高原富锂水盐体系相平衡及热力学性质研究进展

 中国西部高海拔青藏高原腹地拥有众多盐湖,这些盐湖以富含锂而闻名世界。其卤水组成可用Li⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-,CO₂^3-,borate-H₂O表示。开展多组分复杂盐湖卤水体系相平衡及热力学性质研究,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律及化学行为的揭示具有重要意义,而且对于盐湖卤水盐类资源综合利用具有指导意义。本文重点归纳总结了国内外高原富锂水盐体系的稳定相平衡、介稳相平衡及热力学性质的研究进展,指出了含锂水盐体系相平衡及热力学性质研究存在的问题及未来研究发展方向。     

西藏班戈湖淡化湖水的自然蒸发和析盐规律

 全球气候变暖给青藏高原的湖泊带来极大的影响,湖泊面积的扩大使湖水淡化严重,针对淡化碳酸盐型盐湖的研究意义重大。现场自然蒸发实验以班戈湖淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,以Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298 K介稳相图为指导,探讨了湖水的pH值变化以及碱金属元素含量对矿物析出的影响。实验结果显示,淡化湖水在自然蒸发过程中需要经历更长的时间才能出现矿物沉淀。湖水的pH值在经历一个缓慢的降低过程后,在蒸发后期又迅速升高,这主要与湖水中的CO₃^2-、HCO₃^-和OH^-含量有关,且与之正相关。在影响淡化湖水酸碱性质的主要碱金属元素中,Na的作用大于K,最后是Li。与之对应的矿物也由中性向碱性转变,表现出的矿物析出顺序为芒硝、石盐、钾芒硝、碳酸钠矾和天然碱。利用不同矿物的析出特性可以分阶段进行回收提取,对盐湖资源开发具有现实意义。     

西台吉乃尔盐湖卤水等温蒸发过程相图分析及计算

为了掌握西台吉乃尔盐湖卤水等温蒸发过程中卤水化学组成变化、不同盐类析出顺序等水盐体系相平衡规律,依据K⁺、Na⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄^2--H₂O五元体系25℃介稳相图对青海西台吉乃尔盐湖卤水进行等温蒸发过程相图分析与计算。结果表明:该盐湖卤水在等温蒸发时的盐类析出顺序为石盐(NaCl)、石盐+软钾镁矾(Pic)、石盐+软钾镁矾(Pic)+泻利盐(Eps)、石盐+泻利盐(Eps)+氯化钾、石盐+泻利盐(Eps)+光卤石(Car)、石盐+泻利盐(Eps)+光卤石(Car)+水氯镁石(Bis)。研究结果可为西台吉乃尔盐湖卤水的综合开发与利用提供理论依据。     

西藏扎布耶盐湖卤水273 K等温蒸发实验

 西藏扎布耶盐湖卤水中蕴藏着丰富的矿产资源,具有巨大的开发利用价值。盐田相分离技术是盐湖卤水资源开发利用的有效手段,而盐湖卤水蒸发实验是盐田相分离技术的基础。通过对西藏扎布耶盐湖冬季卤水进行273 K 等温蒸发实验,研究了蒸发过程中盐类结晶析出规律,发现扎布耶冬季卤水273 K 等温蒸发析盐顺序为石盐、芒硝、硼砂、泡碱、钾石盐、碳酸锂,与Na⁺、K⁺//Cl^-、CO₂^-3、SO₂^-4-H₂O五元水盐体系298 K 相图有一定区别;锂在实验中得到了有效的富集,与原卤水相比浓缩倍数达3.66 倍;钾主要以钾石盐的形式于蒸发实验中后期结晶析出,可得到较高品位的钾混盐,其中钾石盐品位最高可达到17.13%,很适合后续提取;硼砂在整个蒸发过程均有析出,相比高温条件,硼砂析出较分散且含量不高,不利于其利用。扎布耶年均气温在0℃左右,该等温蒸发实验可为低温条件下开发利用扎布耶盐湖卤水资源提供基础依据。     

抽水蓄能电站库区水化学特征影响因素及其示踪作用

通过对泰山抽水蓄能电站2009—2020年各类水体水化学特征影响因素的分析,论述了水化学特征变化对库水渗漏的示踪作用。结果显示：泰山抽水蓄能电站库水和地下水均呈弱碱性,水化学类型主要为HCO₃-Ca型,部分为HCO₃-SO₄-Ca、HCO₃-SO₄-Ca-Mg、SO₄-Ca-Mg型,巴山沟地表水水化学类型为SO₄-Ca、SO₄-Ca-Mg型。离子比值分析表明,硅酸岩风化是库水、地下水以及巴山沟地表水水化学离子的主要来源;巴山沟地表水受岩石风化和大气降水的同时控制作用,有未经充分水岩反应的大气降水混入。水化学聚类分析表明,右岸排水廊道和坝后量水堰水样来自库水的渗漏补给,库底廊道量水堰、B2高压支管廊道、6号和1号施工支洞水来源为区域地下水补给。水化学分析结果与水体氢氧同位素分析结果有较高的一致性。     

应用SEM-EDX和PXRD分析生活饮用水中水垢成分及其赋存形态——以某城市一供水点生活饮用水为例

探明饮用水中水垢成分及赋存形态对于评价和保障饮用水水质量具有重要的意义． 本研究首次联用扫描电镜-能谱仪( SEM-EDS) 和粉晶 X 射线衍射仪( PXRD) 定性分析了生活饮用水中水垢成分及其赋存形态． SEM-EDS 分析显示: 水垢中的主要元素有 C、O、Si、S、Mg、Ca、Fe 和 Zn 以及少量的 Cl、Cu、Co、Cr 和 V 元素,生活饮用水中悬浮物( SS) 有 B、C、O、Na、Al、Si、S、P、Ti、Mg、K、Ca、Mn、Fe 和 Zn 等元素,水中溶解性总固体( TDS) 中有 C、O、Si、S、Cl、Na、Mg 和 Ca 等元素; PXRD 进一步分析显示: 水垢中的晶体成分是 Ca SO₄·2H₂O 和 Ca CO₃·H₂O; TDS 中含有 Ca^{2 +}、SO₄^{2 -}、HCO₃^{2 -}、Mg^{2 +}、Na⁺、Cl     

阿尔山新生代玄武岩地下水补给源及其成因分析

根据水量平衡关系和氢氧同位素分析,结合水文地质、地质构造等条件,发现阿尔山玄武岩地下水接受外源水补给,补给源区可能为西藏高原。由阿尔山河水、湖水的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值可知,地下水中的锶来自玄武岩,推断地下水的导水通道为连续的玄武质导水通道,低黏性的碱性玄武质熔岩流在冷却过程中形成连续的收缩缝,最终演变为管道型导水通道;西藏高原的渗漏水经过熔岩管道快速向东部地区排泄,西部地幔岩石圈增厚可能与地下水的跨流域补给有关。     

浐河流域地表水水化学特征

为探究西安地区主要流域地表水水化学特征及其成因,以浐河流域为研究对象,利用Piper三角图、Gibbs图、相关性对其水化学离子组分特征及来源进行分析,以期对浐河流域的水资源利用与管理提供科学依据.结果表明：浐河流域地表水主控阳离子为Ca²⁺,均值在86.63 mg·L^-1,主控阴离子为HCO₃^-,占总阴离子含量的70%左右.浐河流域水化学类型为Ca²⁺-HCO₃^-型,水化学组分的形成主要受岩石风化的影响.离子组分中,Na⁺与Cl^-不完全来源于盐岩溶解,还有其他来源输入;Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-来源于碳酸盐的溶解.     

河南孟津寺河南中全新世湖泊沉积物的易溶盐测定及其古水文意义

通过对寺河南中全新世湖泊沉积物的易溶盐HCO₃^-,Cl^-,SO₄^2-,Ca²⁺,Mg²⁺等5项离子的测定和分析,可以恢复古湖泊的水文演变过程。结果表明,在湖泊存在期间,该湖泊属于重碳酸盐型的淡水湖类型,湖水盐度总体呈增加趋势,并于约5660aBP和4040aBP开始分别出现两次较明显的咸化过程。易溶盐变化所反映的两次湖水咸化过程不仅与前人根据孢粉和软体动物的研究结果一致,也与该地区气候变化背景下的古湖泊演变过程基本吻合。     

响水溪泉岩溶地下水水化学特征及成因

响水溪岩溶大泉位于雅安市天全县响水溪村,为研究该地区地下水循环模式与泉水成因,2022年2月在现场进采集水样12组,通过Piper图示、离子比例分析对该地区的水化学特征进行分析。基于研究区的水文地质条件、地下水补径排规律利用水均衡法、同位素特征分析对响水溪泉成因进行了验证。结果表明,响水溪地区的地下水水化学类型普遍为HCO₃-Ca·Mg型,其离子组分主要受到白云岩、灰岩的风化溶解。响水溪岩溶大泉最直接的补给含水层为灯影组(Z₂C-₁d)岩溶含水层。除此之外,受构造作用其补给同时也受到北侧二叠系阳新组(P₂y)、泥盆系(D_2-3)碳酸盐岩裂隙溶洞水影响。     

川东北寒武纪盐盆成盐环境及其找钾意义

 四川盆地东北部寒武系蒸发盐发育,该区钻孔见有高矿化度卤水,建南地区中寒武统覃家庙组沉积厚层石膏及石盐(建深1 井),钻遇石盐累计厚度达120 m,各盐层之间仅夹有薄层石膏,石盐单层最厚达80 m(可能存在挤压增厚),结束了对于本区未达到石盐沉积的认识.对建深1 井岩盐沉积段岩屑样品(石盐岩屑尚难识别其是原生石盐还是次生石盐)的溴氯系数进行分析得出,其溴氯系数值相对较低,一般为0.05~0.22.将水溶与酸溶的钾离子百分含量进行对比,酸溶的钾离子含量明显高于水溶钾离子含量,约为水溶的1.3~2.0 倍,可能与石盐岩屑中存在较难溶于水的含钾矿物有关.川东北现有多口井钻遇寒武系高矿化度含(富)钾、溴、锂卤水,其含量最高可分别达4.6 g/L、886 mg/L 和148 mg/L,可进行综合利用.研究认为该区卤水的较高,Li⁺含量既不是完全由海水浓缩而成的沉积卤水,更不是溶滤盐类的结果,推测与该地区的水-岩作用、火山活动与深部来源的热水有关.综合分析本区的成钾条件和亚洲寒武系成盐成钾的广泛性,认为应关注及加强研究该区成盐找钾.     

巴丹吉林沙漠湖泊遥感信息提取及动态变化趋势

 结合巴丹吉林沙漠的地物光谱特征,提出了改进的MDLWI 水体指数法。该方法增加了水体与植被以及水体与干湖盆的区分度,提高了提取沙漠中水体的效率和精度。利用MDLWI 水体指数法,分析了巴丹吉林沙漠1990-2010 这20 年间夏季（1991,1995,2000,2005,2010）和秋季（1990,1996,2000,2006,2010）两个系列湖泊面积的年际变化趋势。结果表明,夏季湖泊面积平均值为19.11 km²,秋季湖泊面积平均值为17.74 km²,秋季湖泊面积明显小于夏季;20 年来秋季湖泊面积年际变化呈缓慢减少趋势,而夏季湖泊面积变化呈先减少后增大再减少趋势,且变化幅度相对较大;降雨不是湖泊补给的主要来源,湖泊面积的变化主要受地下水补给变化的影响,夏季地下水补给量大于秋季。     

典型草原退化梯度上土壤水溶性盐分的变化特征

土壤水溶性盐类的定量化分析,是研究土壤盐分动态变化、确定土壤盐渍化程度以及进行盐渍土改良应用的关键环节之一。以内蒙古呼伦贝尔市新巴尔虎右旗境内典型克氏针茅草原为研究对象,选取轻、中、重三个不同放牧梯度,研究土壤中水溶性离子的变化特征。结果表明:放牧强度对Cl^-、Mg²⁺没有显著性影响,对土壤SO^2-₄、Ca²⁺、K⁺和Na⁺具有极显著的影响;随着放牧强度的增强,SO^2-₄、K⁺和Ca²⁺逐渐降低,Cl^-和Na⁺均呈先增加后降低的趋势,Mg²⁺随放牧强度的增加明显下降;在土壤盐分离子的相关性分析中,SO^2-₄与Ca²⁺、SO^2-₄与K⁺、Ca²⁺与K⁺均表现为极显著的正相关关系(P＜0.01),Cl^-与Ca²⁺、SO^2-₄、K⁺均表现为显著负相关关系(P＜0.05)。     

近30年京津冀地区湖泊面积的变化

利用遥感、气候和社会经济统计数据,探究1987—2017年间京津冀地区湖泊面积的变化及其与自然和社会因素的关系。结果表明,该地区湖泊面积过去30年间整体上呈减少趋势,每年减少约2%,这是自然和人为因素双重影响的结果。可分为3个阶段:前10年(1987—1996年),湖泊面积增加约4.8×10² km² (约占76%),由自然因素主导(R²=0.849,p=0.001);1997—2009年的13年间,湖泊面积呈减少趋势(减少约4.7×102km²,占43%),主要由人为因素主导(R²=0.536,p=0.013);最近8年(2010—2017年)中,湖泊面积呈增加趋势(增加约2.3×10² km²,占36%),也主要由人为因素导致。虽然最近8年来该地区湖泊面积减少的趋势得到扭转,但地表水资源供需矛盾仍然严峻。     

电解法制备低浓度次氯酸钠消毒水的参数优化及表观动力学探究

高浓度次氯酸钠（NaClO）溶液在储存及使用过程中易产生有效氯浓度降低、氯气中毒等问题，因此在环境卫生消毒过程中为保证消毒水的稳定与使用安全，应尽量降低NaClO浓度。以低浓度食盐水为原料，利用无隔膜电解法制备了低浓度NaClO消毒水，采用单因素实验法研究了盐水流量、盐的质量浓度、电流密度与进水温度4个工艺参数对电解效果的影响，并以有效氯浓度、电流效率和运行费用为评价指标对电解参数进行了优化。结果表明，当盐水流量为75 mL/min、盐的质量浓度为7 g/L、电流密度为1 A/dm²、进水温度为30 ℃时，有效氯浓度和电流效率较高，运行费用最低。对电解制备消毒水反应进行了表观动力学探究，确定了该反应为一级反应，并归纳出盐的初始质量浓度a和电流密度J与反应速率常数k的关系分别为：k=0.007a^-0.459，k=0.003J^0.423。     

原位离子交联聚电解质络合物纳滤膜的制备与表征

 为获得高渗透选择性的聚电解质络合物纳滤膜(PECNFMs),以聚乙烯亚胺(PEI),海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,通过原位离子交联的方式制备了一系列新型PECNFMs。分别采用傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR),场发射扫描电镜(SEM)和接触角实验(CA)对PECNFMs 的化学组成、结构和亲水性进行表征。考查聚电解质的配比、聚阴离子的种类、无机盐的种类及操作温度等因素对PECNFMs 性能的影响。结果表明,当PEI 质量比相同时,PEI/SA 原位离子交联PECNFMs 较PEI/CMC 膜具有更高的水通量;且随着PEI 质量比的增加,PECNFMs 的荷电性由荷负电转变为荷正电;当PEI 质量比为0.9 时(PEI/SA 0.9)具有最佳的纳滤分离性能,其对MgCl2的截留率为94.0%,水通量为13.4 L·m^-2·h^-1(在25℃和0.6 MPa下,对1 g·L^-1 MgCl₂水溶液进行测试),表现出较高的Na⁺/Mg²⁺分离性能(分离因子为10.4)。采用原位离子交联法,成功制备了高渗透选择性的新型PECNFMs,该方法具有一定的普适性,为高性能纳滤膜的制备开辟了新途径。     

白浪河流域地下水化学特征及其控制因素

白浪河流域北部平原第四系含水层中含有高浓度的卤水,近年来有南侵的趋势,影响了南部平原区的供水安全,正确认识白浪河流域平原区地下水的水化学特征及其成因,对于合理管理地下水资源、保障供水安全具有重要意义.以前人研究为基础,通过在白浪河流域采取地下水化学样品,运用Piper三线图、Gibbs图、无机离子示踪剂等多种水化学分析...