红色黏土对磷的吸附性能及其机理初探

研究了采自江西鹰潭和江苏宜兴2地荒地亚层(20～40 cm)11种红色黏土的理化性质,比较了其对2种不同质量浓度(35和50 mg.L-1)磷酸二氢钾溶液中磷的吸附性能。结果表明,11种红色黏土对35和50 mg.L-1磷标准溶液的磷吸附量分别为0.52～0.86和0.52～1.18 mg.g-1,其中采自江苏的S9土样对2种浓度磷标准溶液的磷去除率均达90%以上;红色黏土中的铁、铝氧化物是除磷的主要控制因素,溶液中的磷主要与红色黏土中铁、铝氧化物相结合形成难溶性Fe-P和Al-P,土壤氧化铝含量与除磷效果呈显著正相关。可以通过向红色黏土及其他吸附剂中加入适量的铁、铝氧化物以提高对磷的吸附性能。     

哈尔滨地区风尘黄土重矿物特征及物源分析

哈尔滨地区分布有很多第四纪以来的风尘黄土沉积物。风尘黄土已被证实为干冷天气条件下,大风吹扬起来的沙尘沉积而形成的。针对这些沙尘物质的来源问题,采用从源到汇的物源示踪方法,采集了哈尔滨地区具有代表性的风尘黄土沉积物,以及松花江及其主要支流的河流沉积物、科尔沁沙地沉积物以及吉林地区的黄土沉积物作为主要研究对象,利用沉积物中重矿物组合、特征矿物,重矿物的百分含量、稳定系数、石英/长石、ZTR指数、ATi指数和GZi指数等多项指标进行分析,并结合东北地区岩性分布以及亚洲季风特征。研究结果显示,哈尔滨地区各地分布的风尘黄土各项重矿物指标具有很好的一致性,且与近源的松花江等河流沉积物相同;哈尔滨地区沿松花江干流河谷分布的风尘黄土沉积物物源主要来自于近源的松花江流域内的大小兴安岭及东部山地广泛分布的花岗岩类的风化碎屑。     

高炉矿渣对铝电解废旧阴极炭焚烧中氟化物的迁移转化行为影响

废旧阴极炭（Spent potlining）是铝电解行业产生的一种高无机氟含量危险废物.本研究以高炉矿渣（Blast furnace slag）为添加剂与废旧阴极炭混合焚烧,模拟计算有关反应的吉布斯自由能,研究焚烧过程中氟化物的转化和稳定化行为.结果表明,高炉矿渣中的钙基化合物可促进废旧阴极炭中的NaF和Na₃AlF₆转化为稳定的CaF₂. 在850 ℃、焚烧1 h的条件下,废旧阴极炭和高炉矿渣混合样（4/6,质量比）水溶性氟浸出率降低42.27%;同时,减少HF释放可使氟化物保留率提高3.85%.高炉矿渣的掺入将其中93.50%的氟化物固定于底渣中,显著降低了废旧阴极炭的浸出毒性.高炉矿渣中的SiO₂和Al₂O₃促进了NaF向CaF₂的热转化行为,高炉矿渣参与焚烧使得焚烧底渣颗粒更加疏松、分散,底渣的 氟化物主要以Ca₄Si₂O₇F₂形态存在,表明高炉矿渣具有协同处置废旧阴极炭的良好性能.     

Application of aluminosilicate clay mineral-based composites in photocatalysis

Aluminosilicate clay mineral (ACM) is a kind of typical raw materials that used widely in manufacturing industry owing to the abundant reserve and low-cost exploring. In past two decades, in-depth understanding on unique layered structure and abundant surface properties endows ACM in the emerging research and application fields. In field of solar-chemical energy conversion, ACM has been widely used to support various semiconductor photocatalysts, forming the composites and achieving efficient conversion of reactants under sunlight irradiation. To date, classic ACM such as kaolinite and montmorillonite, loaded with semiconductor photocatalysts has been widely applied in photocatalysis. This review summaries the recent works on ACM-based composites in photocatalysis. Focusing on the properties of surface and layered structure, we elucidate the different features in the composition with various functional photocatalysts on two typical kinds of ACM, i.e., type 1:1 and type 2:1. Not only large surface area and active surface hydroxyl group assist the substrate adsorption, but also the layered structure provides more space to enlarge the application of ACM-based photocatalysts. Besides, we overview the modifications on ACM from both external surface and the inter-layer space that make the formation of composites more efficiently and boost the photo-chemical process. This review could inspire more upcoming design and synthesis for ACM-based photocatalysts, leading this kind of economic and eco-friendly materials for more practical application in the future.     

基于成土母质的矿产资源基地土壤重金属生态风险评价与来源解析

矿产资源基地具有资源经济与环境污染双重属性,阐明土壤重金属的空间分布特征、污染现状及其来源,有助于甄别“自然污染”和“人为污染”.以滦河流域滦平县红旗镇钒钛磁铁矿资源基地为研究对象,采用地累积指数、内梅罗指数和潜在生态风险指数评价土壤重金属污染特征,利用冗余分析(RDA)和正定矩阵因子分解法(PMF)解析土壤重金属污染来源.结果表明,矿产资源集中的中基性角闪岩类和片麻岩类变质岩母质的Cr、 Cu和Ni含量平均值是其他成土母质的1～2倍,Pb和As含量平均值低于其他母质区.河道冲洪积母质Hg含量平均值最高,Cd在中基性片麻岩类变质岩母质、酸性流纹质火山岩母质和河道冲洪积母质中含量平均值较高.土壤重金属地累积污染程度(I_geo)依次为：Cd>Cu>Pb>Ni>Zn>Cr>Hg>As.内梅罗综合污染指数(P_N)变化范围为0.61～18.99,样点中10.00%和8.08%分别达到中度、重度污染,内梅罗单因子指数(P_i)显示中基性角闪岩类和片麻岩类变质岩母岩区的Cu、 Cd、 Cr和Ni...     

糠醛树脂防砂工艺在临盘油田的应用

针对临盘油田盘河区块地层砂粒细、泥质含量偏高,导致油井实施高压充填防砂后大面积堵塞、小井眼防砂措施有效率偏低两方面的问题,成功试验引进糠醛树脂防砂工艺。2010年初至2011年末,共在临盘油田试验22口井,有效率达86.3%,累计增油13 319.1t。该技术在临盘油田的成功应用,为同类油藏的防砂和开发提供了宝贵的经验和数据,具有重要的理论和实践意义。     

考虑地层蠕变特性的盾构隧道施工对邻近桥桩影响和保护措施*

为探讨地层蠕变特性盾构隧道施工对邻近桥桩变形影响,基于Burgers模型建立本构数值模型,并采用FLAC3D软件进行计算。结果表明:盾构隧道贯通后,邻近桥梁承台基础变形持续增加,变形趋于稳定至少需要1 a时间,且累计变形值将超过桥梁桩基础允许变形值;提出隔离桩和盾构隧道周围地层注浆加固2种保护措施。研究结果可为评估盾构隧道施工对邻近桥桩影响程度和制定邻近桥桩保护措施提供参考。     

天然沸石结构对合成分子筛吸附脱氮性能影响

针对污水厂尾水深度脱氨问题,从国内几个典型的天然沸石矿床中选取了4种天然沸石（记为A、B、C、D）,运用直接碱溶-水热晶化合成工艺制备分子筛,测定了各自的氨氮吸附性能;并采用XRF、XRD等表征方法,对比分析了4种天然沸石在元素组成及矿物含量方面的差异,结合4种合成产物的晶体结构、元素组成、表面形貌分析结果,探讨了天然沸石材料特性对合成产物吸附性能的影响.结果表明：与沸石原料相比,4种合成产物的氨氮吸附性能均得到明显提升,其中C和A沸石合成产物的氨氮吸附量较高,均达到15mg/g以上;合成产物的氨氮吸附性能与沸石原料的碱溶性硅溶出量有正相关关系;碱溶性硅主要来自于天然沸石原料中的方石英、斜发沸石、丝光沸石、透长石等矿物组分,而结构稳定的石英不易被碱溶活化利用.合成产物为含有不同类型分子筛及其它矿物成分的混合物,碱溶性硅溶出量高的C和A沸石均合成了A型、X型分子筛,氨氮吸附性能较好;而B和D沸石合成产物主要为孔径小于铵根离子粒径的方钠石分子筛,其氨氮吸附性能较差.因此,利用天然沸石合成分子筛用于污水脱氨时,应尽量选择石英矿物含量少、碱溶性矿物占比高的沸石原料.     

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.     

咸淡水界面上含水介质的水敏感性研究

在野外水文地质调查的基础上,采集大沽河下游咸水入侵区砂样,通过室内渗流柱咸淡水驱替试验,分别研究了盐度突变和渐变条件下咸淡水界面上含水介质的水敏感性.研究结果表明,在盐度突变条件下含水多孔介质的渗透系数下降了50.0%,而在盐度渐变条件下渗透系数只下降了25.1%,溶液盐浓度递减速率越快则渗透性降低程度越大;随着渗透时间的延长,渗透系数可降低1～3个数量级,且渗透性的降低具有不可逆性.另外,本区渗透性发生变化主要是由伊利石、高岭石和绿泥石这些非膨胀性粘粒在渗流柱内迁移和沉积引起的.