Real time alteration of a nuclear waste glass and remobilization of lanthanide into an interphase

The development of predictive models for the long term evolution of nuclear waste glass requires the complete knowledge of the glass dissolution at the laboratory scale. A new approach was developed to determine the initial reaction during the first steps of experience, a new concept was developed, based on the combination of dynamic leaching test and the characterization of the altered materials. With this experimental set-up it is possible to follow in real time the glass alteration process at a fine temporal scale. The results put in evidence a singular behaviour of the lanthanide, shown by a concentration peak of La, Nd and Ce after 2 h and a quick decrease of their concentration measured on line in the solution during the leaching test. This fact is directly linked to the development of an interphase (altered layer which differs from the initial solid by its texture, structure and chemical composition) at the interface of the glass surface and the leaching solution. This work is an attempt to integrate the formation of the alteration products (here the interphase) during leaching into the dissolution mechanisms of a nuclear waste glass. A model is proposed and discussed.     

考虑侧壁阻力的顺层边坡失稳机制及稳定性评价∗

侧壁阻力作用下,顺层边坡主滑方向将偏离岩层倾向,其变形及失稳机制具有典型特征。以四川盆地马边河流域某顺层边坡为例,基于其工程地质条件,总结顺层边坡不同变形区域的特征,结合失稳边界条件研究了考虑侧壁阻力的顺层边坡失稳演化机制;最后,对比主滑方向偏离岩层倾向与否的受力差异,分析考虑侧壁阻力的顺层边坡三维稳定性,并研究了各影响因素的作用效应。结果表明：（1）考虑侧壁阻力的顺层边坡变形可划为失稳滑走区、滑坡区和稳定区,滑坡区包含滑动区和蠕滑变形区,滑动区岩体滑动后解体风化为碎、块石土,蠕滑变形区受侧壁阻力影响岩体仅变形拉裂;（2）顺层边坡经岩体劣化和前缘临空后,总体呈下部滑动、中部蠕滑拉裂的顺层临空-后退式破坏;滑动区边界受前缘及侧壁临空控制,长度与侧壁冲沟下切段长度相近;蠕滑变形区部分侧壁由节理面转化为挤压带,侧壁阻力增大,稳定性高于临界失稳状态;受侧壁阻力及滑体厚度控制,蠕滑变形区与稳定区界限处因滑体厚度削薄而拉裂;（3）建立了考虑侧壁阻力的顺层边坡稳定性系数计算式,以及岩层倾角δ、滑面倾角α、主滑方向偏离岩层倾向夹角β 三角度间的换算关系式,侧壁摩擦系数和β 越大,侧壁阻力越利于顺层边坡稳定。     

小清河沿岸土壤中多环芳烃的污染特征、来源解析及生态风险评价

为探究山东省小清河流域土壤中多环芳烃(PAHs)的污染特征、来源及生态风险,于2021年6-7月采集了小清河沿岸30份土壤样品,利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)测定其中16种优先控制PAHs的质量分数,采用特征组成比值法和主成分分析法对PAHs来源进行解析,采用风险商值法进行生态风险评价.结果表明,16种PAHs在所有样品中均有检出,总质量分数为59.07～800.86 ng/g,平均值为194.64 ng/g;其组成以高环PAHs为主,平均占比为:高环(45.70％)＞中环(30.24％)＞低环(24.06％);石油、煤和生物质燃烧源是土壤样品中PAHs的主要来源;7种致癌性PAHs是生态风险的主要来源,其中苯并(a)芘(BaP)和二苯并(a,h)蒽(DBA)的贡献最高;该研究区域土壤中PAHs生态风险较低,但个别采样点污染较重,加之小清河即将复航的影响,须重点关注潜在生态风险.     

生物炭施用两年后对热带地区稻菜轮作土壤N2O和CH4排放的影响

通过探究生物炭施用两年后对海南典型稻菜轮作模式土壤氧化亚氮（N₂O）和甲烷（CH₄）排放的影响,旨在明确生物炭在该模式下对温室气体排放的长期效应,可为我国热带地区稻菜轮作系统N₂O和CH₄减排提供理论依据.田间试验共设置4个处理,分别为：不施氮肥对照（CK）、施氮磷钾肥（CON）、施氮磷钾肥配施20 t·hm^-2生物炭（B1）和施氮磷钾肥配施40 t·hm^-2生物炭（B2）处理.结果表明：①相较于CON常规施氮处理,B1和B2添加生物炭处理显著减少了早稻季32%和54%的N₂O排放,但在晚稻季B1和B2处理显著增加了31%和81%的N₂O排放,辣椒季N₂O的累积排放量则显著高于早稻和晚稻季,且B1处理显著减少了35%的 N₂O的排放,B2处理相较于CON处理无显著性差异;②B1和B2比CON处理显著减少了早稻季63%和65%的CH₄排放,在晚稻季B2处理显著增加了41%的CH₄排放,B1处理相较于CON处理无显著性差异,辣椒季各处理CH₄的累积排放量无显著性差异;③晚稻季贡献了稻菜轮作系统主要的总增温潜势（GWP）,CH₄的排放量决定了GWP和温室气体排放强度（GHGI）的大小.生物炭施用两年后,B1降低了整个稻菜轮作系统的GHGI,B2增加了GHGI,并达到显著水平,但B1和B2处理在早稻季和辣椒季显著降低了GHGI,仅B2处理在晚稻季增加了GHGI;④B1和B2相较于CON处理显著增加了早稻产量33%和51%,且B1和B2处理显著增加辣椒季产量53%和81%,晚稻季除不施氮肥CK处理外,其它处理产量无显著性差异.研究结果表明,热带地区稻菜轮作系统温室气体排放的大小主要取决于晚稻季的CH₄排放,而生物炭施用两年后仅低量生物炭配施氮肥有显著的减排作用,但高低量生物炭配施氮肥对早稻和辣椒季作物增产具有持续性.     

秸秆生物质炭处理重金属废水研究现状及展望

秸秆生物质炭作为一种新型吸附剂,具有原料丰富、可再生、低成本等优势,在重金属废水处理领域具有广阔的应用前景.本文综述了秸秆生物质炭材料制备,分析了秸秆生物质炭对重金属吸附机制,讨论了秸秆生物质炭在重金属废水处理中的应用,并结合生物质炭材料的制备和应用中存在的问题,提出吸附机理、吸附容量和再生性能等有待进一步深入研究的展望.该综述加深了对重金属废水处理中秸秆生物质炭的作用机制的科学认识,为秸杆生物质炭材料的开发及其在重金属废水净化领域的应用提供了重要参考.     

河口−近海环境新污染物的环境过程、效应与风险

本研究详细分析了天津市5条主要入海河流中新污染物的分布特征及其生态风险。采集2023年丰水期和2024年枯水期的样品,运用高效液相色谱−质谱联用技术对该区域15种典型新污染物进行了定量分析。研究表明,新污染物的浓度和生态风险系数（risk quotient,RQ）在不同水文时期表现出显著差异,药品和个人护理品在丰水期的RQ显著高于枯水期,而农药在丰水期因降雨导致的稀释效应表现出较低的风险,部分新污染物在特定区域的RQ超过了安全阈值,表明这些区域面临较高的生态风险和复合污染。本研究强调了根据水文变化制定差异化的污染物管理策略的重要性,并为未来天津市及其他类似区域的环境保护和污染控制提供了科学依据。

     

氨基改性MCM-41对水中1,2-二氯乙烷的吸附

为治理地下水中氯代烃污染,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性试剂,采用共聚法制备NH₂-MCM-41。利用XRD、SEM、TEM、BET和FT-IR对材料结构进行表征,并研究材料对水中1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)的吸附行为。结果表明：氨基取代部分硅羟基,造成孔道毛糙,未改变材料的六方堆积结构;改性后材料比表面积、孔容、孔径分别减小了约10%、25%和26%。氨基的引入增强了材料对1,2-DCA的亲和力和吸附能力,吸附容量由11.75 mg·g⁻¹增加到15.59 mg·g⁻¹,提升32.68%;NH₂-MCM-41对1,2-DCA吸附初始阶段受物理吸附控制,后续过程主要受化学吸附控制;颗粒内扩散拟合表明颗粒内扩散过程是主要控速步骤;等温吸附拟合说明材料吸附位点分布均匀,吸附过程中单层与多层吸附共存;在温度为20 ℃,pH为7时NH₂-MCM-41对1,2-DCA的吸附效果最佳;腐殖酸(HA)和共存阴离子对 NH₂-MCM-41吸附1,2-DCA起抑制作用。由此可知,NH₂-MCM-41能够有效地吸附水中1,2-DCA。该研究成果可为地下水氯代烃污染治理提供相关参考。     

水洗联合固化处理电解锰渣

为减少电解锰渣中主要污染物锰离子和氨氮含量,降低其对环境的污染,采用水洗联合固化法处理电解锰渣,通过改变水渣比、洗涤次数、搅拌时间,固化剂添加比例,观察锰渣水洗及固化过程中锰离子、氨氮的质量浓度变化并确定最佳水洗固化条件。研究表明,水渣比为2,洗涤2次,搅拌时间30 min为最佳水洗条件,此时锰渣浸出液Mn²⁺、NH₃-N的质量浓度分别为106.65和40.05 mg·L⁻¹;向水洗后锰渣中添加0.15%的Na₃PO₄、1.00%的生石灰,0.75%的水泥和0.50%的粉煤灰为最佳固化剂添加比例,此时锰渣浸出液Mn²⁺、NH₃-N的质量浓度分别为0.141和1.260 μg·L⁻¹,满足污水综合排放标准。本研究结果表明,对水洗后的锰渣进行固化处理,可以有效降低浸出液中Mn²⁺和NH₃-N质量浓度,可为锰渣无害化处理提供参考。     

多种固废协同处理电解锰渣固锰除氨的最优配比及效果分析

为降低电解锰渣中Mn²⁺和NH₄⁺-N的污染,实现多种固体废物减量化处理,采用锰渣、赤泥、粉煤灰3种大宗固废协同处理,并加入少量生石灰,制备无害化固结体,利用水浸法评估无害化效果,并通过BCR提取、XRD和SEM对最佳处理固结体固锰除氨机理进行分析。结果表明,通过正交实验和单因素优化实验,当固结体中锰渣、赤泥、粉煤灰、生石灰的质量分数分别为30%、44%、24%、2%时,浸出液中可溶性Mn²⁺质量浓度降至5.23 μg·L⁻¹,固化率达99.99%;NH₄⁺-N质量浓度降至0.70 mg·L⁻¹,去除率达到99.93%,pH=8.86,能够满足《污水综合排放标准》 (GB 8978-1996) 最高允许排放浓度和一级标准限值;同时浸出液中Mn²⁺、NH₄⁺-N的质量浓度均满足《锰渣污染控制技术规范》 (HJ 1241-2022) 中锰渣利用污染控制要求,可以作为替代原料用于生产除水泥之外的其它建筑材料产品。赤泥、生石灰为处理体系提供碱度,粉煤灰增加胶凝作用,使得无害化处理效果良好。本研究结果可为大宗固废协同无害化、减量化处理提供参考。     

基于ARMA模型磁暴抑制的地震TEC异常分析∗

地震孕育的过程中会影响电离层的粒子浓度（TEC）,因此可以通过 TEC 数据分析地震异常信息,但是 TEC 数据相较地震事件受太阳活动影响更大,所以以往的研究通常只能选择太阳活动较为平静的时期。受磁暴影响 TEC 数据无法正常反应 2021 年云南大理州等地的地震异常信息,因此抑制磁暴干扰就显得格外重要。在滑动四分位法的基础上提出一种基于 ARMA 模型的 TEC 数据磁暴抑制方法,通过重新拟合磁暴发生前后的 TEC 数据, 从而代替原始数据进行分析,在一定程度上降低磁暴对地震的信息的影响,然后提出一种地震特征及其相关性的模型对 TEC 异常和地震事件的相关性程度进行分析。基于 IGS 数据分析中心提供的全球电离层电子浓度数据,分别对 2021 年云南大理州漾濞县 6.4 级地震和青海果洛州玛多县 7.4 级地震进行仿真分析,分别使用传统的滑动四分位法和滑动窗口法,并通过提出的相关性模型对磁暴抑制前后的特征和事件相关性结果进行对比,结果表明去除磁暴后的特征与地震相关性增加约 13~18%。