CN106841569A - 一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法 - Google Patents

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程婷
韩承辉
吴伟
王小平
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Abstract

本发明公开了一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括：1）收集粉煤灰填埋场的粉煤灰样品和土壤样品；2）利用淋洗液淋洗收集的粉煤灰样品和土壤样品；3）分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出多环芳烃风险污染物；4）对粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，分析吸附试验后溶液中的多环芳烃成分；5）对得到的吸附数据进行分析，得出各种各主要多环芳烃风险污染物在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数；6）分析所得到的各特征参数，综合评价粉煤灰填埋场多环芳烃的迁移风险。本发明基于实际填埋场样品和多步骤试验分析，得到的结果准确，适用于分析评价评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险，并为环境风险分析提供理论基础。

Description

一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种评价污染物迁移风险的方法，具体是一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法。
背景技术
粉煤灰是电厂燃煤产生的一种固体废物，填埋处置是粉煤灰的基本处置方法之一。多环芳烃是一类对人体健康和环境安全都具有很大威胁的持久性有机污染物。由于粉煤灰中往往含有一定量的多环芳烃成分，这就对粉煤灰填埋场周围的环境安全造成了一定的威胁。但是，就目前国内外的研究成果来看，尚没有一种准确定量评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，这极大的阻碍了粉煤灰填埋场环境风险相关的基础理论和应用研究，更进而影响了相关环境评价和风险评价工作的开展。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，基于多步骤试验分析和多元吸附函数方程分析，得到的结果准确，适用于分析评价评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险，并为相关环境风险分析提供理论基础。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品；
2)利用淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品；
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物；
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，分析吸附试验后溶液中的多环芳烃成分；
5)利用多元函数方程，对步骤4)得到的吸附数据进行分析，得出各种各主要多环芳烃风险污染物在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数；
6)通过对比分析所得到的各特征参数，综合评价粉煤灰填埋场多环芳烃的迁移风险。
步骤2)中，所述淋洗液的成分为：SO3 2-浓度为：0.1～1.0mg/L；NO3 -浓度为：0.05～0.25mg/L；pH 3～9。
步骤2)中，所述淋洗试验的淋洗速率为：100～300mL/min.g粉煤灰/土壤样品。
步骤4)中，所述淋洗试验的静态吸附实验的多环芳烃浓度，吸附温度，吸附时间如下：
多环芳烃浓度为0.01mg/L，0.05mg/L，0.10mg/L，0.5mg/L；
5℃：8小时、16小时、32小时、64小时和128小时；
15℃：4小时、8小时、16小时、32小时和64小时；
25℃：2小时、4小时、8小时、16小时和32小时；
35℃：1小时、2小时、4小时、8小时和16小时。
步骤5)中，所述的吸附数据分析特征方程的形式如下：
式中：Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
步骤6)中，所述的综合评价粉煤灰填埋场多环芳烃的迁移风险的公式如下：
当F值大于1，说明填埋场多环芳烃的迁移风险较小；
当F值等于1，说明填埋场具有一定的多环芳烃迁移风险；
当F值小于1，说明填埋场多环芳烃的迁移风险较大。
有益效果：与现有技术相比，本发明的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，基于多步骤试验分析和多元吸附函数方程分析，得到的结果准确，适用于分析评价评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险，并为相关环境风险分析提供理论基础，具有很好的实用性。
具体实施例
以下结合对比实施例及本发明的多个实施例对本发明作详细描述。
实施例1
一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品各1kg。
2)利用淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品，淋洗液的成分为：pH值为3、SO3 2-浓度为0.5mg/L、NO3 -浓度为0.15mg/L。淋洗速率为：200mL/min.g(粉煤灰/土壤样品)
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物为：萘和苊烯。
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，得出吸附数据。静态间隙吸附试验参数为：多环芳烃浓度为0.05mg/L，吸附温度为25℃，吸附时间为2小时、4小时、8小时、16小时和32小时。
5)利用多元函数方程，对吸附数据进行分析，得出菲和蒽在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数，吸附特征方程为：
式中，Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
得出的特征吸附参数为：Q萘-土壤＝0.1，Q苊烯-土壤＝0.01
Q萘-粉煤灰＝0.2，Q苊烯-粉煤灰＝0.001
6)计算萘、苊烯的迁移系数参数值F为：
F萘＝2、F苊烯＝0.1，说明该填埋场萘的迁移风险较小，苊烯的迁移风险较大。
实施例2
一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品各1kg。
2)利用淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品，淋洗液的成分为：pH值为5、SO3 2-浓度为0.1mg/L、NO3 -浓度为0.05mg/L。淋洗速率为：100mL/min.g(粉煤灰/土壤样品)
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物为：菲和蒽。
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，得出吸附数据。多环芳烃浓度为0.01mg/L，吸附温度为15℃，吸附时间为4小时、8小时、16小时、32小时和64小时。
5)利用多元函数方程，对吸附数据进行分析，得出菲和蒽在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数，吸附特征方程为：
式中，Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
得出的特征吸附参数为：Q菲-土壤＝0.5，Q蒽-土壤＝0.05
Q菲-粉煤灰＝0.02，Q蒽-粉煤灰＝0.003
6)计算菲和蒽的迁移系数参数值F为：
F菲＝0.04、F苊烯＝0.06，说明该填埋场菲和蒽均具有迁移风险，其中菲的迁移风险较大。
实施例3
一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品各1kg。
2)利用该淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品，淋洗液的成分为：pH值为7、SO3 2-浓度为1.0mg/L、NO3 -浓度为0.25mg/L。淋洗速率为：300mL/min.g(粉煤灰/土壤样品)
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物为：菲和萘。
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，得出吸附数据。多环芳烃浓度为0.1mg/L，吸附温度为5℃，吸附时间为8小时、16小时、32小时、64小时和128小时；
5)利用多元函数方程，对吸附数据进行分析，得出菲和萘在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数，吸附特征方程为：
式中，Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
得出的特征吸附参数为：Q菲-土壤＝0.015，Q萘-土壤＝0.017
Q菲-粉煤灰＝0.025，Q萘-粉煤灰＝0.008
6)计算萘和菲的迁移系数参数值F为：
F菲＝1.667、F萘＝0.471，说明该填埋场菲的迁移风险较小，萘的迁移风险较大。
实施例4
一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品各1kg。
2)利用该淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品，淋洗液的成分为：pH值为9、SO3 2-浓度为0.5mg/L、NO3 -浓度为0.25mg/L。淋洗速率为：300mL/min.g(粉煤灰/土壤样品)
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物为：菲和芘。
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，得出吸附数据。多环芳烃浓度为0.5mg/L，吸附温度为35℃，吸附时间为1小时、2小时、4小时、8小时和16小时；
5)利用多元函数方程，对吸附数据进行分析，得出菲和芘在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数，吸附特征方程为：
式中，Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
得出的特征吸附参数为：Q菲-土壤＝0.074，Q芘-土壤＝0.043
Q菲-粉煤灰＝0.132，Q芘-粉煤灰＝0.084
6)计算萘和菲的迁移系数参数值F为：
F菲＝1.78、F芘＝1.95，说明该填埋场菲和芘均有迁移风险，芘的迁移风险较大。

Claims (6)

1.一种评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)从实际粉煤灰填埋场收集粉煤灰样品和土壤样品；
2)利用淋洗液淋洗法收集的粉煤灰样品和土壤样品；
3)分析淋洗后的溶液中的多环芳烃成分，找出该填埋场主要的多环芳烃风险污染物；
4)采用静态间隙吸附试验，利用粉煤灰和土壤样品进行吸附多环芳烃的试验，分析吸附试验后溶液中的多环芳烃成分；
5)利用多元函数方程，对步骤4)得到的吸附数据进行分析，得出各种各主要多环芳烃风险污染物在粉煤灰样品和土壤中的特征吸附参数；
6)通过对比分析所得到的各特征参数，综合评价粉煤灰填埋场多环芳烃的迁移风险。
2.根据权利要求1所述的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，步骤2)中，所述淋洗液的成分为：SO3 2-浓度为：0.1～1.0mg/L；NO3 -浓度为：0.05～0.25mg/L；pH3～9。
3.根据权利要求1所述的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，步骤2)中，所述淋洗试验的淋洗速率为：100～300mL/min.g粉煤灰/土壤样品。
4.根据权利要求1所述的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，步骤4)中，所述淋洗试验的静态吸附实验的多环芳烃浓度，吸附温度，吸附时间如下：
多环芳烃浓度为0.01mg/L，0.05mg/L，0.10mg/L，0.5mg/L；
5℃：8小时、16小时、32小时、64小时和128小时；
15℃：4小时、8小时、16小时、32小时和64小时；
25℃：2小时、4小时、8小时、16小时和32小时；
35℃：1小时、2小时、4小时、8小时和16小时。
5.根据权利要求1所述的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，步骤5)中，所述的吸附数据分析特征方程的形式如下：
1 k L Q m - 1 + C e - 1 Q m - 1 + Σ 1 n k L C e - n k L - 1 Q m - 1 = C e 1 Q e 1
式中：Cn为某种多环芳烃在吸附溶液中的浓度，Qe和Ce为吸附结束时某种多环芳烃的特征吸附量和特征吸附浓度；Qm为表征粉煤灰和土壤样品对某种多环芳烃的吸附特征参数。
6.根据权利要求1所述的评价粉煤灰填埋场多环芳烃迁移风险的方法，其特征在于，步骤6)中，所述的综合评价粉煤灰填埋场多环芳烃的迁移风险的公式如下：
当F值大于1，说明填埋场多环芳烃的迁移风险较小；
当F值等于1，说明填埋场具有一定的多环芳烃迁移风险；
当F值小于1，说明填埋场多环芳烃的迁移风险较大。
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