几种矿物相在重金属类污染物自净化体系中的应用

自然界中的许多矿物自身赋有容纳和稳定有害物质的自净化能力,可用于重金属类污染物的治理。水滑石类层状双氢氧化物LDH体系(layer double hydroxide)、托勃莫来石类水化硅酸钙(calcium silicate hydrate)和磷灰石(apatite)是自然界中普遍存在的3种矿物相,具有较高的地球化学稳定性和潜在的重金属自束缚稳定能力。在阐述3种矿物相晶体结构特点和自净化原理的基础上,对它们在危险废物污染物自净化体系中所起的作用进行了讨论。     

河流底泥沉积物的形态分析(Ⅱ)--Tessier形态分类法

采用Tessier形态分类法研究了小清河(济南段)底泥沉积物中痕量重金属元素Cu，Pb，Zn，Cr和Mn的存在形态，揭示了小清河(济南段)污染源的分布及相应重金属污染物的迁移转化，发现小清河源头底泥中重金属含量较低，流经济南市化工区后重金属污染物剧增、这是由于工业废水污染所致，底泥自净作用使小清河在郊区流出口处底泥污染物含量降回到接近本底值．     

Calculation methodology of marine environmental capacity for heavy metal: A case study in Jiaozhou Bay, China

Results from past pollution control practices show that environmental quality can be ensured by controlling the actual amount of pollutants formed in the environment.Therefore,the marine environmental capacity for heavy metals was introduced.Marine environmental capacity for heavy metals is defined as the maximum amount of heavy metals permitted in the marine environment system to preserve the benign cycle of materials in the oceansphere,and to limit the adverse effects of heavy metals on the biosphere,hydrosphere,atmosphere,and lithosphere.Based on the box or three-dimensional model in the target coastal region,including the self-purification and output of heavy metals,the marine environmental capacity for heavy metals can be calculated within a given criterion and time.In this study,a method was proposed to calculate the marine environmental capacity for heavy metals which includes four steps:(1) gathering the basis information of target coastal ecosystem,(2) selection of water control points and water quality criteria for these points,(3) development of numerical models for the biogeochemical cycling of heavy metals in target coastal region,and(4) calculation of environmental capacity using the developed model.According to the proposed method,the marine environmental capacity for lead is approximately 60 tons per year if Grade I seawater quality is set as the control criterion in Jiaozhou Bay.An effective seawater quality management plan can also be framed based on the environmental capacity for metals.     

九龙江口表层沉积中碎屑矿物的研究

研究了厦门港九龙江口表层沉积物中碎屑矿物的物质组成、重矿物组合类型及其分布特征 。结果表明，该区碎屑矿物共有４７种，其中轻矿物９种，重量矿物３８种；轻矿物的平均含量为８８．６％，重矿物的平均含量１１．４％，大大高于台湾海峡重矿物的平均含量（０．９５％）。     

闽江口表层沉积物中碎屑矿物的研究

研究闽江口表层沉积物中碎屑矿物的组成，含量及其分布特征，探讨泥沙的来源及重矿物与沉积环境的关系，结果表明，碎屑矿物共有４６种，其中轻矿物１２种，重矿物３４种。矿物组份的种类示出闽江口的碎屑物质主要来源于闽江流域的基岩风化、侵蚀产物，而重矿物的含量分布则与其所处的水力学条件和地形地貌关系密切。     

川东南-湘西地区志留系小河坝组砂岩中重矿物特征及地质意义

沉积物中重矿物的分布受物源区、构造抬升与剥蚀作用、古地貌以及古气候、古环境等多种因素影响,因此可将重矿物的研究应用于物源、沉积环境的分析。通过对川东南-湘西地区下志留统小河坝组砂岩重矿物的相关分析,提出川东南与湘西地区小河坝组砂岩的物源方向不同,川东南小河坝组砂岩的物源方向为由南东到北西,即来源于雪峰山隆起的南西段;湘西小河坝组砂岩的物源方向为由东北到西南,即来自雪峰山隆起的北东段。重矿物组合表明川东南地区的物源主要由古老的沉积岩再旋回沉积物、基性-超基性侵入岩体和中基性喷出岩构成;湘西地区的物源主要为更老的沉积岩及其所夹少量中基性喷出岩,总体形成于稳定物源的构造沉积环境。砂岩中的指相重矿物黄铁矿和赤(褐)铁矿特征及其分布反映了小河坝组砂岩沉积期靠近黔中隆起和雪峰山隆起为水体较浅的氧化环境,而在川东南存在南川和秀山-沿河2个深坳区,为深水还原环境。     

有机酚在排污港中的自净规律及预测模型研究

通过实地采样,实验室分析,绘制酚自净曲线,计算自净百分率和自净速率常数,讨论温度、港水流速对自净作用的影响,并建立酚在排污港、渠中的预测数学模型。     

基于改良渗透系数的尾矿库污染物运移模拟

 采用Fredlund解析关系式描述渗透系数与基质吸力之间的关系,对渗透系数取值进行函数方式改进,探讨了渗流条件下重金属运移过程。基于渗流理论建立起尾矿库污染物迁移的二维数值渗流场模型,应用有限元方法进行运算求解,将计算得到的渗流场结果作为母模型,引入溶质迁移子模型进行耦合运算。计算结果表明,尾矿库服役期间周围土壤中重金属离子污染物的迁移范围不断扩大,污染物浓度随着迁移距离的增大而逐渐变小。计算显示,从第2750天开始重金属污染物在渗流的作用下开始在土壤边坡中显露,并对周围环境产生影响,并得出污染源在渗流条件下的迁移路径。渗透系数经改良之后的计算结果与该尾矿库重金属污染监测情况相符,在模型误差允许的情况下其计算结果可靠。     

微污染水源水中重金属和有机污染物的去除

针对中国饮用水源中的微量重金属及有机物污染存在于常量的碱金属、碱土金属与 Fe,Mn等过渡金属背景下的特点 ,提出了用弱碱性阴离子交换树脂去除饮用水中的微量重金属及有机污染物的处理工艺。文中讨论了弱碱性阴离子交换树脂去除水中重金属及有机物的原理和特点 ,并用14种国产弱碱阴树脂研究了去除重金属及有机污染物的可行性。结果表明 ,弱碱阴树脂对苯酚的去除以物理吸附作用为主 ,并可通过表面络合作用去除 Hg2 ,Cd2 。弱碱阴树脂确实能有效去除饮用水源中的重金属 (Hg2 ,Cd2 )及有机物 (苯酚 ) ,并能使出水满足饮用水水质标准     

淮河干流典型污染物时空分布特性分析

针对目前淮河水环境现状及问题,2014—2017年先后7次采集淮河干流(正阳关—老子山)19个断面的上覆水样和沉积物泥样,对上覆水和沉积物中关键污染物指标总磷(TP)及主要重金属(As、Cu、Pb、Zn)含量进行分析,探究淮河干流TP和重金属时空分布特征与主要影响因素,并对各污染物的环境影响效应作出评价。结果表明:11月各污染物含量明显低于6月,水动力过程影响比较大;各污染物质量浓度整体呈现下降趋势,TP和As下降最明显;污染物来源分析显示,沉积物中TP主要受到面源污染影响,重金属污染物主要受点源污染影响;监测区间内淮河沉积物TP和4种重金属含量不具有生态风险。     

宜昌地区第四纪沉积物重矿物特征及其与三峡贯通的关系

水系的变化导致物源区的变化,反映在相关沉积盆地中表现为沉积物中矿物组合的改变,以及特征矿物的出现.通过对三峡出口处宜昌地区第四纪沉积物中重矿物特征的研究,结合区域地质资料、野外沉积特征研究和样品EsR测年资料,认为0.73 Ma以前的冲积扇一扇三角洲沉积中重矿物特征明显不同于之后的阶地沉积及现代河床沉积物.这种重矿物组合的不同反映了0.7 Ma前后物源区的改变,同时也指示长江三峡贯通的时间.     

矿物催化低硫稠油水热裂解反应研究

采用大庆和辽河稠油油样开展室内实验,探索地质催化低硫稠油水热裂解反应的可能性.结果表明:大庆和辽河两种油样都可发生水热裂解反应;反应体系中加入矿物后,稠油的平均分子量的减小程度以及SARA组成的变化程度都得到增强;稠油的降黏率分别从未加矿物水热裂解反应的7.41%和12.95%增加到矿物催化水热裂解反应的16.05%和25.29%,证实了矿物对低硫稠油水热裂解反应具有催化活性.     

贵阳市南明河城区底泥中的重金属与有机质研究

测定了南明河城区河段底泥中5种重金属和有机质的含量,探讨了其分布特征,分析了它们之间的相关性,并利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)水体泥沙质量标准等对底泥中的重金属污染进行了评价。初步认为底泥中重金属和有机质含量的高峰值出现在南明河中下游,在受重金属污染的地带,同时伴随着有机污染物的综合污染。     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

生活垃圾焚烧飞灰的污染特性

垃圾焚烧会产生含重金属等污染物的烟气净化系统飞灰 .根据上海浦东新区生活垃圾焚烧厂飞灰的重金属和溶解盐测试分析结果 ,以及国外对飞灰中二口恶口英等有机污染物的研究 ,分析了我国垃圾焚烧飞灰的污染特性 .研究结果表明 :按我国危险废物浸出毒性鉴别标准 ,飞灰属危险废物 ;Pb ,Cd ,Hg和Zn是飞灰中的主要重金属污染元素 ;可浸出部分Cd主要以离子交换态和酸溶态形式存在 ,而Pb和Zn主要以酸溶态形式存在 ,因此在酸性环境条件下飞灰的重金属污染风险会显著增加 .飞灰溶解盐为 2 2 .1% ,主要为氯化物 ,其存在会增大其它污染物的溶解度 ;飞灰处置时可能会污染地下水体 .飞灰含少量二口恶口英和呋喃等有机污染物 ,有污染环境和危害人类健康的风险     

钱塘江河口区重矿物特征及其与动力环境的关系

本文研究钱塘江河口区的重矿物组成、组合类型、重矿物的分区及其与水动力的关系,同时探讨其物质的来源。钱塘江河口区已鉴定的重矿物有25种,分为四种组合类型,同时存在与其相适应的四个重矿物区,近口段重矿物区、河口段重矿物区,杭州湾重矿物区与金山深槽重矿物区。钱塘江河口区在不同的区段其沉积物来源不一样。近口段主要来自钱塘江流域,口外海滨主要来自长江口,河口段则两者兼有,而金山深槽主要来自槽下被冲刷出来的全新世的沉积物。     

烃源岩中黏土与可溶有机质相互作用研究展望

黏土吸附可溶有机质在沉积物和烃源岩中普遍存在,它将在烃源岩的研究中扮演重要的角色.烃源岩中可溶有机质与不可溶有机质都与黏土共存,但黏土吸附的可溶有机质在烃源岩中占有较大的比重,其形成贯穿于有机质的聚集、沉积、保存和成岩的全过程,可能是烃源岩中油气生成的一种天然母质.可溶有机质赋存于黏土矿物微孔隙、表面和层问,以多种键合方式结合形成了有机黏土复合体,具有自己独特的性质,这与烃源岩中的不可溶有机质--干酪根的特征完全不同.采用不同有机溶剂抽提得到的可溶有机质的量存在差异;不同类型的黏土矿物吸附有机质方式和数量也存在差异,展现了烃源岩中可溶有机质-黏土的关系极其复杂.因此,从黏土一可溶有机质的相互作用角度开拓烃源岩研究的思路,对有机质生烃机理的研究以及油气资源量的计算都具有重要的意义.     

内蒙古赤峰北部林西地区中上二叠统物源研究

通过对内蒙古林西地区中上二叠统露头样品重矿物的分析研究,指出研究区内样品稳定重矿物为锆石—金红石—电气石—石榴石—赤褐铁矿—磁铁矿组合,母岩主要来自于酸性、中基性岩浆岩;基于露头样品岩矿鉴定、ZTR指数及稀土元素结果分析,指出研究区西部与东部属于不同的物源系统,西部为来自NE方向较近物源的碎屑沉积。     

三峡库区重庆段土壤重金属污染富集的矿物学分析

分析了三峡库区重庆段51个土壤样品的矿物含量和重金属元素含量的变化,并对矿物含量和重金属元素含量进行相关性分析.结果表明,伊利石、高岭石、白云石、闪石、方解石和石英是土壤中主要矿物,且石英与其它几种矿物含量和土壤pH值成负相关性;Cu和Pb的含量显著高于Cd和Hg,而Cd的含量又高于Hg,但以Pb含量的差异性变化最大.同时,采用聚类分析方法分析土壤矿物组成及重金属含量,结果表明土壤矿物组成与各重金属含量之间存在明显的差异性,但相同来源的样品总体上亲缘性较近.采用R型因子分析方法分析土壤重金属元素含量变化的影响因素,Pb、Cu和Cd的含量都与高岭石和伊利石的吸附作用有关,而与蒙脱石、绿泥石的吸附性关系相对较弱;伊利石对Hg具有强吸附性.生活垃圾区的土壤明显存在重金属污染现象,特别是Hg和Cd污染程度相对较高,重金属主要被粘土矿物吸附,碳酸盐结合态和Fe氧化物结合态也较为普遍;母质土壤中,重金属被石英和粘土矿物吸附;长江水系沉积物中,重金属主要为粘土矿物吸附态,部分呈碳酸盐结合态,由于库底处于缺氧还原状态,Fe氧化物结合态的重金属被还原.然而,由于缺乏对土壤有机质等方面的分析资料,更深入的认识有待于下一步研究.     

下水道中高盐度生活污水的微生物反应研究与水质转化数学模拟

通过72 h的连续批量实验,分析高盐度生活污水在下水道环境中的主要微生物反应以及这些微生物反应对水质的影响。实验共进行两组,每组均在3种不同条件的反应器中进行,各反应器中均进行连续72h小时的取样和监测,确定摄氧率(OUR)、硝态氮(NOX)、氨氮(NH3)和溶解态有机碳(DOC)随时间的浓度变化。通过对实验数据的分析,结果表明高、低盐度生活污水在下水道环境中的影响污染物降解的主要微生物反应都是异养微生物的好氧增殖以及有机颗粒物的水解。但与低盐度污水不同的是,高盐度污水中的①硝化反应作用较为明显;②反硝化速率较快,而且由于硝化作用明显,可提供足够的硝氮,因此反硝化反应也不可忽略。根据此分析结果,以活性污泥3号模型(ASM3)为基础,综合考虑复氧、水力和环境温度影响,建立了下水道污水水质模型。经验证,模型可较好地模拟溶解氧、溶解性有机碳、氨氮和硝氮等物质的下水道中的浓度变化。