离子型稀土矿山土壤氨氮污染预测

通过对离子型稀土矿山的开采工艺、采场工艺及污染源进行分析,介绍了一种离子型稀土矿山的土壤氨氮污染预测方法。采用这种方法可得出以下结论:正常的矿山生产将导致原地浸矿采场内部和下游土壤的氨氮增加,存在土壤污染风险。为减小土壤污染风险,应降低原地浸矿采场的硫酸铵使用量,或者使用替代产品;提高矿山的浸矿液回收率,降低渗漏量。     

内源性稀土元素对土壤中氮素分布特征的影响

在离子型稀土开采过程中,由于部分防渗层渗漏、收集系统不完善等原因,有大量的氮化合物进入矿区周边土壤及地下水中,给当地居民生活环境带来了严重威胁。应用土柱实验,研究内源性稀土元素对矿区土壤氮化物吸附与解吸作用的影响。     

模拟酸雨对稀土矿区土壤酸化及稀土金属的影响

通过模拟酸雨淋溶实验研究了酸雨对江西赣南稀土矿区土壤酸化、稀土金属含量和形态的影响。结果显示,酸雨淋溶使稀土矿区土壤发生酸化,酸雨酸性越强,土壤酸化越严重。经淋溶后稀土尾矿和菜园土表层(耕作层)土壤中稀土金属以迁移损失为主,而菜园土深层土壤则以累积增加为主,且迁移或累积量与酸雨酸性和作用时间有关;供试土壤中稀土金属有效性较高,稀土金属在酸雨作用下均发生不同程度迁移、累积和形态转化。     

外源铀胁迫对铀矿区土壤微生物群落的影响

为考察铀矿区污染土壤再次受到外源铀胁迫下土壤微生物群落的变化情况,采用Biolog-ECO微平板技术,研究了铀胁迫质量比(100 mg/kg、200 mg/kg)和胁迫时间(7 d、14 d)对铀矿区土壤微生物群落的影响,以原土样为空白对照。结果表明,同一铀胁迫质量比下,延长胁迫时间可增强微生物活性,增加群落均匀度;100 mg/kg铀胁迫下,培养14 d的颜色平均变化率(AWCD)是空白对照的1.4倍,群落多样性明显增加;而200 mg/kg铀胁迫下,微生物活性受到一定的抑制,多样性降低。微生物群落对酚酸类碳源的利用能力随外源铀胁迫质量比增加而降低,对胺类和氨基酸类碳源的利用能力随胁迫时间延长而增强。外源铀胁迫质量比主要影响微生物群落对24种碳源的利用,而胁迫时间主要影响对12种碳源的利用活性。     

黑碳对土壤中农药呋喃丹吸附与解吸行为的影响

为了考察黑碳对土壤中呋喃丹吸附与解吸行为的影响,选取小麦秸秆,分别在250℃、450℃和850℃下制备黑碳,测定了黑碳的比表面积和孔体积;采用批处理振荡法测定了呋喃丹在人工添加黑碳土壤中的吸附-解吸行为.结果表明,随制备温度升高,黑碳的比表面积、孔体积和微孔率增大;人工添加黑碳的土壤对呋喃丹的吸附容量和吸附强度随黑碳添加量增加而逐步增加,吸附和解吸等温线的非线性也逐步明显.添加高温制备黑碳的土壤比添加低温制备黑碳的土壤吸附容量、吸附和解吸的非线性均增加.吸附农药的解吸迟滞作用与土壤中黑碳的质量分数密切相关,添加高温制备黑碳的土壤解吸迟滞现象明显.因此,土壤中添加黑碳在一定程度上保证了土壤使用的安全性.     

壳聚糖对污染土壤中吸附态镉的提取效果研究

向污染土壤中施用螯合剂可增加土壤溶液金属离子的浓度,有利于金属离子到根部而被植物吸收.选用人为污染土壤为供试样品,在土样中加入壳聚糖,通过等温吸附试验研究了壳聚糖对污染土壤中吸附态Cd的提取效果.结果表明,壳聚糖能提高土壤中吸附态Cd的解吸效率,增加解吸溶液中Cd2 的浓度.壳聚糖对污染土壤中Cd2 的吸附作用随着壳聚糖加入量的增大而增大.用质量浓度为0.4 g/L的90%脱乙酰度壳聚糖做提取液,提取液pH值为6,提取平衡时间为20 h,对Cd2 质量比为200 mg/kg的土壤,Cd2 提取率为31.8%.该吸附过程遵从一级动力学模型.研究结果可为Cd在环境中的迁移转化和治理技术等方面的实际应用提供有价值的参考.     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

腐殖酸对砂质土壤吸附Cr(VI)的影响

利用系列摇瓶振荡实验,研究了在砂质土壤介质中腐殖酸(HA)对Cr(VI)还原作用及增强土壤表面对其吸附的影响.通过改变反应接触时间、pH值、HA投加量等条件,确定了最佳吸附反应条件.结果表明:砂质土壤中存在HA时,可使Cr(VI)还原为毒性较小的Cr(Ⅲ),明显增强土壤对可溶态Cr离子的吸附能力,比同等条件下无HA的土壤吸附量增大1倍以上.一般整个反应过程约8 h即可达到稳定.pH值对Cr的还原和吸附有很大的影响,酸性条件下的吸附量比碱性条件可增大1倍,最佳pH值为2～4;当pH＞5时吸附能力急剧下降,pH=10时吸附去除量降为20%.有HA存在时砂质土壤土对Cr(VI)的吸附反应为一级动力学反应,K298=0.033 5 min-1,砂土对CrO2-4的等温吸附曲线较好地满足Langmuir公式.     

稀土钇的生物富集效应研究

针对稀土钇矿开发残留物侵入土壤生态环境,选择蚯蚓作为土壤生态环境健康指示生物,采用人工土壤试验法研究稀土钇的生物富集效应。结果表明：稀土钇在蚯蚓体内具有富集性,蚯蚓对稀土钇的富集系数（BCF）最高可达0.54,并与土壤中稀土钇含量呈负相关性,富集21d后蚯蚓体内稀土钇含量趋于平衡。     

壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的吸附行为研究

研究了壳聚糖作为萃取剂对污染土壤中Pb2+的吸附行为,考察了,溶液pH值、吸附时间和壳聚糖质量浓度对吸附行为的影响,分别用langmuir、Freundlich吸附热力学模型和Lagergren一级、HO YS二级、Elovich方程和粒子内部扩散吸附动力学模型对吸附热力学和动力学进行分析.结果表明:当pH=5、温度为45℃时提取率达到最大,提取率为46.3%;吸附过程中吸热,吸附自发进行;吸附过程在热力学方面符合Freundlich方程.相关系数为0.998 7,在动力学方面符合Lagergren一级吸附动力学模型,相关系数为0.991 2.     

采煤塌陷地区土地生态环境的影响与防治研究

以地质学和环境科学为理论基础,以保障煤矿可持续性发展和保护煤矿地质环境为目标,在分析采煤塌陷对土壤资源、土壤构型、土壤水份运移、土壤养分运移4个方面影响的基础上,针对采煤塌陷引起的土壤破坏,探讨有关保护途径,提出在原地土壤中加入一些有益物质或养分,以调节控制和保护土地质量的“原位保护”方法和建立“土壤资源库”,选择合适的地方,采取一定的措施,将尚未受到破坏的土壤资源储存起来,保证土地质量不产生恶化和再利用的“异位保护”方法。     

粉尘吸附行为及微观机理的研究

对粉尘各种吸附现象进行了概述和分类,并对粉尘各种吸附现象的机理进行分析,指出吸附的直接原因是吸附质间力的作用,间接原因是表面能量过剩引起的,提出几种典型吸附,建立了力学模型.根据吸附机理和吸附的利与弊,提出了加强和减小粉尘吸附的措施,对于粉尘控制和治理具有一定的指导意义.     

区域地球化学特征对氮在包气带转化的影响研究

研究了沈阳浑河流域水文地球化学特征对地下水包气带中氨氮转化的影响,为评价和预测地下污染提供理论指导.通过现场取样和室内实验,包括模拟氨氮污染地下包气带的过程动态实验,研究了氮转化的过程和机理以及地球化学因素对其的影响作用.结果表明,硝酸盐氮是氮污染形态在包气带的主要表现形式,水文地球化学环境密切相关的铁锰离子质量浓度场与地下氮污染物的转化互相影响.     

稀土纳米抗菌材料卫生安全性的研究初探

稀土纳米材料集稀土特性和纳米特性于一体 ,大大提高了纳米材料的抗菌和空气净化效果 ,因此 ,稀土纳米材料及其应用已成为当前的一个热点 ,但其卫生安全性还未引起人们的足够重视。因此 ,笔者概要地介绍了纳米抗菌材料的基本性质 ;回顾了国内外纳米抗菌材料卫生安全性的研究现状 ;并进行了初步的动物红细胞脆性试验。试验结果发现豚鼠接触该类稀土纳米材料后 ,红细胞的脆性与对照组相比降低明显 ,提示过量的使用稀土纳米材料会对机体产生不良的影响。笔者最终提出了可能存在的作用机理 ,即纳米材料粒径很小 (0 .1～ 10 0 .0nm) ,具有独特的小尺寸效应和表面效应 ,极大的比表面积使得纳米材料吸附能力很强。稀土离子以纳米级的金属氧化物作为载体 ,更易被绑定并穿过细胞膜 ,从而对红细胞的脆性造成了很强的破坏 ,故脆性值较正常对照组显著增加。     

基于数字地球的矿山管理信息系统的实现

针对目前矿山管理信息系统中出现的问题,设计了基于数字地球的三维可视化矿山管理信息系统。系统采用B/S和C/S混合架构的模式。矿山管理者和政府监管部门可通过互联网直接定位矿山,了解矿山安全生产信息,为矿山安全生产提供决策及技术支持。     

高氨氮稀土废水短程硝化试验研究

本试验以生活污水处理厂CASS池活性污泥为接种污泥,通过好氧-高效沉淀组合反应器进行AOB菌的富集驯化,并用驯化后的污泥对高氨氮稀土废水进行批次试验研究。以人工配水作为模拟废水进行的AOB菌筛选与驯化试验共运行32 d,进水总氮负荷从0.29 kg/(m3·d)提升至5.25 kg/(m3·d),亚硝态氮积累率达90%以上。驯化完成后,用广西某稀土冶炼企业所产生的稀土废水作为进水共进行4个批次试验,考察短程硝化对稀土废水的去除效果。结果表明,经过一个月的培养驯化,短程硝化污泥对高氨氮稀土废水具有较高的转化效果,出水亚硝态氮积累率较高,出水亚硝态氮与氨氮比值约为1.32左右,符合厌氧氨氧化反应器进水的要求。     

ZnAlFe类水滑石的制备及其吸磷性能的研究

用共沉淀法制备了系列锌铝铁类水滑石(LDH)并考察了LDH的吸磷性能.结果表明,n(Zn)∶n(A1)∶n(Fe)=2∶0.2∶0.8时,LDH对磷酸根的吸附能力最好.温度为30℃,初始pH值为6时,磷饱和吸附容量达51.81 mg/g.吸附前后LDH的XRD和FT-IR分析表明,LDH主要通过表面吸附、离子交换以及形成Zn3(PO4)2·4H2O层来实现磷酸根的去除.     

一体式好氧膜生物反应器的氮转化试验研究

一体式好氧膜生物反应器（Integrated aerobic membrane bio-reactor,简称IAMBR）内提供了世代时间较长的硝化菌生长环境，从而使得硝化作用增强。从氨氮浓度与亚硝酸氮浓度比值随天数变化，氨氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化，亚硝酸氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化角度分析了IAMBR内氮的转化情况，得出氨氮去除主要依靠膜生物反应器内的好氧污泥，并且IAMBR可用于去除氨氮的结论。     

泄爆面积对柱形容器泄爆过程压力影响

为了研究泄爆面积对柱形压力容器泄爆过程中压力变化的影响,采用经典流体力学软件FLU ENT在泄爆口直径分别为50、80、100mm情况下对容器内甲烷和空气混合气体泄爆过程进行了数值模拟,研究了不同情况下容器内压力发展变化规律以及爆炸流场参数分布。结果表明当泄爆压力为0.04MPa,泄爆口直径50mm时,泄爆口开启后压力容器内压力呈现继续上升趋势;泄爆口直径为80、100mm时,泄爆口开启后压力均立即下降,采用直径100mm泄爆口时压力下降速率更快,容器内压力降至环境压力所需时间更短。