模拟酸雨对石灰岩的破坏和表面腐蚀

硫酸是酸雨中腐蚀石灰岩的最主要成分,以不同pH值(4.0,5.6)的稀硫酸溶液模拟酸雨对石灰岩进行淋溶处理,研究不同酸度酸雨对石灰岩腐蚀的影响,包括溶液中pH值变化,Ca2+离子浓度变化、石灰岩表面粗糙度变化、重量损失和表面结构变化.结果表明,不同酸度酸雨淋溶后石灰岩都受到一定程度的影响,随着模拟酸雨酸度的增大,Ca2+的释放量呈上升趋势;Ca2+溶出速率,与H+的消耗速率不呈现明显的相关关系;经过120 h酸雨淋溶后,石灰岩重量损失率在0.083%～0.25%.酸雨淋溶后石灰岩表面结构产生了腐蚀,表面粗糙度增加,孔隙变深变宽,并在一定程度上缓解了酸雨的进一步腐蚀.表明高酸度雨水对南京六朝石刻等石灰岩建筑有影响.     

方解石粉钝化太湖水中磷的能力及影响因素

利用轻质、重质和纳米方解石粉进行了去除太湖水中磷的实验研究,单位重量方解石粉除磷量与溶液中磷浓度正相关,轻质和重质方解石粉除磷规律符合Langmuir吸附等温式,极限除磷量分别为0.387 mg/g和0.351 mg/g,纳米方解石粉除磷规律符合Freundlich吸附等温式.方解石粉BET比表面积是影响方解石粉除磷能...     

Comparison of the solution behaviour of a pyrite-calcite mixture in batch and unsaturated sand column

A successful application of reaction transport algorithms to calculate the chemical evolution of natural systems requires accurate methods to compute the rates of mineral/fluid surface reactions. Regarding the transport of radio-nuclides in mining dumps the dissolution of minerals is of special importance. Using a kinetic rate law of the mineral dissolution verified for unsaturated conditions will allow a realistic modelling of the mineral weathering in the environment. Dissolution rates of minerals in an aqueous solution are determined by several characteristics. These are surface reaction rates, morphology of the mineral's surface and, in case it is the unsaturated zone, the degree of the water saturation. For this process, the quantity of the particle surfaces which are in contact with percolating water is most decisive. In order to study the differences of mineral dissolution under saturated and unsaturated conditions batch and column experiments were carried out with a pyrite-calcite mixture. The experimental results were verified by calculations. Comparing the dissolution in batch with those in the column experiment, which was performed with a water flow velocity of 0.64 cm/day and was analyzed in the region of a water saturation of 0.11, one can conclude that only a small portion of about 5% of the grain surface is chemically reactive in this unsaturated flow.     

HCI改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na 的交换量并提高了沸石H 的交换量相关.     

强制对流换热器表面CaCO3附着垢方解石及文石晶体质量分数变化分析

利用工业循环冷却水动态模拟循环装置,对模拟换热器壁面CaCO3附着垢晶体进行了XRD衍射分析表明,CaCO3附着垢晶体主要由方解石和文石两相所组成。结合方解石和文石晶体物相含量的XRD定量分析,分析了随着循环水流速增大,两者的质量分数变化关系。研究表明,当水流速度从0.401 m·s-1升高至1.338 m·s-1时,CaCO3附着垢中方解石和文石的质量分数分别呈现降低和增加趋势,且附着垢中文石的质量分数明显比方解石的质量分数偏高。从CaCO3晶体的生长以及CaCO3晶粒所受的附着力与水流剪切应力角度分析了上述变化的原因。     

HCl改性沸石和方解石复合覆盖层控制底泥氮磷释放的效果及机理研究

提出了HCl改性沸石和方解石复合覆盖控制底泥氮磷释放的新方法,利用摇床振荡试验和底泥氮磷释放控制模拟试验,设计了5种底泥处理方案,重点针对HCl改性沸石和方解石复合覆盖技术研究了其抑制底泥氮磷释放的效果及机理.结果表明,方解石覆盖层可以较好地抑制底泥磷的释放,而对底泥氨氮释放的抑制效果较差.天然沸石和方解石复合覆盖层不仅可以有效地抑制底泥氨氮的释放,而且可以有效地抑制底泥磷的释放.采用HCl对沸石进行改性,可以提高沸石和方解石复合覆盖层抑制底泥磷释放的效率,模拟期间复合覆盖层对底泥磷释放通量的抑制率由天然沸石的84%提高到HCl改性沸石的91%.采用HCl对沸石进行改性,降低了沸石和方解石复合覆盖系统有效控制底泥氨氮释放的持续时间,与天然沸石相比,相同投加量条件下HCl改性沸石有效控制底泥氨氮释放的持续时间缩短了1/3左右.采用HCl对沸石进行改性增强了复合覆盖系统抑制底泥磷释放效率的机理与HCl改性降低了沸石Na⁺的交换量并提高了沸石H⁺的交换量相关.     

Stem Growth of Picea Abies in South Western Sweden in the 10 Years Following Liming and Addition of PK and N

Liming and/or application of specific nutrients have been proposed as countermeasures to the acidification of forest soils in southern Sweden. In this study the stem growth of Picea abies (L.) Karst. growing on acidic mineral soils in SW Sweden was investigated 10 years after additions of lime (Ca; 3000 kg lime ha⁻¹), lime plus P (25 kg ha⁻¹) and K (80 kg ha⁻¹), or N in low doses (2 × 10 kg ha⁻¹ yr⁻¹) (treatments: CaPK, Ca, N, CaPKN, and 2Ca2P2K, respectively). Compared with the control, stem growth was increased following all treatments involving lime additions, including liming alone. The PK addition did not seem to affect growth. The most plausible cause of the observed growth increases was that the lime additions indirectly increased the supply of plant-available N. The annual low-dose N addition did not significantly affect growth. This suggests that air-borne deposition of N, which supplies very small doses of N throughout the year, has a minor or even negligible influence on P. abies growth.     

海水条件下Cd-CaCO3共沉淀过程的动力学表达:方解石

采用稳定加液系统对海水中方解石(CaCO3)沉淀形成时镉元素(Cd)的共沉淀现象进行了实验模拟,并对Cd-Ca-CO3共沉淀过程中Cd的分异行为进行了定量评估。实验结果显示:Cd在共沉淀过程中发生了明显的分异,基于方解石沉淀和海水溶液各自Cd/Ca比值计算得出的分异系数分别为33.0～61.8(5℃)、31.8～55.0(15℃)和17.4～31.8(25℃)。在各个温度下,DCd值都随着方解石沉淀速率的增加而有规律的下降。进一步分析表明温度和碳酸根浓度是影响Cd分异行为的根本因素。这一实验结果对于Cd/Ca古海洋指标的应用具有重要的参考价值。     

产脲酶菌株Sporosarcina ureilytica ML-2诱导方解石沉淀矿化Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）研究

微生物诱导方解石沉淀（MICP）作为一种新兴的重金属生物治理技术已逐渐成为研究热点.基于脲酶作为MICP反应的核心驱动力,本研究筛选获得1株拥有致密胞外聚合物,且产脲酶活性和菌体Zeta电位强于产脲酶代表性菌株Sporosarcina pasteurii的MICP功能菌株Sporosarcina ureilytica ML-2.在生物矿化50 mg·L^-1 Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）离子实验中,Cd（II）较Pb（II）和Cr（VI）对菌株ML-2产脲酶代谢活性存在显著性抑制（p<0.01）,实验组仅24 h和48 h即可去除全部的Pb（II）和Cd（II）,而96 h时仅能去除约12.14%的Cr（VI）.生物沉淀SEM形貌显示不同类型重金属可通过影响生物矿化过程无机晶体成核生长方向,从而改变沉淀形貌;EDS表征证实菌株ML-2可通过诱导方解石沉淀有效固定Pb（II）和Cd（II）,而对Cr（VI）无法实现有效固定;FTIR表征则证实羧基、羟基、胺基和烷基等功能基团共同参与重金属的矿化固定.结合天然方解石吸附初始浓度为200 mg·L^-1的Pb（II）、Cd（II）和Cr（VI）离子实验及对应沉淀的XRD图谱,再一次证实Pb（II）以方解石钙位点替代形式被矿化成白铅矿（PbCO₃）,Cd（II）的目标矿化产物菱镉矿（CdCO₃）可能因质量分数过低等原因虽未被检出,但依然实现了高效固定,并再次确认MICP无法有效固定Cr（VI）.最后,MICP矿化固定Pb（II）和Cd（II）污染的过程模型被构建,将为后续的扩大应用提供理论指导.     

开放系统下方解石对邻苯二甲酸的吸附

通过批量平衡法,研究开放系统条件下方解石对邻苯二甲酸的吸附特性.结果表明:1邻苯二甲酸在方解石上的吸附3 h后渐趋平衡,一级动力学方程与二级动力学方程都能较好拟合吸附过程;2当p H从7.7增加到9.7时,邻苯二甲酸的吸附率逐渐降低,溶液中HCO-3和CO2-3的竞争效应及方解石表面的静电效应是其主导因素;3邻苯二甲酸的吸附率随离子强度升高而减少,这是由于电解质的"盐效应"作用增大了竞争离子HCO-3和CO2-3的浓度;4与间、对苯二甲酸相比,邻苯二甲酸的吸附率明显较高,可能是由于邻苯二甲酸的两个羧基距离较近,容易在方解石表面形成环状的络合物结构.通过研究邻苯二甲酸在方解石上的吸附特性,有助于了解二者的相互作用机制,为利用方解石去除环境中的邻苯二甲酸提供理论支持.