3 月 24 日下午,裙底偷拍
主办的“环境大讲堂”第 37 期学术讲座在雁塔校区东阶 203 教室举行。本期讲座邀请到美国华盛顿大学 Gregory V.Korshin 教授作题为"Cycles of arsenic and antimony in biomethane/landfillgas operations"的学术报告。讲座由给排水教研室张卉副教授主持,学院相关专业师生到场聆听。
报告中,Korshin 教授结合其研究团队的最新成果,系统阐释了生物甲烷(垃圾填埋气)生产与处理过程中,砷和锑两种典型金属元素的释放、迁移与转化机制,揭示了可再生能源开发中不容忽视的伴生环境风险。
Korshin 教授从全球砷污染的地质分布入手,指出孟加拉国、巴基斯坦、越南、柬埔寨及中国南方地区均面临严重的地质成因砷污染问题,尤其在中国云南、贵州等锑矿区,砷与锑的复合污染现象尤为突出。随后,他将视角转向城市固体废弃物处理领域,详细介绍了垃圾填埋气的资源化利用现状。他指出,填埋气的捕获与提纯不仅具有显著的能源价值,更是控制温室气体排放的重要举措。然而,填埋气提纯过程中产生的大量废弃吸附剂(即气体净化固体)却成为新的环境风险源。

报告核心部分聚焦于气体净化固体中砷与锑的异常富集与释放行为。Korshin 教授展示了对美国及意大利多个垃圾填埋场气体净化固体的系统分析结果:这些固体中砷浓度高达数千毫克/千克,而锑的浓度在某些样品中甚至超过砷,这一现象打破了传统认知——地质环境中砷的浓度通常远高于锑。更为关键的是,这些固体在填埋场处置后,砷与锑会迅速释放进入渗滤液。实验数据显示,将净化固体置于水中仅 10 小时,即可释放出 50%至 60%的砷,且释放行为与硫的浓度呈显著相关性。
针对这一现象,Korshin 教授深入阐释了其微观机理。他指出,在垃圾填埋场内部,微生物活动驱动着砷的复杂地球化学循环:初始形态为无机态五价砷,在微生物作用下被还原为三价砷,随后发生甲基化反应,生成挥发性甲基砷化合物。这些挥发性砷化物随填埋气一同迁移,当填埋气流经气体净化固体时,其中的铁、碳等组分将其捕获并固定,导致砷在固体中不断富集。而当这些固体被重新填埋后,其中的砷又会因环境条件变化而重新溶解释放,形成“捕获—释放—再捕获”的循环过程。这一机制解释了为何填埋场渗滤液中砷浓度呈现逐年上升趋势,且与降水事件呈现显著的动态响应关系。
Korshin 教授进一步分析了这一现象带来的多重环境与经济风险。从经济层面看,气体净化固体中砷浓度过高会大幅增加处置成本——若送往危险废物填埋场,处置费用可达数百万美元,严重削弱填埋气提纯项目的经济效益。从生态层面看,高砷渗滤液若进入污水处理厂,会导致剩余污泥中砷含量超标,进而影响污泥的资源化利用;若进入地表水体,则可能通过食物链威胁生态系统安全。他特别强调,随着全球能源转型加速,生物甲烷等可再生能源的开发利用将持续增长,因此深入理解此类伴生污染物的环境行为具有重要的科学意义与工程应用价值。
主讲人简介:
Korshin V. Korshin教授先后在俄罗斯喀山国立大学获硕士学位、喀山国立技术大学获博士学位。1991 年入职华盛顿大学从事博士后研究,2000 年起任教于该校土木与环境工程系,2007 年晋升为教授。目前担任国际期刊《Water Research》编辑及编委。Korshin 教授的研究方向涵盖:天然有机物(NOM)表征、消毒副产物(DBPs)生成机制、水质在线监测技术等。在Water Research, Journal of HazardousMaterials, Environmental Science & Technology 等环境领域顶级期刊发表了多篇论文,并主持或参与多项科研项目。