Identification of key parameters controlling dissolved oxygen migration and attenuation in fractured crystalline rocks

In the crystalline rocks of the Canadian Shield, geochemical conditions are currently reducing at depths of 500-1000 m. However, during future glacial periods, altered hydrologic conditions could potentially result in enhanced recharge of glacial melt water containing a relatively high concentration of dissolved oxygen (O2). It is therefore of interest to investigate the physical and geochemical processes, including naturally-occurring redox reactions, that may control O2 ingress. In this study, the reactive transport code MIN3P is used in combination with 2k factorial analyses to identify the most important parameters controlling oxygen migration and attenuation in fractured crystalline rocks. Scenarios considered are based on simplified conceptual models that include a single vertical fracture, or a fracture zone, contained within a rock matrix that extends from the ground surface to a depth of 500 m. Consistent with field observations, Fe(II)-bearing minerals are present in the fractures (i.e. chlorite) and the rock matrix (biotite and small quantities of pyrite). For the parameter ranges investigated, results indicate that for the single fracture case, the most influential factors controlling dissolved O2 ingress are flow velocity in the fracture, fracture aperture, and the biotite reaction rate in the rock matrix. The most important parameters for the fracture zone simulations are flow velocity in the individual fractures, pO2 in the recharge water, biotite reaction rate, and to a lesser degree the abundance and reactivity of chlorite in the fracture zone, and the fracture zone width. These parameters should therefore receive increased consideration during site characterization, and in the formulation of site-specific models intended to predict O2 behavior in crystalline rocks.     

基于岩体质量指标Q分类系统的风险分析方法

基于岩体质量指标Q分类系统,应用Monte-Carlo模拟技术,研究了岩体质量风险分析方法。该方法视Q分类系统中各单因素取值为随机变量,建立了各单因素取值概率模型;通过对所建模型的抽样计算,可获取所评价岩体实际Q值小于设计所采用Q值的概率;通过对比分析Q值累计曲线和岩体质量分布图,可得到任意Q值对应的风险概率,查清岩体中可能出现的质量等级以及每个质量等级所占百分比的情况。本文研究成果已在青岛胶州湾海底隧道工程中得到应用,并获得良好效果。     

岩体开挖卸荷过程力学特性分析

基于岩体开挖卸荷过程中力学参数变化理论的分析研究,建立卸荷岩体有限元分析模型,运用ADINA有限元分析软件对岩体进行一维卸荷数值仿真研究。根据有限元数值分析计算成果得到岩体力学参数与主卸荷方向累计开挖卸荷量间的变化关系曲线。结果表明:岩体开挖卸荷过程中,岩体力学参数变形模量、泊松比、粘聚力和内摩擦角等呈现出随开挖卸荷量的变化而发生变化的特征,随卸荷量的增大有减小的趋势,但它们不是从初始值一直减小到零,而是随卸荷量的增大减小到一定的量值后,岩体的裂隙张开、结构面的扩展到一定的程度,岩体的力学参数保持一定的量级不再减小。     

富氧空位/梯次结构CeO2的制备及光催化CO2还原

采用Ce-BTC(均苯三甲酸)为模板,通过尿素溶液浸渍合成了具有富氧空位/梯次结构的CeO₂催化剂,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)和紫外可见漫反射(DRS)等手段对其进行了表征.结果表明,与金属有机框架(MOFs)浸渍尿素高温煅烧可以获得金属氧化物/g-C₃N₄复合材料不同,Ce-BTC/尿素体系煅烧后产品中未检测到g-C₃N₄,这可能与CeO₂的存在抑制了尿素分解产物的热缩聚过程,影响了g-C₃N₄的生成有关,但尿素的引入改变了Ce-BTC煅烧产物CeO₂的氧空位浓度,且获得梯次结构.将具有富氧空位/梯次结构的CeO₂-5用于光催化CO₂还原,催化结果表明:反应4h的CO产率可达2.06μmol/g,CH₄产率可达1.42μmol/g,性能是Ce-BTC未...     

固相萃取-GC/MS法测定地表水中3-甲基吲哚

采用微球硅胶键合C_(18)固相萃取柱萃取水样中的3-甲基吲哚,并用气质联用法测定,方法在0 mg/L~10.0 mg/L范围内线性良好,方法检出限为0.2μg/L。空白水样3个质量浓度水平的加标回收率为89%~94%,7次测定结果的RSD为2.3%~6.9%。用该方法测定7个实际地表水样品,其中4个地表水样品检出3-甲基吲哚,地表水样的加标回收率为81.5%~97.0%。     

氨基化有机-无机杂化整体柱分离富集环境水中五价砷

将四乙氧基硅烷(TEOS)和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(AEAPTES)作为共聚前体,采用在毛细管内原位聚合的方式制备得到氨基功能化的有机-无机杂化整体柱,将其作为针式固相微萃取(SPME)介质,建立了现场分离富集环境水中As(V)的SPME方法,优化了有机-无机杂化整体柱富集As(V)的实验条件,并研究了整体柱对As(V)的吸附/洗脱性能和富集能力,实现了环境水样中As(V)的高效、快速、高选择性检测。     

溶剂效应对有机氯农药测定的影响研究

采用气相色谱-质谱法(GC-MS)研究了不同溶剂对有机氯农药测定的影响。结果表明,有机氯农药在不同溶剂中的GC-MS响应值是有差异的,但保留时间不变,且随着有机氯农药质量浓度的增加,这种溶剂效应对大部分有机氯农药的作用减弱。经分析溶剂的极性对有机氯农药测定有显著的影响。     

高效液相色谱-电喷雾离子源-串联三重四极杆质谱法分析地表水中高氯酸盐

建立了高效液相色谱-电喷雾离子源-串联三重四极杆质谱(HPLC-ESI-MS/MS)测定地表水中高氯酸盐的方法。以Dionex IonPac AG20阴离子交换柱为分析柱,弱碱性的0.056%氨水/5 mmol/L乙酸氨为流动相,1.0 mL/min的流速,电喷雾负离子模式电离,MS/MS串联质谱为检测器,多反应监测(MRM)模式检测高氯酸盐。方法检出限达0.043μg/L,线性范围为0.2~50μg/L,线性相关系数为0.999 4,含量分别约为2、6、30μg/L的实际样品进样10次得到的相对标准偏差分别为2.47%、4.55%、0.49%,样品加标回收率在80%~109%,将该法与US EPA method314.0进行比对,结果基本吻合。     

香烟燃烧排放的主流烟气中PAHs的含量检测研究

研究10种不同价格香烟燃烧烟气的多环芳烃(PAHs)含量特征,结果表明,每种香烟烟气都含有多环芳烃,但是含量差别较大,平均值为405.405ng/g。在检测出来的多环芳烃中,主要是以2,3环多环芳烃为主,占据的比例达到80%左右。因此香烟烟气中的多环芳烃应该引起人们的广泛关注。     

铅锌冶炼厂周边土壤铅源的铅同位素示踪

以某铅锌冶炼厂周边土壤为研究对象,通过对其原料及周边土壤中铅含量的检测,结果显示：该冶炼厂周边土壤铅质量比在22.73mg/kg～126.51mg/kg之间,平均值为42.68mg/kg,是当地土壤铅背景值的1.85倍.采用铅质量比空间分布分析和同位素混合模型计算分析了冶炼厂周边土壤中铅的可能来源,分析表明：土壤铅质量比的空间分布及铅同位素比值与冶炼厂的焦化原料煤相近,焦化原料煤对周边土壤铅污染贡献最大.