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安徽理工大学
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[硕士论文] 欧阳卓智
环境工程 安徽理工大学 2017(学位年度)
摘要:持久性有机污染物(POPs)大部分具有生物毒性、迁移性、蓄积性、持久性及“三致”(致癌、致畸、致突变)效应等特点,其广泛存在于环境介质中,对人类和生态环境构成巨大的危害,目前POPs成为了全球性重点控制的污染物。本研究利用气相色谱-质谱(GC-MS)方法,选取变化生境下即最开始的陆生环境逐渐演变为水生环境的淮南矿区中杨庄、谢桥两个典型沉陷区为研究区域,以采煤沉陷前的土壤和沉陷后水体底泥中14种多氯联苯和美国环保署(EPA)优先控制的16种多环芳烃为研究对象,对变化生境下土壤-底泥中柱状不同层位POPs横纵向分布特征、空间分布特征、物质组成特征、污染来源及影响因素等规律进行了系统地比较研究,并对POPs污染现状进行了分析,旨在了解典型POPs污染特征及潜在风险。主要研究结果及结论如下:
  通过建立一套成熟的前处理、提取与净化方法,对变化生境下沉陷区土壤-底泥中POPs采用GC-MS方法进行定性和定量检测分析,实验整个过程进行了质量控制与保证,检测方法具有较高的回收率,符合EPA等环境分析的要求。变化生境下除杨庄沉陷区土壤PCB105、PCB153、PCB180三种单体未检出外,其余PCB单体全部检出,16种PAHs物质在沉陷区的检出率为100%。
  通过对变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs和PAHs检测结果进行统计分析。杨庄不同层位土壤∑PCBs浓度在1.052-19.252 ng/g dw,不同层位底泥∑PCBs浓度在1.024-62.514 ng/g;谢桥不同层位土壤∑PCBs浓度在1.244-27.774 ng/g,不同层位底泥∑PCBs浓度在0.239-12.622 ng/g。杨庄不同层位土壤∑PAHs浓度在42.113-22149.023 ng/g,不同层位底泥∑PAHs浓度在43.968-7644.210 ng/g;谢桥不同层位土壤∑PAHs浓度在17.809-1617.749 ng/g,不同层位底泥∑PAHs浓度在35.673-264.553 ng/g。通过与其他地区污染调查的对比,发现沉陷区土壤-底泥PCBs、PAHs浓度处于中等偏低水平。对于杨庄沉陷区土壤和底泥受影响比谢桥沉陷区相对较大。杨庄沉陷区水体因受到外界补给及人为干扰较大,沉陷区底泥中PCBs、PAHs污染程度大于土壤。
  通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中柱状PCBs、 PAHs的箱式图和Arcgis空间插值图,对污染物垂向和空间特征进行对比分析。杨庄采煤沉陷区底泥中不同层位PCBs浓度明显高于土壤,而土壤中PCBs含量垂向变化更稳定,泥河河床上的西南方点位PCBs浓度偏高,土壤西南方采样点位受煤矸石影响也相对偏高;谢桥沉陷区土壤中PCBs浓度高于底泥,而底泥中PCBs含量垂向变化更稳定,谢桥沉陷区西边PCBs浓度偏大。对于PAHs来说,杨庄沉陷区除5-10cm层外底泥中PAHs略高于土壤,而土壤中PAHs垂向变化更稳定;谢桥采煤沉陷区土壤中PAHs浓度略高于底泥,而底泥中PAHs垂向变化更稳定,西边沉陷底泥中PAHs浓度高于东边,PAHs浓度从交通要道附近水域向东西两边减少。
  通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs、PAHs的物质组成百分比图、三相图、单体柱状分布图,对污染物组成特征进行对比分析;同时结合比值法初步判断可能的污染来源。杨庄采煤沉陷区土壤和底泥主要是以三氯联苯、四氯联苯、五氯联苯等低氯联苯为主,底泥与土壤呈现类似特征;谢桥沉陷区土壤污染以低氯联苯为主,PCBs来源于长距离迁移,底泥中三至六氯联苯均有一定的检出率,呈现混合污染。对于PAHs物质,杨庄沉陷区土壤-底泥呈现以中低环物质为主,3环芳烃的主要贡献物质为Phe和F1,为石油源,4环芳烃主要物质为Chr、Flu、Pyr,来源于煤的燃烧,PAHs呈现混合污染来源;谢桥土壤-底泥中PAHs主要以3环芳烃为主,其次是4环芳烃,也呈现混合污染来源。
  通过变化生境下不同沉陷区土壤-底泥中不同层位PCBs、PAHs与理化指标的拟合曲线以及进行相关性分析,对比可发现:有机质与PCBs、PAHs相关性很强,底泥中PCBs、PAHs与其拟合系数高于土壤,拟合系数大小由表层垂向增加后递减;有机质与三氯联苯、四氯联苯等低氯联苯相关性较大,与PAHs大部分同系物在0.01水平上显著相关。而对于粒径来说,其与土壤-底泥不同层位PAHs、PCBs拟合系数普遍偏小,说明介质不同层位粒径分布不会影响到PAHs、PCBs的分布情况。
  综上所述,本研究从变化生境下采煤沉陷区土壤-底泥POPs柱状分层进行比较,对进一步掌握POPs在介质中的迁移特性及沉陷区生态健康具有重要作用。
摘要:在火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)系统中,脱硫吸收塔出现“虚假液位”、浆液起泡溢流等现象是较为常见的,会对FGD系统正常运行造成较大的危害.本文通过分析“虚假液位”及浆液起泡机理,从原料品质、浆液成分、运行状况、工艺设计等方面总结了出现此现象的原因,并提出了相应预防和缓解“虚假液位”的措施,优选的解决方法是从监控手段和运行调整上进行预防,以期能最大限度延长设备的使用寿命、保证FGD系统的正常运行....
摘要:持久性有机污染物由于具有“三致”(致癌、致畸、致突变)效应,近年来已引起了世界人们的关注,POPs 的环境问题和处理处置技术研究已成为当今环境工程与科学学科的一个热点。本文通过大量相关文献的查阅,对 POPs 的定义、来源和特征进行了较详细的介绍,对 POPs 在自然环境的污染现状、迁移过程及其危害进行了综述,并针对目前的污染现状,提出了针对性的治理措施,为以后的 POPs 污染研究和治理提供一定的科学依据。...
摘要:为了解灰岩地下水质量现状,通过潘北煤矿-580 m水平C3Ⅰ组灰岩放水试验,采集井下14个疏放水孔地下水,运用综合污染指数法和F值法相结合对实验监测所得到的数据进行污染评价。由此得出如下结论:氯化物、溶解性总固体、铁、铬等重金属元素对矿区灰岩地下水质量影响比较大,这4项评价因子占总评价因子污染分担率的83%;矿井-580 m放水大巷东翼水质整体好于西翼;井下部分疏放水孔地下水水质较差,可能已经受到来自煤矿开采及浅层地下水的污染。...
摘要:为探查潘北矿-580 m水平C3Ⅰ组灰岩含水层水力联系状况,以及其主要断层DF13的导、阻水性;采用基于电位分析的连通试验方法,通过在地表长观孔投入碘化钾示踪剂,在井下-580 m放水大巷放水孔采集水样,监测水样的电位值随时间变化特征来判断示踪剂接收情况.研究查明了C3Ⅰ组灰岩水的运动特征和运移通道,包括流向、平均流速等....
摘要:采煤塌陷水域因煤炭开采后,地表沉陷积水而成,其原来的陆生环境逐渐演变为水生环境,沉陷前的土壤变为沉陷后水体的底泥,土壤中的污染物也随之发生迁移转换.为了研究PCBs在淮南潘一塌陷区土壤和底泥沉积物中的含量和分布特征,在塌陷区不同采样点采集22个柱状样品,将处理好的样品在GC/MS上分析,结果表明:该塌陷区土壤和底泥沉积物中14种PCB残留总量范围为1 581~5 510 ng/kg和3 278~5 973 ng/kg,平均值为2 447 ng/kg和4 339 ng/kg(干重).0 ~ 20 cm范围内,PCB138未检出,其他13种PCB含量在不同深度处于同一污染水平.当探讨PCBs含量随土壤和底泥深度变化规律时,对每种多氯联苯进行分析,能更好的总结出PCBs污染物在纵向的分布规律....
摘要:淮南潘一采煤沉陷水域水环境承载力处于超载状态,影响水环境承载力的主要污染因子为总氮、总磷、镉(Cd)、铬(Cr)。潘一采煤沉陷水域水质趋好,2011 年、2012 年Cr 浓度超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类标准,2013 年为氮、磷污染,重金属达到Ⅲ类水质标准。
摘要:叶绿素a 是表征浮游植物生物量的常用指标之一,被用于评价水环境富营养程度。在分析叶绿素a 测定发展历程的同时,探讨《水和废水监测分析方法(第四版)》叶绿素a 分析方法和行业标准《水质·叶绿素的测定·分光光度法》提取方法优劣,以潘一矿采煤沉陷水域为例,通过滤膜选择、抽滤操作、细胞破碎、提取等实验对比,发现反复冻融-浸提法人为误差小、稳定性好、结果准确、操作简便,适用于常规水质监测,行业标准方法优于研磨提取分析法。
[专利] 实用新型 CN201621055203.1
安徽理工大学 2017-03-22
摘要:本实用新型公开了一种新型底泥采样器,包括筒体、旋转环和保护壳,所述旋转环安装在筒体底部,所述保护壳安装在筒体一侧,所述筒体内设有活塞板,所述活塞板通过固定孔与连接杆连接,所述连接杆上端安装有把手,所述旋转环通过固定杆与固定环连接,所述固定杆为多个,所述固定环下端安装有插入支撑头,所述筒体一侧设有出泥口,所述保护壳内通过隔板分隔,所述隔板上下端分别安装有工作电源和电动机。本实用新型由于固定环下端的插入支撑头,可以将筒体稳定的固定在水体的底泥中,避免筒体发生倾斜,由于旋转环通过连接杆带动固定环旋转,以便于将底泥松动,有利于人们控制把手带动连接杆底端的活塞板将底泥采集到筒体中。
[专利] 实用新型 CN201520844805.4
安徽理工大学 2016-03-02
摘要:本实用新型涉及流水取样领域,具体的说是一种用于流动性污水间歇式取样装置,包括基体和外支架,所述的外支架与污水流经通道相连接,外支架用于对本装置进行固定;所述的基体与外支架相连接,且基体与基体之间通过过盈配合相连接,基体安装数量根据污水取样要求决定,本装置的基体可进行拆卸,当对于待取样区域检测要求较高,取样平率较大时基体的数量相对需要较多,反之,基体的数量较少。本实用新型能够不定时,无需准备的对污水进行取样,即可实现对污水的定期性取样检测,也可对污水进行无规律的不定性取样,能够时刻检测污水排放单位的污水排放情况。
[专利] 实用新型 CN201520828608.3
安徽理工大学 2016-03-16
摘要:本实用新型涉及液氨取样辅助装置的技术领域,具体的说是一种能与液氨取样钢瓶相配套使用的多功能液氨取样辅助装置。包括储运部件和可升降支架部件;储运部件有两个附带部件,储运部件保护盖和钢瓶弧形固定支架,储运罐内设有一层保温隔层,并在储运罐内部横竖个设计了一对弧形固定卡扣和矩形固定卡扣,储运罐正面面板上设计有温度检测器和氨浓度报警器,左右两测各有一对拆卸式合页铰链和锁扣;可升降支架部件主体是支架平台,支架平台上安装一称重装置,下部由一套液压支撑杆支撑,液氨支撑杆安装在一附有四个可锁万向轮的平台上。本实用新型使用方便、快捷,满足了不同高度的液氨槽车取样,实时监测液氨量及浓度,保证了人员和财产的安全。
[专利] 发明专利 CN201610552763.6
安徽理工大学 2016-12-21
摘要:本发明涉及水环境监测领域,具体地说是一种水体中浮游植物叶绿素a提取与测定方法。其具体步骤如下:(1)水样的采集;(2)水样的浓缩;(3)叶绿素a的提取;(4)标准曲线的绘制;(5)叶绿素a的测定。本发明提供了一种水体中浮游植物叶绿素a提取与测定方法,操作简单,转移次数少,降低了样品的损失;避免了研磨中的人为误差,数据较为稳定,精度较高;检测快捷,同时尽可能的减少了人体与丙酮的接触的时间。
[专利] 实用新型 CN201620821942.0
安徽理工大学 2016-12-28
摘要:本实用新型涉及一种漏斗,具体的说是一种水样采集漏斗。包括漏斗体,所述的漏斗体由大漏斗、中漏斗、小漏斗组成,并且可以拆卸、可组合,连接处有密封圈;漏斗设有阀门;所述的漏斗外部设置有手柄,每个漏斗都配有溢流管,大漏斗最上端有一缺口,溢流管设于缺口处;溢流管一端高于漏斗上端边缘高度,另一端与漏斗底部相连,溢流管两端都可插入漏斗中;所述的漏斗内部有一温度传感器;漏斗内部有导流纹理,漏斗底端螺纹处有活动式过滤网设计。本实用新型适用不同口径大小的采样瓶,能够有效防止水样溢流并控制流量,漏斗可过滤出杂质,拆装和携带方便,简单易用,保证水样顺利采集。
[专利] 实用新型 CN201520848617.9
安徽理工大学 2016-03-09
摘要:本实用新型涉及水质监测领域,具体的说是一种用于水质监测的浮标式分段取样器,包括浮标、控制装置、连接杆、取样装置和牵线;浮标呈横置的圆柱形,该浮标上部设置有通孔,且浮标内设置有空腔;牵线一端与浮标上部连接;控制装置固定设置在浮标正下方;连接杆与取样装置相间设置在控制装置正下方。本实用新型可根据不同的测量深度组装取样器,以控制不同的取样深度,且内部设置有倾斜传感器,可测量出由于水流左右造成的装置倾角,并由微处理器计算出实际每节连接杆以及取样器的深度,并显示在液晶显示屏上,使取样深度的数据更准确。
[专利] 实用新型 CN201520734196.7
安徽理工大学 2015-12-30
摘要:本实用新型涉及土质检测领域,具体的说是一种用于不同深度的定点打孔式土质检测装置,包括主体、固定架和底座;主体包括打孔装置、一号探测杆、二号探测杆、旋转盘和固定条;旋转盘呈环形;固定条固定在旋转盘的两侧,固定条中部与横杆旋转连接;打孔装置固定在旋转盘上;一号探测杆和二号探测杆均固定在旋转盘上,一号探测杆和二号探测杆上均设置有等间距分布的不同种类的探测头。本实用新型集打孔和检测于一体,可以快速地实现定点不同深度的土质检测,方便快捷。
[专利] 发明专利 CN201610395266.X
安徽理工大学 2016-09-28
摘要:本发明涉及一种测量污泥比阻的装置,具体的说是一种压滤式污泥比阻测量装置。包括可升降支架部件和污泥比阻测量部件两部分构成,两部分之间有一连接装置;所述的可升降支架部件主体是支架平台,下部由一套液压支撑杆支撑,液压支撑杆安装在一附有四个可锁万向轮的平台上;所述的污泥比阻测量部件有三个主要部分,包括计量管、布氏漏斗和气缸;布氏漏斗与气缸之间有密封圈和垫片,过滤介质放置于布氏漏斗上;气缸通过连接阀、连接管与压力缓冲瓶相接,连接管上分别设有分控阀。本发明能够保证装置的密封性和污泥过滤效率,装置移动性和稳定性较好,并解决了组间相互影响的问题,提高了测量精度。
[专利] 实用新型 CN201620545845.3
安徽理工大学 2016-11-23
摘要:本实用新型涉及一种测量污泥比阻的装置,具体的说是一种压滤式污泥比阻测量装置。包括可升降支架部件和污泥比阻测量部件两部分构成,两部分之间有一连接装置;所述的可升降支架部件主体是支架平台,下部由一套液压支撑杆支撑,液压支撑杆安装在一附有四个可锁万向轮的平台上;所述的污泥比阻测量部件有三个主要部分,包括计量管、布氏漏斗和气缸;布氏漏斗与气缸之间有密封圈和垫片,过滤介质放置于布氏漏斗上;气缸通过连接阀、连接管与压力缓冲瓶相接,连接管上分别设有分控阀。本实用新型能够保证装置的密封性和污泥过滤效率,装置移动性和稳定性较好,并解决了组间相互影响的问题,提高了测量精度。
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