染区域重金属富集与迁移特征的研究相对较少.为了研究未被污染区域重金属富集与迁移特征,选取青州市南张楼村为研究区域,研究区是典型的平原村落,区域内无地表水系,以种植玉米、小麦、胡萝卜等农产品为主,远离城区与工业园区,是较为理想的研究场所.通过采集南张楼村根系土-玉米系统(根、下茎、中茎、上茎、叶、籽实)配套样品32套,应用电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法、原子荧光光谱法等测定配套样品各部分中的重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb、Zn、Cu、Ni的含量,结合统计学方法与生物系数法,研究了重金属元素在土壤-玉米中的富集与迁移特征.分析研究发现,重金属在玉米植株各部位中的含量存在差异,从大到小依次为根、茎、叶、籽实;Cu、Zn、Cd在玉米茎中的富集表现出了明显的顶端聚集,而Pb、Cr、Ni、As的富集则表现出了明显的底端聚集;玉米植株根中Pb、Cr、Ni、As聚集明显,茎中Cu、Cd聚集明显,叶中Hg的聚集明显,籽实中Zn聚集明显,说明不同重金属元素在玉米成长过程中的迁移存在差异;由于重金属元素在玉米植株各部位的富集程度不同,因此在秸秆还田过程中可以考虑部分还田方案.     

粘土固化注浆帷幕对重金属离子的渗透实验分析

通过渗透实验研究了粘土固化注浆帷幕浆液配比对抗渗性能的影响,测试了其对重金属离子的抗渗性能,比较了不同重金属离子的迁移速度,并通过对比实验分析了其防腐性能.实验结果表明：粘土固化注浆帷幕的抗渗性能随着固相含量的增加而增强,且粘土对抗渗性能的贡献大于水泥;重金属离子在粘土固化注浆帷幕中迁移时可生成难溶的沉淀物,堵塞帷幕的导水通道,改善帷幕的孔隙结构和孔级配,使帷幕的抗渗性能随渗透历时逐渐增强;不同重金属离子在帷幕中的迁移速度不同,实验条件下的迁移速度Hg^2＋＞Pb^2＋;实验验证了粘土固化注浆帷幕具有较好的防腐性能.