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。     

包气带系统对矿冶固废渗滤液中重金属的净化作用

矿冶固废渗滤液流经包气带系统时,包气带系统中的黏土矿物、土壤有机质、土壤微生物和植物根系会把渗滤液中的部分污染物质固定下来,使渗滤液得到净化。包气带系统中的微生物、黏土矿物、有机质和植物根系构成了包气带系统的净化介质,是决定包气带系统自净能力和影响重金属迁移转化的关键因素。分别从包气带系统中的黏土矿物、土壤有机质、土壤微生物和植物四个方面对重金属的净化机理进行了阐述分析,指出包气带系统对重金属的净化作用可能是暂时的,pH值和Eh值等条件的改变会促使累积在包气带系统中的重金属重新发生迁移,并提出利用包气带系统净化矿冶固废渗滤液中具有高毒性与放射性的核素时,必须对该核素在包气带系统中的迁移转换规律进行研究,只有这样才能合理地利用包气带系统的自净作用,保障生态环境的安全性。     

单一规模化深部卤水开采效率和越流风险评估

以江陵凹陷深部高矿化度富钾卤水层为例,通过建立多级砂泥岩互层模型,采用数值模拟的方法评估了不同泥岩隔层渗透条件下单一规模化的卤水开采效率、越流风险和区域压强的变化。结果表明:卤水开采效率受到泥岩隔层渗透性的显著影响,对于单一规模化的卤水开采,单井卤水日产量随着开采时间的延续降低迅速,难以保持卤水的高效开采;各水文地质单元之间发生强烈的越流补给,其越流补给量取决于泥岩隔层渗透性的强弱;无论泥岩隔层渗透性的强弱如何,单一规模化的卤水开采都会使得含水层的区域压强发生大幅度降低,容易诱发地面沉降,引发一系列环境地质问题。     

改性锯末对铀的吸附机理研究

基于锯末的吸附类型对锯末进行改性,通过静态吸附试验,研究改性锯末对模拟废水中铀的吸附影响因素以及吸附过程中的动力学和热力学行为,并分析改性锯末对铀的吸附机理。结果表明:氯化锌改性的锯末对铀的吸附效果最好;在溶液pH=4.5时,改性锯末对铀的去除率最高;改性锯末对铀的吸附平衡时间约为30min;改性锯末对铀的吸附遵循Langmuir吸附等温线,符合准二级动力学方程;改性锯末对铀的吸附热力学参数△H=-25.792kJ/mol、△G=-16.327~-15.851kJ/mol、△S=-31.760J/(mol·K)均小于零,说明吸附反应是一个放热自发的过程。SEM和FTIR分析表明:改性锯末对铀的吸附主要是表面络合吸附,吸附后改性锯末的表面变得相对平整;参与吸附活动的官能团主要为改性锯末表面的酰胺基、羟基、酮基和芳烃C—H键等基团。     

基于多层次集对分析的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价

退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系存在不足。根据库区污染物的垂向迁移过程划分3个理想层并逐层进行污染风险分析,整合常用地下水污染风险的评价方法建立评价指标体系。为降低评价系统的不确定性,在采用层次分析法确定各层指标权重的基础上,由指标层确定系统层的综合指数,将该综合指数当作观测值通过直线形测度函数确定系统层未知测度评价矩阵,由此建立了污染风险评价等级与集对分析联系数的对应关系,并进行集对势分析呈现风险态势,构建退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系。通过评价实例验证了构建的退役铀尾矿库区浅层地下水污染风险评价体系可行,评价结果属于中等污染风险等级,且集对势分析结果表明实际系统的污染风险态势较低。     

南方地区沉积盆地CO_2地质储存潜力与适宜性评价方法研究

南方地区沉积盆地个数多达140有余,之前仅有少数盆地进行了CO2地质储存潜力与适宜性评价。本文在综合国内外CO2地质储存潜力与适宜性评价方法及南方地区沉积盆地具体的地质特点的基础上,通过对《全国CO2地质储存潜力评价与示范工程实施技术要求》评价指标体系进行优化和改进,建立了7个指标层、20个指标和5个指标划分等级的CO2地质储存潜力评价指标体系,对南方地区沉积盆地进行了D级CO2地质储存潜力与适宜性评价。结果表明:南方地区各储存介质(深部咸水含水层、油气田、煤层)的CO2地质储存潜力值合计为165.15×108 t,其中深部咸水含水层是南方地区沉积盆地最主要的CO2地质储存场所;楚雄盆地、洞庭湖盆地、江汉盆地可圈定CO2地质封存远景区及目标靶区。     

单因子界定联合模糊综合评判的海水入侵评价方法——以日照两城河地下水海水入侵现状评价为例

采用单一指标评价海水入侵程度存在片面性和不确定性,模糊综合评判法在一定程度上可解决单一指标评价带来的问题,但精准的评价结果需要采集大量的调查数据,其调查与检测成本较高。提出一种单因子界定联合模糊综合评判的海水入侵评价方法。该方法首先通过水文地质调查查明研究区地下水动力场,并以250mg/L氯离子浓度为界初步界定出海水入侵峰值线的位置;然后根据初步界定的海水入侵峰值界线,结合地下水流网及地形地貌分区设计数条地下水详查断面;最后建立模糊综合评价模型,对详查断面上的采样点进行综合评价,可得出海水入侵程度的综合评价结果。该方法在日照市山海天旅游度假区两城河地下水海水入侵现状评价中得到了有效应用,为经济、高效地实施海水入侵防治工作奠定了技术基础。