碳酸盐岩地区矿山酸性排水的产生及其防治初探

尾矿中的硫化物在空气、水、微生物等的作用下,发生一系列的物理化学反应,形成矿山酸性排水(AMD)。在碳酸盐岩地区,由于尾矿和围岩中都含有大量对酸具有中和效应的碳酸盐矿物,于是人们一直认为碳酸盐岩地区的尾矿不存在酸污染。而如广西大厂、广东凡口及大宝山、贵州牛角塘等碳酸盐岩地区矿山的尾矿却存在着严重的酸污染,其主要原因是碳酸盐矿物在中和酸水过程中,表面会形成阻止反应进一步进行的次生包壳,碳酸盐矿物的实际中和量达不到其理论值。矿山酸性排水携带大量的重金属离子,对碳酸盐岩地区的生态环境及矿山工程设施带来严重的危害。针对碳酸盐岩地区尾矿自身的特殊性,对新建尾矿堆采用覆盖法,而对已经产酸的尾矿用渗透反应栅法,是防治这类尾矿酸化的有效方法。     

SSD法对西南碳酸盐岩母质区稻田土壤镉污染类型划分研究

在我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域存在现行农用地土壤镉（Cd）污染风险管控标准值偏严的现象,表现为土壤中Cd含量超标而农产品中Cd无安全风险.针对该现实问题,在基于该地区稻米-土壤协同调查数据的基础上,充分考虑了土壤理化性质,通过分析样品中Cd的富集系数（BCF）并利用物种敏感性（SSD）分布模型,对Cd毒性剂量-效应关系进行拟合,最终反推出在不同pH下适用于典型碳酸盐岩类成土母质农用地土壤Cd污染的风险筛选值和管控值.结果表明:当土壤pH在5.5 < pH ≤ 6.5范围时,基于保护90%及10%的水稻品种安全所得的土壤Cd毒性阈值分别为HC₁₀=0.34 mg/kg和HC₉₀=2.00 mg/kg;在pH ≤ 5.5、6.5 < pH ≤ 7.5、pH > 7.5这3个pH条件下,HC₁₀分别为0.22、0.68和0.80 mg/kg,HC₉₀分别为1.64、4.80和9.20 mg/kg,当土壤中Cd含量低于HC₁₀时,表明稻米安全风险较低;当土壤中Cd含量介于HC₁₀~HC₉₀之间时,表明稻米安全具有一定风险,应对稻田土壤采取安全利用措施;当土壤中Cd含量超过HC₉₀时,表明稻米安全具有极高风险,应对稻田土壤采取严格管控措施.研究显示,我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域农产品超标点位主要集中于5.5 < pH ≤ 6.5范围内,表明土壤pH对稻米Cd的富集效应有较大影响,在酸性条件下其富集效应更为显著.      

Ca2+与CO32-协同作用对MAP结晶法去除污泥厌氧消化液中磷的影响

以模拟厌氧消化液为处理对象,进行了磷酸铵镁(MAP)结晶实验,考察了p H值、CO2-3、Ca2+以及CO2-3和Ca2+共存对磷酸铵镁结晶反应的影响;利用扫描电子显微镜(SEM-EDX)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对产物进行了表征.结果表明,随着p H值升高,磷的去除率显著提高,并在p H值为9.5时得到具有良好沉降性能的针状MAP晶体;CO2-3的存在会使磷去除率降低,在实验设定CO2-3浓度最大的条件下,磷去除率降低约17%,同时CO2-3会削弱Ca2+对MAP结晶反应的贡献,但并不改变MAP晶体形态和纯度;Ca2+存在则可以提高P去除率,但对MAP结晶反应抑制作用显著,当体系中n(Ca)/n(Mg)0.65,产物主要以无定形磷酸钙盐为主;在Ca2+与CO2-3共存的体系中,Ca2+可有效地消除CO2-3对除磷效果的影响,随着两者浓度的增加,产物Ca CO3含量增多,磷酸盐则主要以MAP形式沉淀.     

微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展

生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP（微生物诱导碳酸盐沉淀）技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO₃2-饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO₃2-位和Ca2+位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一.      

循环荷载作用下粗粒料与掺砾粘土接触面单剪试验研究

土石坝内部存在较多的接触面,在静、动力荷载作用下,接触面的力学特性对坝体的稳定性具有显著的影响.基于动态单剪仪,开展了粗粒料与掺砾粘土接触面循环单剪试验.试验结果表明,初始剪应力加载方向对相对位移有较大影响:相对位移总是在沿初始剪应力加载方向一侧较大;在一个剪切循环内,正、反向加载时,若剪应力较小,发生剪缩变形,若剪应...     

重庆地区锶盐产业可持续发展对策研究

描述了锶的特性;介绍了锶盐在现代工业、化工及军事工程中不可替代的作用;分析了重庆地区锶矿开采、锶盐加工中存在的问题;提出了解决制约锶盐产业可持续发展瓶颈问题的措施。     

光导纤维氨气敏荧光传感器的研制和应用

以大环冠醚为铵离子中性载体，吖啶橙为荧光ＰＨ指示剂，二者结合于增塑的ＰＶＣ膜中，样品氨浓度变化直接引起膜的荧光强度变化。基于该原理研制成不需内电解质溶液的光导纤维氨气敏荧光传感器。用以测定生活污水的氨氮，精密度实验的平均变异系数为０．９－１．３％；回收率为９５．４％－１０５．６％。     

碱渣海洋倾倒定点化学追踪试验

碱渣海洋倾倒，在夏季温度、盐度和密度跃层存在下，以ｐＨ、浊度为化学追踪指示值，于北黄海５号倾废区进行的三个航次定点化学追踪试验，讨论了碱渣入海后的沉降速度，扩散时间和飘移距离。选择ｐＨ、浊度值作为碱渣海洋倾倒化学追踪指示值是一种尝试。实验室模拟及海上现场试验结果表明，它们在碱渣海洋倾倒中定量描述碱渣在海水中的时空分布是可行的。可作为研究碱渣海洋倾倒区划分合理性应用，并可提供基本依据。     

华北地区下古生界海相碳酸盐岩二次生烃作用机理研究

我国下古生界海相碳酸盐岩中有机质由于形成时间早，经历了漫长的地质历史演化，一部分有机质深埋已形成了烃类，由于后期构造运动抬升则停止了生烃过程，但当再次深埋时，源岩干酪根受热温度超过一次生烃温度时，源岩又开始第二次生烃。本文对我国古老的下古生界海相碳酸盐岩的二次生烃作用及其机理进行了较为详尽的研究。     

碱渣对海洋水环境中PO_4~（3－）的吸附动力学特征

本文作为碱渣倾倒对海洋水环境影响现场调查的先期研究，从理论上推导了固─液体系的二级吸附动力学模型。在室内试验的基础上，利用该模型对碱渣─海水混合体系的吸附试验数据进行了理论分析。认为碱渣对海水中磷酸盐的吸附是二级动力学过程。并且提出了碱渣─海水体系中碱渣含量对吸附反应速率影响大小的“强度指数”概念。应用该模型预测了不同混合比例条件下碱渣对海水中不同初始浓度磷酸盐的平衡吸附量和平衡浓度。理论分析发现，预测的平衡吸附量和平衡浓度之间符合乔姆金等温吸附方程，说明了海水中磷酸盐在碱渣表面上的吸附是遮盖率不大的单层化学吸附，与本文的前提假设相符合。