废弃风机叶片热解及其特征污染物排放研究

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作者 周梦婷 朱宏飞 +3 位作者 朱卫平 林民松 徐亚 刘玉强 《环境科学研究》 北大核心 2025年第6期1365-1372,共8页

废弃风机叶片等新能源固废已成为亟待解决的全球环境问题,热解是极具潜力的废弃风机叶片资源化途径,但热解条件下再生材料和次生废物产生特性、规律、影响因素及协同调控尚缺乏深入研究。本研究以青海省某风电基地退役的风机叶片为材料... 废弃风机叶片等新能源固废已成为亟待解决的全球环境问题,热解是极具潜力的废弃风机叶片资源化途径,但热解条件下再生材料和次生废物产生特性、规律、影响因素及协同调控尚缺乏深入研究。本研究以青海省某风电基地退役的风机叶片为材料,在两种氛围(氮气和空气)下,对叶片局部材料(包括玻璃纤维、环氧树脂和轻木)进行管式炉热解试验,分析废弃风机叶片热解和污染物排放对环境的影响。结果表明:在风机叶片热解过程中,空气氛围600℃下样品中有机物去除率较高,达到84.76%。另外,在氮气和空气氛围下,热解气体成分相同,主要为甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷和苯的低碳烃类,而空气氛围600℃下甲烷含量较高,可回收应用于其他行业;两种条件下的热解油中都包含苯、甲苯、乙苯、苯乙烯和苯酚成分,但氮气氛围下的苯酚含量高于空气氛围下,对其进行再处理可作为工业原材料重复利用;此外,热解过程中产生的固体产物分析显示,空气氛围下热解后的玻璃纤维表面光滑无痕,无明显变化。研究显示,空气氛围600℃下的热解条件能够有效去除风机叶片样品中的有机物,生成以甲烷为主的低碳烃类气体,同时热解后的玻璃纤维表面保持光滑且无明显变化。因此,热解温度和氛围是影响风机叶片回收再利用及特征污染物排放的重要因素。 展开更多

关键词 废弃风机叶片 热解 气液固产品 污染物排放

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填埋场HDPE膜抗氧剂耗损预测研究进展

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作者 徐亚 高耀 《环境科学研究》 北大核心 2025年第8期1848-1856,共9页

填埋场是固体废物处置的重要环境基础设施,其防渗系统核心组件高密度聚乙烯(HDPE)膜的老化失效将导致渗滤液泄漏风险剧增。抗氧剂(ATOs)通过清除自由基延缓HDPE膜氧化老化,但其在填埋场复杂环境中的快速耗损成为膜失效的关键诱因。本文... 填埋场是固体废物处置的重要环境基础设施,其防渗系统核心组件高密度聚乙烯(HDPE)膜的老化失效将导致渗滤液泄漏风险剧增。抗氧剂(ATOs)通过清除自由基延缓HDPE膜氧化老化,但其在填埋场复杂环境中的快速耗损成为膜失效的关键诱因。本文系统梳理了ATOs耗损预测研究的三个阶段发展历程:早期定性阶段(1990s-2000s)揭示了ATOs耗竭与膜失效的关联框架;量化研究阶段(2000s-2020s)基于Arrhenius公式和加速老化实验构建初代预测模型,明确了温度、渗滤液组分等因素的影响,但存在稳态假设局限、协同效应未表征及泛化性差等缺陷,外推误差高达3.5倍;精准预测阶段(2020s以来)致力于融合机理与数据驱动模型,但多场耦合机制解析不足。研究发现,国产HDPE膜因材料特性(ATOs固载工艺差异)和服役条件(高水头、高盐渗滤液)的特殊性,直接套用国外模型预测寿命误差显著(国产膜最短耗损期仅2年,国外模型预测为7~750年)。未来需突破多相介质迁移-反应耦合机制解析、构建数据-机理融合智能模型,并建立我国填埋场气候-工况数据库,提出分区分类的耐耗损调控策略以实现ATOs耗损精准预测与靶向调控,支撑填埋场全寿命周期风险管理。 展开更多

关键词 HDPE膜 抗氧剂 耗损预测 填埋场 氧化老化

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固废资源化利用风险评估框架体系构建研究 被引量：3

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作者 杨海媚 徐亚 +5 位作者 朱宏飞 刘玉强 钱璨 李淑 吉栋梁 高富 《环境科学研究》 北大核心 2025年第3期622-631,共10页

资源化作为固废治理与循环经济协同发展的核心路径,其环境风险评估和管控是保障环境安全与资源可持续利用的关键环节。针对当前固废资源化领域存在的风险内涵界定模糊、风险评估体系尚未建立等瓶颈问题,本文通过跨学科系统分析与概念模... 资源化作为固废治理与循环经济协同发展的核心路径,其环境风险评估和管控是保障环境安全与资源可持续利用的关键环节。针对当前固废资源化领域存在的风险内涵界定模糊、风险评估体系尚未建立等瓶颈问题,本文通过跨学科系统分析与概念模型构建等方法开展相关研究。结果表明:①界定了“固体废物资源化风险”核心概念,阐明其涵盖物质流再分配引发的跨介质污染扩散、全生命周期毒性传递及生态系统功能退化等多维度内涵,确立以风险可接受阈值为目标的评估体系定位。②构建“双原则-五流程”结构化评估框架,集成“最不利”情景假设与层次化递进分析原则,建立涵盖暴露场景拓扑网络构建(涉及6类工业场景、13种生物地球化学受体)、多路径暴露剂量建模及多元风险归一量化表征的系统方法论。③基于有色金属冶金、油气田开发等典型行业7类高毒固废(含铝灰、油基钻屑等)的实证研究,识别6种资源化场景并揭示相关场景下有害物质迁移及暴露规律,建立具有普适性的“源-汇-暴露”动态耦合模型。面向未来固废治理的精细化、标准化和智能化等需求,提出了管控策略、制定技术规范及推动智能技术应用等研究建议,推动风险评估标准由经验判断向数据驱动转型。研究结果对于支撑完善固废资源化风险评估方法论体系,助力健全“无废城市”建设的风险管控技术路径具有理论和与实践指导意义。 展开更多

关键词 固体废物资源化利用 风险评估框架 暴露途径

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人工湿地综合效益评估体系研究及应用 被引量：1

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作者 陶伟 徐亚 +3 位作者 何乐萍 张军 魏婧 王鹏 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第4期109-113,I0006,共6页

人工湿地在中国当前的流域综合治理中得到了广泛应用,但缺乏科学且实用的效益评估方法。针对以往评估侧重于产出的局限性,基于投入—产出—效益框架,构建了一个涵盖生态环境、经济和社会3方面效益的人工湿地综合效益评估体系,旨在全面... 人工湿地在中国当前的流域综合治理中得到了广泛应用,但缺乏科学且实用的效益评估方法。针对以往评估侧重于产出的局限性,基于投入—产出—效益框架,构建了一个涵盖生态环境、经济和社会3方面效益的人工湿地综合效益评估体系,旨在全面揭示人工湿地在流域或区域内的实际效能,同时以泾河流域甘肃段典型人工湿地为例进行应用研究。评估结果显示,泾河流域甘肃段的人工湿地在社会和经济效益方面实际效益水平普遍较低。后续需在巩固流域污染减排成效的基础上,通过优化建设和运行机制,进一步挖掘潜在的经济和社会价值。 展开更多

关键词 人工湿地 综合效益 评估体系 流域治理

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我国存量危废治理现状与治理路径研究

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作者 李世超 陈粉丽 +4 位作者 徐亚 张兴林 刘玉强 钱璨 刘景财 《环境科学研究》 北大核心 2025年第8期1838-1847,共10页

存量危废治理是“无废城市”建设和生态环境风险防控的核心挑战。针对其源谱系不清、空间分布不明及防控体系薄弱等问题,本研究通过多维数据融合与理论分析,系统解析其数量、赋存形式及治理瓶颈。结果表明:①2021-2024年我国存量危废估... 存量危废治理是“无废城市”建设和生态环境风险防控的核心挑战。针对其源谱系不清、空间分布不明及防控体系薄弱等问题,本研究通过多维数据融合与理论分析,系统解析其数量、赋存形式及治理瓶颈。结果表明:①2021-2024年我国存量危废估算数量约2.85×10^(9)t,行业分布异质性显著,黄金冶炼氰渣(81%)、铅锌冶炼渣(5%)、垃圾焚烧飞灰(2%)和石棉废物(12%)为主要构成;空间处置形态呈“纺锤形格局”,其中以尾矿库贮存为主(80.9%),规范化贮存和填埋分别仅占3.5%和15.6%。②当前我国危废治理体系存在三重短板,包括存量危废底数不清,部分设施污染控制措施不健全、风险较高;设施隐蔽渗漏治理和管控挑战大,现有治理技术效能低;全寿命管理顶层制度不健全,配套技术待完善。鉴于此,建议实施专项治理,优先针对填埋场等高风险设施梯次推进消除环境风险;强化深层隐蔽渗漏无损检测和微创修复等关键技术研发支持,破解隐患治理难题,提升治理效能;以及健全建设、运行、封场等全过程管理制度,构建长效治理机制的全链条治理对策,为破解存量危废治理困境提供系统性解决方案,助力国家生态环境风险防控体系完善。 展开更多

关键词 存量危废 存量设施 治理现状 治理路径 环境风险

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我国固体废物风险防控标准体系发展概况与展望 被引量：7

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作者 高耀 周梦婷 +2 位作者 徐亚 刘景财 刘玉强 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2569-2578,共10页

固废治理是深入打好污染防治攻坚战、助力美丽中国建设的重要任务,固废风险防控标准对固废治理具有引领、示范等多重作用。近年来,我国固废标准制修订进程加速,标准数量大幅增加,需要通过系统梳理,阐明现行标准体系组成和发展脉络,识别... 固废治理是深入打好污染防治攻坚战、助力美丽中国建设的重要任务,固废风险防控标准对固废治理具有引领、示范等多重作用。近年来,我国固废标准制修订进程加速,标准数量大幅增加,需要通过系统梳理,阐明现行标准体系组成和发展脉络,识别存在的短板和问题,提出进一步优化完善的方向和路径。本文在系统概述了目前我国固废产生和处理处置现状基础上,梳理了固废标准体系建设进展和总体情况。结果表明:近10年来,我国固废相关标准制修订次数达60次,标准数量也增加了57项。截至2023年,我国固废标准数量已达到104项,其中现行有效的标准84项,覆盖固体废物产生、贮存等全过程环境管理环节,涉及近40类固体废物,地方标准也大量涌现,增至50余项,基本上形成了以通用国家标准为纲的四级四类固废环境管理标准体系。从具体进展来看,分区分类差异化精细管控不断深入,风险全过程防控标准网络逐渐织密,倒逼产业结构调整与优化效能凸显;然而在新形势、新使命和新要求下,固废风险防控标准体系建设仍存在系列问题,建议通过建立固废风险管控基准完善标准,通过严格标准倒逼源头分类处理及高值利用,进一步提升分级分类精细化管理水平以及进一步织密全过程风险防控标准体系,全面防范固废环境污染风险。 展开更多

关键词 固体废物 污染防治 标准体系 固废管理

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黄河流域油气开采废物道路利用的风险与管控限值区域差异 被引量：2

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作者 李淑 徐亚 +2 位作者 赵玉鑫 刘玉强 孙淑娜 《环境科学研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期160-170,共11页

道路充填材料是油气开采废物脱油残渣(OCDRs)资源化的重要途径.现有资源化风险评估和管控主要基于简化模型,且未考虑区域风险差异,难以精准表征黄河流域OCDRs道路利用的环境风险及时空差异.本研究联合运用淋溶模拟实验、源强指数衰减模... 道路充填材料是油气开采废物脱油残渣(OCDRs)资源化的重要途径.现有资源化风险评估和管控主要基于简化模型,且未考虑区域风险差异,难以精准表征黄河流域OCDRs道路利用的环境风险及时空差异.本研究联合运用淋溶模拟实验、源强指数衰减模型和污染物瞬态迁移扩散模型,结合Monte Carlo方法对黄河流域OCDRs路基充填条件下的风险、管控限值及区域差异开展研究.结果表明:黄河流域Cu等6种重金属的实际累积释放量大都在常规浸出方法的1%~10%左右,但部分重金属的淋溶浓度峰值高于醋酸缓冲溶液法(HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》)、硫酸硝酸法(HJ/T299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》)、水平振荡法(HJ 557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》)得到的浸出浓度.风险精细评估结果表明,OCDRs在黄河流域各省区道路利用条件下暴露点浓度超标概率为0,暴露浓度(95%分位值)低于地下水Ⅲ类水质限值(GB/T 14848-2017《地下水质量标准》),风险可接受;以浸出浓度为源强预测Pb的暴露浓度是地下水Ⅲ类水质限值的4.1倍,风险估计过高.沿黄9省区污染风险差异较大,暴露浓度最大相差41.46倍(Ba);管控限值相差更大,最大值省份(宁夏回族自治区)与最小值省份(四川省)相差近50倍(Zn).对比现行的鉴别标准,计算的各污染物风险管控限值大部分低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值,高于Ⅰ类固废限值,但个别省份(如宁夏回族自治区)管控限值高于GB 5085.3-2007限值.研究显示,传统浸出和风险评估方法体系对OCDRs中污染物的释放潜力和污染风险存在高估,亟待国家层面完善固废资源化风险评估和管控方法标准体系;同时,不同区域风险及管控限值差异较大,应对其中有害物质采取差异化管控要求. 展开更多

关键词 脱油废物 资源化 区域差异 风险管控

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“双碳”战略背景下沿黄九省份报废光伏组件产生量及其时空分布预测 被引量：2

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作者 周梦婷 朱宏飞 +2 位作者 林民松 徐亚 刘玉强 《环境科学研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期171-179,共9页

沿黄九省份是我国风电光伏重点布局区域,科学预测光伏组件的报废量有利于合理布局再生和处置能力,对行业绿色可持续发展和黄河高水平保护具有重要意义.为支撑沿黄九省份报废光伏组件回收和处置能力合理建设和布局,研究采用灰色模型,结... 沿黄九省份是我国风电光伏重点布局区域,科学预测光伏组件的报废量有利于合理布局再生和处置能力,对行业绿色可持续发展和黄河高水平保护具有重要意义.为支撑沿黄九省份报废光伏组件回收和处置能力合理建设和布局,研究采用灰色模型,结合文献收集获得的区域性服役寿命特征,对“双碳”战略背景下2023-2040年沿黄九省份的光伏组件装机量、废物流及其省域分布与时间演化进行预测.结果表明:(1)沿黄九省份光伏组件装机容量2021-2040年呈增长趋势,2030年、2040年新增装机容量在2023年基础上分别增长了5.2倍、18.9倍,但年均增速由前期(2023-2030年)的28.12%降至后期(2031-2040年)的10.65%.(2)常规退役模式下,报废重量呈爆发式增长,其平均增长倍数为6.7,早期退役模式下增速更快,2030年和2040年报废重量分别是常规退役模式的2.32倍和1.91倍.(3)因装机量、服役环境等因素的影响,不同省份之间区域差异呈现显著变化,2030年报废重量排名前三的省份为宁夏回族自治区、内蒙古自治区和青海省,2040年报废重量排名前三的省份变为青海省、甘肃省和内蒙古自治区,占比为48.89%,随着时间变化区域差异格局不断凸显,2030年和2040年报废重量排名前三的省份总占比呈现下降趋势,而山东省占比快速增长.研究显示,2020-2040年期间,报废光伏组件将大量产生,且时空分布格局变化剧烈,需要根据产生情况科学布局区域报废光伏组件回收和处置能力. 展开更多

关键词 固废 “双碳”战略 黄河流域 新增报废重量 累计报废重量

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矿区周边农田土壤与玉米作物重金属污染研究 被引量：3

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作者 苏艳芳 李明丽 +2 位作者 赵培强 翟裕 丁国梁 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1234-1237,共4页

以西北某矿区为中心点,调查矿区周边玉米农田中土壤及玉米不同部位中铜(Cu)、镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)、锌(Zn)的含量,为评估重金属累积污染风险和实施污染土壤生态修复提供参考。结果表明,矿区附近种植玉米农用地耕植... 以西北某矿区为中心点,调查矿区周边玉米农田中土壤及玉米不同部位中铜(Cu)、镉(Cd)、镍(Ni)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)、锌(Zn)的含量,为评估重金属累积污染风险和实施污染土壤生态修复提供参考。结果表明,矿区附近种植玉米农用地耕植土中重金属Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、Hg的含量与矿区中心点的距离呈显著负相关。玉米不同部位中重金属的含量水平为:Zn>Cu>Cr>Ni>Pb>Cd>Hg;重金属在不同部位中的最大富集系数为:玉米雄花序>玉米叶>玉米根>玉米种皮>玉米芯>玉米茎>玉米籽粒。Hg和Cd在玉米不同部位中的富集系数和转运系数均较高,应特别关注土壤中Hg、Cd污染风险给农田玉米种植带来的食品安全及生态安全风险。 展开更多

关键词 土壤 玉米 重金属 污染特征

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机器学习模型精细表征填埋场渗漏风险及其不确定性

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作者 能昌信 张慧敏 +3 位作者 孙晓晨 徐亚 刘景财 刘玉强 《中国环境科学》 2025年第9期4986-4996,共11页

针对传统基于解析解与Monte Carlo耦合的填埋场地下水污染风险预测方法难以准确刻画渗漏不确定性的问题,提出了一种高性能仿真模拟与不确定性分析耦合的填埋场渗漏风险及其不确定性表征技术.为解决传统不确定性分析框架下,高仿真模拟数... 针对传统基于解析解与Monte Carlo耦合的填埋场地下水污染风险预测方法难以准确刻画渗漏不确定性的问题,提出了一种高性能仿真模拟与不确定性分析耦合的填埋场渗漏风险及其不确定性表征技术.为解决传统不确定性分析框架下,高仿真模拟数值模型计算负荷大,不确定性分析效率低的问题,引入粒子群优化算法(PSO)与极限梯度提升算法(XGBoost)模型,通过学习精细模拟模型计算获得的多组样本,建立替代模型来预测;同时,为了解决PSO-XGBoost对抽样数量的过度依赖,提出了改进的抽样方法.实验结果表明,与以Landsim为代表的解析解-monte carlo耦合算法相比,本研究构建基于数值模拟模型样本的机器学习替代模型更好的捕捉了参数不确定性对结果的影响,预测的污染浓度分布区间平均为传统模型的1.36倍;基于PSO-XGBoost的替代模型及改进的抽样方法,相比于其他机器学习模型,预测精度(R^(2)=0.99)和稳定性更好,且模型训练阶段计算时间减少70%,大幅提升了不确定性分析的效率.基于该模型的应用研究表明,第10a特征污染物COD超标的概率达到56.43%,存在超标可能的距离为54m,表明研究区存在一定污染风险.研究成果为填埋场渗漏污染风险及不确定性分析提供了高效、精准的科学方法,并为进一步开展相关研究提供了借鉴. 展开更多

关键词 不确定性分析 替代模型 数值模拟 填埋场 风险评估

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污染阻隔高密度聚乙烯膜材料抗氧剂耗损研究现状与进展

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作者 吉栋梁 徐亚 +2 位作者 高耀 向锐 刘玉强 《高分子材料科学与工程》 2025年第6期171-180,共10页

源头管控是“十四五”土壤和地下水污染防控的主阵地和关键战场,高密度聚乙烯(HDPE)膜是防止重点污染源污染的核心材料。抗氧剂(ATOs)是延缓HDPE膜氧化老化、保障其长效服役的主要组分。针对目前复杂填埋环境中HDPE膜ATOs耗损机制不明... 源头管控是“十四五”土壤和地下水污染防控的主阵地和关键战场,高密度聚乙烯(HDPE)膜是防止重点污染源污染的核心材料。抗氧剂(ATOs)是延缓HDPE膜氧化老化、保障其长效服役的主要组分。针对目前复杂填埋环境中HDPE膜ATOs耗损机制不明、精准预测方法缺失、耗损规律不清等不足,制约进一步开展服役性能演化预测和耐耗损优化调控的问题,文中在简要回顾HDPE膜劣化和抗氧剂抗氧机理的基础上,系统综述了ATOs耗损的预测方法和配套实验方法,梳理了不同条件下抗氧剂耗损规律和作用因子,探讨了抗氧剂耗损的主要机制,最后针对当前研究存在的不足,提出了将来需要重点关注并开展的研究。 展开更多

关键词 源头管控 高密度聚乙烯膜老化 抗氧剂 耗损

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