粉煤燃烧过程中细粒子形成机理的研究

煤是一种有机沉淀岩，主要包括有机碳化合物和无机矿物。在燃烧的高温条件下，煤中的矿物质首先经历热分解和气化，当烟气冷却时，它们经过冷凝成核、凝结和团聚等作用，形成大量细粒子。这些细粒子的排放会对大气环境和人类健康造成严重的影响。研究燃烧过程中细粒子的形成机理将为其污染防治提供理论基础和科学依据。本文系统地综述了煤燃烧过程中矿物质和痕量元素的气化、冷凝成核、表面凝结、团聚的机理、模拟和预测方法以及细粒子形成机理的研究进展。     

添加剂升温烧蚀法在制备新型介孔水环境净化材料中的应用

首次探索了一种破坏式造孔与有机复合相结合的新方法以制备介孔复合水环境净化材料,使最终产品成为一种具有广谱孔结构分布的复合环境材料。详细介绍了该方法的第二步工艺即添加剂升温烧蚀法,在优化后的最佳条件下,产品的孔径得到了进一步扩大,其中部分孔道直径可达至介孔级,同时材料的表面得到了进一步活化。经此步工艺后,所制备的中间产品染料吸附量是原材料的194倍,是酸洗刻蚀后产品的122倍;24h吸湿率是原材料的38倍,是酸洗刻蚀后产品的19倍。     

页岩砖生产过程中用城市污泥为部分原料的试验研究

研究了利用城市污泥为部分原料生产页岩砖的生产试验。实验研究结果表明，在页岩粉中加入质量百分比为10％干污泥，烧结成砖，砖的各项性能符合国家标准，不仅可以节约燃煤和矿物资源，提高砖的隔热保温性能，而且可以大量资源化处置利用城市污泥。     

污泥造肥技术的探讨

污泥是污水处理厂处理污水所排放的固体废弃物，因无较好的处理办法，常污染环境，给城市带来了困扰，为此总结出了3种污泥造肥方法，并对污泥肥进行了冬小麦、玉米、油菜施肥试验，结果表明可使作物大幅度增产。     

元素和矿物组成揭示的金沙江干热河谷黄土状物质的物源

利用沉积物解读古环境信息的前提是必须清楚它的物源。金沙江干热河谷中存在的黄土状物质为解读金沙江河谷环境演化提供了一种物质载体。论文从物质组成相似性方面来研究金沙江干热河谷中黄土状物质的主要来源。通过测试分析黄土状物质以及其可能的物源,包括金沙江河漫滩、古堰塞湖沉积物以及金沙江流域山原红壤的元素和矿物组成后发现:金沙江古堰塞湖沉积物在常量元素、微量元素和矿物组成上与黄土状物质最为接近,说明古堰塞湖沉积可能是金沙江干热河谷黄土状物质的主要物源,这一结论与作者在野外观察到的凡有黄土状物质分布的地区,在附近就能找到古堰塞湖沉积的现象是一致的。     

富铁酸性硫酸盐体系施氏矿物附着包裹硫杆菌的Fe2+氧化能力研究

探究富铁酸性硫酸盐体系次生铁矿物附着包裹硫杆菌的Fe~(2+)氧化活性,对揭示次生铁矿物调控酸性矿山废水形成过程具有指导意义.本研究首先采用摇瓶实验合成次生铁矿物—施氏矿物,然后将脱水后的0.1、0.2、0.3及0.4 g施氏矿物直接或溶解后加入到pH为2.50的富铁酸性硫酸盐体系(改进型9K液体培养基)中进行Fe~(2+)氧化,分析体系pH、Fe~(2+)氧化率、次生铁矿物产生量等相关指标.研究表明,氧化亚铁硫杆菌在脱水施氏矿物的附着包裹量为2×10~8cells·g~(-1).0.1、0.2、0.3及0.4 g施氏矿物直接加入体系经过108 h培养,pH分别下降至2.28、2.25、2.24及2.22;Fe~(2+)氧化速率随着施氏矿物加入量的增加而增加,且各体系Fe~(2+)氧化率在108 h均达到100%,此时次生铁矿物产生量分别是3.05、3.30、3.61与3.70 g·L~(-1).然而,0.1、0.2、0.3及0.4 g施氏矿物溶解后进入的相应体系经过108 h培养后,pH分别下降至2.19、2.18、2.10及2.02;Fe~(2+)氧化速率随着施氏矿物溶解量的增加而增加,各体系Fe~(2+)氧化率在96 h均达到100%,各体系次生铁矿物在108 h时的产生量分别是6.16、6.44、6.76与7.89 g·L~(-1).可见,施氏矿物对硫杆菌的吸附包裹作用致使体系Fe~(2+)氧化效率降低,次生铁矿物合成量减少,酸化程度减弱.     

阴离子对Acidithiobacillus ferrooxidans氧化活性及次生铁矿物形成影响

酸性矿山废水（AMD）具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重（类）金属的特点,采用生物矿化方法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变,对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生,提高中和效率具有实际意义.通过模拟酸性矿山废水,考察了Cl^-、NO₃^-、PO₄^3-3种阴离子对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A.ferrooxidans）体系中pH值、Fe²⁺氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明,高浓度阴离子对A.ferrooxidans氧化Fe²⁺能力具有抑制作用.A.ferrooxidans对阴离子的耐受性依次为PO₄^3- > NO₃^- > Cl^-.阴离子浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,其对Fe²⁺的生物氧化速率基本没有影响.但高浓度阴离子会通过抑制A.ferrooxidans的氧化活性,从而间接影响Fe³⁺的水解成矿过程,导致培养终点时总Fe沉淀率降低和次生铁矿物产量减少.受Fe³⁺供应速率降低的影响,次生铁矿物的合成途径易向施氏矿物转变.     

5种天然矿物修复铅污染沉积物的实验研究

以重金属离子Pb2+为研究对象,通过吸附解吸实验,研究了沸石、方解石、钾长石、钙基和钠基膨润土等5种天然矿物材料对水体中Pb2+的吸附固定效果,它们的吸附等温线都符合Langmuir等温吸附模型。结果表明试验所用方解石对Pb2+的饱和吸附量约为185mg/g,是其他几种材料的2～3倍,而且方解石对Pb2+具有明显的不可逆吸附现象,使得吸附后的Pb很难解析下来,说明方解石对水溶液中Pb2+的固定能力非常强。利用模拟自然水体性质的电解液对方解石吸附后Pb的生物有效性进行评价,结果表明被方解石固定后Pb的生物有效性非常低。最后结合方解石作为原位活性覆盖材料的经济可行性和生态风险性分析,说明方解石作为重金属污染沉积物修复的原位活性覆盖材料具有较强的实际可操作性,为后继的重金属污染沉积物的原位活性覆盖技术提供理论支持。     

低分子量有机酸对岩源磷释放的实验研究

低分子量有机酸是微生物和植物根系分泌物中重要的组成部分.采用浸泡实验比较了4种常见低分子量有机酸(草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸)对巢湖北岸东部富磷地层中岩源磷的释放量,并对浸提后的部分残渣进行磷的赋存形态分析.结果表明,当有机酸浓度小于5mmol·L-1时,柠檬酸的释磷量最大;大于5mmol·L-1时,草酸和酒石酸的释磷量最大,此时释磷量与有机酸的浓度具有一定的线性关系,其增加趋势远大于浓度小于5mmol·L-1时的增加趋势,而其中草酸和酒石酸又远大于柠檬酸和苹果酸.在有机酸溶液终止pH≥4时,有机酸溶液终止pH与释磷量有较好的线性关系.在50mmol·L-1相同浓度时,草酸对各赋存形态磷转化作用均最大,酒石酸次之.而4种酸对有机磷释放率最大,均高达97%以上,对闭蓄态磷的释放率最小.     

Improved source assessment of Si, Al and related mineral components to PM10 based on a daily sampling procedure

Samples obtained from an industrialized valley in the East Alpine region were collected daily for a half year and analyzed using X-ray fluorescence to examine the elements Si,Al,Fe,Ca,Mg,Na,K,Zn,P,S and Cl.Some factors affecting the changes of these elements were considered,including time,elemental correlations,weekday,weekend and seasonal changes.Diagnostic analysis provided an insight into a decoupling behavior that occursin siliceous and carbonates minerals.A decrease in Si and Al and an increase in carbonates,Na,K,Zn and P were observed during the cold season.However,a consistently high correlation of Si and Al was observed in all seasons.It was established that such high levels originated from street surface abrasion.The increase in variability and absolute levels of carbonates during the cold season was demonstrated by adding carbonates to the street surface as gritting material to increase the grip on snowy surfaces.A marked increase in Na and Cl was observed in winter which may have been caused by thaw salt that is widely used in winter in Austria.This was associated with a significant increase in K,Zn,and P in the cold season that was the result of domestic space heating with wood.PM10 levels in December were 12 μg/m3 and were higher than levels detected in July.It was established that such high levels originated from mineral oxides,wood smoke,and inorganic ionic material(s).