煤矿废弃矿井采空区封存CO_2的机理分析和能力评价

CO2大量排放引发的全球"温室效应"正在受到密切关注,如何处理化石燃料燃烧排放的CO2成为重大课题。通过对现行CO2地质封存技术的分析,提出了利用煤矿废弃矿井采空区作为CO2储层的新观点。对煤矿废弃矿井采空区封存CO2的机理和可行性进行了分析和探讨,评估其风险,并提出了初步的应对措施。通过建立数学模型推导出CO2封存量的计算方法。研究认为,煤矿废弃矿井采空区封存CO2具有一定的可行性且应用前景广阔。     

盖层不确定性对CO2地质封存安全性的影响

通过建立江汉盆地新沟油田新沟嘴组储盖层的二维模型,对新沟油田进行了CO2地质封存数值模拟,研究了盖层厚度减薄、盖层不均一、盖层不连续等盖层不确定性对注入的CO2在储盖层中运移分布和溶解扩散的影响,并计算了不同情况下CO2的逃逸率。结果表明:盖层厚度减薄和盖层不连续对CO2地质封存的安全性影响较大,而盖层不均一对其影响相对较小。     

深部咸水层超临界CO2灌注毛细压力对盐沉淀的影响

以江汉盆地江陵凹陷高盐度卤水层为例,采用数值模拟的方法研究了超临界CO2灌注到深部咸水层中毛细压力对盐沉淀的影响及其机理。结果表明:低毛细压力作用下,岩盐固体饱和度与盐度存在着显著的线性关系,高毛细压力作用下,盐度不再是控制岩盐沉淀量的主导因素,即便是较低的盐度也会造成盐沉淀的严重积累,直至完全堵塞孔喉;通过液体流速曲线分段解析,发现较高的毛细压力虽会提高滞留咸水量,但持续的咸水回流对注入性严重受损起着致命作用;另外,盐沉淀还受到注入速率的控制,随CO2注入速率的增加而降低,因此以较高的速率注入CO2可有效缓解盐沉淀的影响。     

江汉盆地新沟油田二氧化碳地质储存的数值模拟研究

随着全球气候的不断变暖,CO2地质储存被认为是解决全球气候变暖的一项非常有潜力的CO2减排技术。本文通过对江汉盆地新沟油田潜力较大的新沟咀组建立二维地质储层模型,利用模拟软件TOUGH2对新沟油田进行了CO2地质储存数值模拟研究。模拟得出了CO2注入后储层压强累积随CO2注入速率的变化规律,以及最大安全压力下的CO2注入速率,同时对CO2注入储层后在储层中的运移扩散规律有了初步的认识,这将有助于将来CO2地质储存的进一步研究,也将为CO2的实际注入提供了理论依据。     

金属材料在盐湖卤水中的耐蚀性

通过现场暴露试验获得了12种典型金属材料在盐湖卤水中暴露181d、415d和810d的腐蚀结果,讨论了它们在卤水中的耐蚀性。TH200、QT500-5、Q235和16Mn在盐湖卤水中的耐蚀性较好。QT500-5的耐蚀性好于TH200。304、316L和430不锈钢在盐湖卤水中发生较轻的点蚀和缝隙腐蚀,耐蚀性较好;其耐蚀顺序为316L>304>430。T2、QSi3-1在盐湖卤水中有好的耐蚀性。L6、6066和LC4(BL)在盐湖卤水中发生严重的点蚀和缝隙腐蚀,耐蚀性差。     

CO2海底封存泄漏引起海水pH变化的动态数值模型描述

将CO2注入海底已经成为目前碳封存的一种有效方式,而CO2海底封存泄漏会引起pH降低造成海水酸化,改变海水化学环境及海洋生态系统等。本文分析并建立了含有缓冲项的CO2与pH之间换算的动态数值模型,并针对CO2海底封存泄漏对pH的影响做了模拟实验研究,通过实验验证模型的可行性并完善数值模型,旨在为中国CO2海底封存风险控制研究工作提供科学依据。     

青菜对14CO2的吸收和积累动态

为了探明14CO2在环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了青菜对14CO2的吸收和积累动态.结果显示,通过叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向青菜其他部位组织输送并形成积累趋势,各部位组织中14C比活度随时间呈线性增长,增长速率介于95.3～270.2 Bq/(g·d)范围内,大小次序为:菜心＞叶＞叶柄＞茎盘＞根.青菜对14CO2(14C)具有强烈的富集作用,各部位的富集系数随时间呈快速增加,积累效应十分明显,其中菜心中的富集系数最大(48 d时高达156.4),叶片次之(48 d时为135.6).青菜各部位14C比活度均随14CO2引入次数的增加而递增,回归分析表明:各部位组织中14C比活度C的变化与引入次数N间呈线性正相关.青菜对空气中14CO2的高富集特性可用来作为监测大气14CO2污染的指示作物.     

8种花卉植物对土壤中铀富集特性研究

研究植物对铀的耐受性和富集特性对修复铀污染的土壤具重要意义。该研究采取模拟铀污染土壤的方法,研究在外源铀添加量为150 mg/kg土条件下,比较8种花卉植物(竹柏、金边虎尾兰、五彩芋、豆瓣绿、吊兰、白掌、吊竹梅、绿萝)的生长状况、耐铀性、植物体铀含量、富集系数、转运系数,积累量和铀提取量,并采用赋值法对植物铀富集特性进行综合评价。结果表明:铀对植物的影响因植物种类的不同而存在显著差异,其中白掌耐铀性最强;吊竹梅铀富集特性综合评价值最高,其地上部和根部铀含量最高分别为162.11 mg/kg DW和2 756.55 mg/kg DW,铀富集系数分别为1.08和18.38,单株铀积累量0.39 mg,每公顷受污染土壤铀提取量为506.37 g。8种植物地上部铀含量均显著小于地下部,转运系数均小于0.5,根系是植物富集铀的主要器官。     

咸水层中二氧化碳地质封存有效系数的探究——以江汉盆地为例

二氧化碳(CO2)地质封存技术经过近年来的发展,在理论和实际应用方面已越来越成熟,许多试点工程也已经启动,因此根据不同地区的封存条件,计算出相对精确的有效封存量是非常有必要的。目前计算有效封存量时使用的CO2地质封存有效系数E仅反映了CO2占据整个孔隙体积的比例,还有很多敏感性因子尚未考虑,严重影响了CO2有效封存量的计算精度。依托江汉盆地的基础地质资料,通过建立二维储盖层模型,并设置不同的边界条件、注入模式和盐度等影响因子来进行CO2灌注的数值模拟研究,并通过模拟得出的数据,建立起一套不同敏感性因子对于CO2地质封存有效系数的影响模型。     

蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累

为了探明14CO2在环境中的行为,采用核素示踪技术研究了蚕豆-土壤系统对14CO2的吸收和积累动态.结果表明,通过蚕豆叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向蚕豆其他部位组织输送并形成积累趋势,被检测到的14C比活度数值比较大,表明空气中的14CO2易于通过叶片吸收而进入蚕豆各组织器官中;蚕豆各部位组织中14C比活度随时间呈线性增长,增长速率介于20.3~45.1Bq/(g×d),大小次序为:叶>茎>根>豆壳>豆粒.蚕豆对14CO2(14C)具有较强的富集作用,各部位的富集系数随时间呈快速增加, 其中叶片中的富集系数最高(56d时高达31.61),豆壳次之(56d时达25.57).利用蚕豆的这一富集特性可监测大气14CO2污染的情况.     

微生物法处理低浓度含铀废水研究

随着核能产业的发展,因含铀废水排放而导致的环境问题日益严重,迫切需要探索并开发高效含铀废水处理技术。相较于物理和化学处理方法,微生物法具有吸附效果良好、使用成本较低、环境友好等优点,可以作为一种处理低浓度含铀废水的新技术。在介绍微生物固定铀的4种机制、原理、方法、影响因素等基础上,重点讨论了4种机制间的联系和区别,并对近五年来微生物法的研究进行总结。今后可通过单一微生物和微生物群落两大方向对微生物处理含铀废水进行研究。     

某些流体动力学问题和矿石的成因

本文目的在于讨论一些与热液矿床成因有直接关系的流体动力学方面的问题,这些矿床是在漫长的时间中(大约为10~4—10~5年)由热水溶液通过地壳局部部位进行富集形成的。热液矿床便成为液体流——Q体系的遗留痕迹。 这里我们着重介绍二种热液成矿方式和一个实例: 一、热流体注入到干的透渗环境中 这种成矿方式是与火成——热液说的矿石成因概念是一致的。在花岗岩浆结晶的过程中释放出的金属卤水溶液是成周期性地沿可渗透带注入到围岩中,并     

低铬油套管钢材在不同工况下的腐蚀规律研究

目的 研究低铬油套管钢材在不同腐蚀环境中的腐蚀特征。方法 采用高温高压动态反应釜对1Cr、3Cr这2种常用低铬油套管钢材进行纯CO2、CO2和低浓度H2S共存条件下的腐蚀试验。结果 温度在40~80 ℃条件下,各种钢材的腐蚀速率随着温度的升高而变大。加入低浓度H2S后,可以抑制CO2腐蚀,且随着温度升高,抑制性逐渐减弱。分析认为,在单独CO2环境以及CO2和低浓度H2S共存的环境中,1Cr、3Cr钢表面出现铬富集现象,形成的Cr(OH)3膜保护基底。同时,在CO2和低浓度H2S共存的环境中,1Cr、3Cr钢表面形成致密的FeS产物膜有助于保护基底,抵抗Cl^－侵蚀。结论 低Cr钢表面因铬的富集形成钝化膜,能有效抑制油套管的腐蚀速率,以上研究成果对CO2和低浓度H2S环境中的腐蚀理论以及油田油套管材料合理选择均有一定指导意义。     

小麦对14CO2 的吸收和积累动态

为探明14CO2在环境中的行为,采用同位素示踪技术研究了小麦对14CO2的吸收和积累动态.结果表明,通过叶片光合作用从空气中吸收的14CO2会向小麦其他部位组织输送并形成积累趋势.各部位组织的14C比活度在14CO2引入期间(0～28d)随时间呈线性增长,积累特征明显,增长速率为50.3～84.6 Bq/(g·d),大小顺序为根＞茎＞叶,尽管各组织14C比活度随时间的增长速率不同,但各组织中14C的比活度均有趋向于平衡的趋势.小麦对14CO2具有强烈的富集作用,富集系数最大值为23.1～25.8,平均为24.5±1.3.小麦对空气中14CO2的较高富集特性可用来作为监测大气14CO2污染的指示作物.     

二氧化碳地质封存及其环境监测

环境监测贯穿于CO2地质封存项目的前期准备、项目运行和项目结束各个阶段,对于确定CO2地质封存的安全性、对周围环境的影响发挥着决定性作用。而环境风险和环境影响直接决定了CO2地质封存环境监测的监测对象、监测频率、监测布点和主要监测技术。     

煤矸石井下填充后微生物降解残渣的分析

通过对煤矸石进行微生物降解试验,探讨煤矸石并下填充的可行性并为填充后的污染控制提供理论依据。试验结果表明：煤矸石中有机质可以被微生物降解,浸泡和接种物驯化有利于微生物降解有机质,而且接种物含量和浸泡时间影响残渣中金属Ag、Cu、CO和Fe的含量;试验后残渣中CaO、MgO、SiO2不会对地下水造成太大影响,但残渣中Fe2O3含量相对较大,将可能引起地下水中Fe超标,可能对地下环境有一定的影响。     

国际典型二氧化碳地质封存及其环境监测

CCS(CO2捕获和封存)技术在中国受到了越来越广泛的关注和重视.中国政府和许多企业都认为CCUS(CO2捕捉、利用和封存)将在中国中长期CO2减排战略中发挥重要作用.地质封存是CCS技术上最具挑战性的一个环节,也是环境风险和环境影响最大的环节.当前国际上CO2地质封存项目发展很快,但中国在CO2地质封存尤其是环境监测领域仍处在初步阶段,积极借鉴国际典型项目的经验和教训,无疑对中国CO2地质封存的发展具有重要意义.     

二氧化碳捕集和埋存可靠性模拟与评价

目前在二氧化碳(CO2)的捕集和埋存(CCS)技术中,国内外主要研究的埋存方法有地质埋存、海洋埋存和矿化埋存等,其中地质埋存又可细分为油气藏封存、盐水封存和煤层封存。本文主要对国内外CCS技术的发展和现有成果做一简单总结,并着重对煤层封存技术中相关力学公式进行了推导,以及盖层完整性对埋存力学性质的影响做一研究,从而对煤层封存中地质埋存环境可靠性进行模拟和评价,为地质埋存环境的选择提出可靠性的建议。     

地浸采铀中的环境污染与保护

随着采矿工艺技术发展，地浸采铀逐渐取代了传统的山地工程采矿，其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定网度布置工艺钻孔，从注液孔注入地浸液，使之与铀进行充分反应，经抽液孔提出地表，在地表工厂进行萃取铀的过程。地浸采铀与传统的山地工程比，地表破坏小、形成的放射性废物和放射性核素的污染少、环境复原成本低，但也会对大气、土壤、地表水，特别是对地下水造成一定的污染．必须采取一定的防护措施，否则会对环境及人们身体健康造成巨大的危害。     

铀胁迫对2种植物荧光生理及累积特性的影响

针对放射性污染水体富集水生植物的筛选及核素处理能力关键技术问题,通过水培试验,研究了铀胁迫对水芹和铜钱草的生理特性、叶绿素荧光特性及吸收富集能力的影响。结果表明:(1)在55 mg/L铀处理下水芹和铜钱草的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降最为显著,与对照组相比分别下降了52.54%、65.27%、67.89%和63.20%、79.82%、45.19%,与对照组相比水芹和铜钱草最大光化学效率(Fv/Fm)分别下降了2.3%和1.3%,光和性能指数(PIABS)分别下降了24.3%和30.9%;(2)在铀处理下,2种植物的抗氧化酶系统均受到不同程度影响,SOD、POD和CAT活性均呈先升后降的趋势,在55 mg/L的铀处理下MDA含量达到最高,分别比对照上升了118.63%和91.72%。(3)水芹和铜钱草对铀的富集浓度在55 mg/L处理下达到最大,根、茎和叶各部铀浓度分别达到3 637.2、322.9、373.4 mg/kg和2 908.8、262.7、136.5 mg/kg;水芹和铜钱草对铀均有一定的富集能力和耐受性。