焚烧飞灰用于沥青路面中面层污染物溶出规律及风险评估

发布时间：2017-05-02 15:05

  本文关键词：焚烧飞灰用于沥青路面中面层污染物溶出规律及风险评估，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国城市生活垃圾清运量急剧增加,2014年已达1.78亿吨。焚烧已成为城市生活垃圾处理中主要方式之一,2014年焚烧处置的百分比为29.89%,并且将保持持续增长的态势。焚烧处置将会产生焚烧飞灰,以3%~5%的产生率(炉排炉)估算,2014年产生的焚烧飞灰产生量约为160~267万吨。由于含重金属和二VA英,飞灰被列入《国家危险废物名录》。为此,产生量巨大且不断增长的焚烧飞灰的无害处理处置已经成为一个迫在眉睫的问题。相比固化填埋的处置方式,保证环境安全前提下的飞灰资源化利用将具有更广泛的前景,其中替代矿粉用于生产沥青混凝土是较为可行的一种方式。本文以二VA英解毒过后的飞灰替代部分矿粉生产的沥青混凝土为对象,研究了飞灰沥青混凝土中污染物(重金属和多环芳烃)的溶出影响规律、释放机理和模型,并通过模拟道路和现场的试铺路试验进行了验证。最后根据上述结果对飞灰用于沥青路面中面层进行了环境风险评估,结果如下:(1)HJ/T299—2007实验结果表明,飞灰的添加比例和污染物的溶出量呈正比关系,所以在安全和最大利用飞灰的前提下确定飞灰的添加比例为2%。不同的沥青对飞灰的固化效果不同,在表3-5中相比SK-SBS、90#和70#沥青,浸出实验结果中70#沥青所拌制的飞灰沥青混凝土污染物的浸出效果最好,所以选定70#沥青,沥青混凝土的孔隙度为4%。(2)NEN7371实验结果表明,重金属Cr、Ni、Zn、As、Cd、Hg和Pb的有效释放量分别为3.53、41.74、164.89、1.62、6.86、0.79和2.28ug/kg;在NEN7375实验研究中重金属Cd、Hg和As的累积释放量分别为1.1142、0.5163和1.3452mg/m2。其中As、Cd和Hg的主要释放机理都是以扩散为主,并且根据实验数据得出他们最合适的拟合模型分别为:抛物线方程Q=-9.506×10-5t2+t×0.02481+0.1601;二级动力学方程t/Q=0.8898×t+1.335和二级动力学方程t/Q=1×t-3.195×10-5。(3)根据模拟道路和现场铺筑路面结果显示,模拟实验和现场铺筑实验都有着相似的结果:随着沥青路面的使用年限的增长,沥青混凝土中的污染物会跟时间成反比,但是早期在现场铺筑的试验路段重金属Hg会有个别超出《生活饮用水卫生标准》BG5749─2006、《地下水环境质量标准》GB/T14848─9(Ⅲ)和《地表水环境质量标准》GB3838─2002(Ⅲ),其他的重金属都没有超出以上标准所对应的标准限值。(4)在飞灰替代部分矿粉作为沥青混凝土的铺路材料中,通过以地下水为主要暴露途径进行周边居民的环境风险评价,结果表明重金属As的致癌效应为1.8×10-9,Cd与Hg危害商分别为3.74×10-3和3.54×10-5。致癌效应和危害商都没有超过《污染场地风险评估技术导则》HJ25.3─2014中的风险表征值10~(-6)和1。
【关键词】：飞灰 浸出 沥青混凝土 重金属 风险评价
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217;X799.3
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 背景与意义11-12
• 1.2 飞灰和沥青的特性及研究现状12-15
• 1.2.1 飞灰的污染特性及研究现状12-14
• 1.2.2 沥青的特性及研究现状14-15
• 1.3 建材中污染物的浸出方法和释放规律15-19
• 1.3.1 国内外相关浸出方法15-17
• 1.3.2 建材中污染物的浸出方法17
• 1.3.3 建材中污染物浸出释放规律17-19
• 1.4 固体废弃物和废旧沥青在沥青路面的应用研究19-25
• 1.4.1 固体废弃物在沥青路面的应用研究19-21
• 1.4.2 废旧沥青路面材料再利用研究21-25
• 1.5 环境风险评价方法25-27
• 1.5.1 环境风险评价概念25
• 1.5.2 环境风险评价的发展25-26
• 1.5.3 环境风险评价现状26-27
• 1.6 研究内容与技术路线27-28
• 1.6.1 研究内容27
• 1.6.2 技术路线27-28
• 1.7 创新点28-29
• 第二章 材料与方法29-37
• 2.1 材料制备29-31
• 2.2 实验方法31-33
• 2.2.1 特性实验31-32
• 2.2.2 连续水槽浸出实验32-33
• 2.3 模拟实验33-35
• 2.3.1 模拟实验pH值的确定33-34
• 2.3.2 沥青混凝土路面年入渗量的确定34
• 2.3.3 沥青混凝土路面压力的确定34-35
• 2.4 实验仪器与试剂35-37
• 2.4.1 实验分析仪器35-36
• 2.4.2 实验试剂36-37
• 第三章 飞灰沥青混凝土中污染物的溶出影响因素37-48
• 3.1 飞灰添加量的影响37-42
• 3.2 飞灰沥青混凝土孔隙度的影响42-44
• 3.3 飞灰沥青混凝土中沥青种类的影响44-46
• 3.4 本章小结46-48
• 第四章 飞灰沥青混凝土中污染物的释放机理48-58
• 4.1 重金属释放潜能48-49
• 4.2 重金属的累积释放规律49-50
• 4.3 重金属的释放机理50-52
• 4.4 重金属的释放速率52-53
• 4.5 多环芳烃的释放规律53-55
• 4.6 污染物的释放模型55-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第五章 飞灰沥青混凝土室内模拟与现场实验验证58-64
• 5.1 飞灰沥青混凝土室内模拟实验检测结果58-60
• 5.2 飞灰沥青混凝土实验路段检测结果60-63
• 5.3 本章小结63-64
• 第六章 飞灰沥青混凝土路面利用环境风险评价64-73
• 6.1 飞灰沥青混凝土利用试用路段自然地理概况64
• 6.2 飞灰沥青混凝土路面利用环境风险评价64-65
• 6.3 风险识别65
• 6.4 毒性评价65-66
• 6.5 暴露评价66-72
• 6.5.1 暴露情景66
• 6.5.2 暴露途径66-67
• 6.5.3 暴露量计算67-71
• 6.5.4 暴露计算结果71
• 6.5.5 风险表征71-72
• 6.6 本章小结72-73
• 第七章 结论与展望73-75
• 7.1 结论73-74
• 7.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-82
• 在学期间学术成果及参与科研工作82

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