黏土矿物在富营养化水体和底泥磷污染控制中的应用研究进展

水体富营养化已成为当今全球亟待解决的重大环境问题之一。磷是造成淡水湖库富营养化的主要限制因子,其过量输入不仅导致浮游藻类的异常增殖及湖水溶解氧和透明度的显著降低,而且衍生的藻毒素、嗅味物质对生态系统和人类健康造成严重危害。当湖库外源磷输入得到有效遏制后,水体与底泥中内负荷磷的污染控制直接决定着富营养化的治理成效。黏土矿物是一类在自然界中广泛分布的非金属矿藏资源,具备孔隙多、比表面积大、优良的表面吸附和离子交换等性能,近年来在生态环境修复与治理领域备受关注。简述黏土矿物的主要类型及其理化特性,归纳了典型黏土矿物的不同改性方法及其优缺点,概括了黏土矿物应用在富营养化水体和底泥磷污染控制中的最新研究成果,重点探讨了黏土矿物的除磷机理、关键影响因子以及潜在的生态环境影响,在此基础上对未来的研究方向予以展望。     

“我国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治”研究进展

介绍国家重点基础研究发展计划项目（“973”项目）“我国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治”的研究背景和主要研究内容,即以我国赤潮高发区东海作为主要研究海域,重点开展重要有害赤潮种的生物学特征及生态适应策略研究;近海赤潮高发区有害赤潮与富营养化的关系研究;近海赤潮高发区有害赤潮生消关键物理过程、数值模拟与预测研究;有害赤潮的危害机理及防治机理研究等。简要报道了项目通过现场综合航次获得的东海大规模赤潮发生前后水文、化学和生物学等诸多要素的变化特征,以及结合实验室模拟研究,在探索重要赤潮生物种群变化的动力学过程及其调控机理等方面取得的进展。另外,对项目的研究前景进行了展望。     

环境中放线菌及其抑藻活性物质研究的若干进展

赤潮是一种严重的全球性海洋自然灾害,近年来赤潮发生次数增多,发生区域扩大,危害加剧.放线菌是产生生物活性物质相对较多的一类微生物,溶藻放线菌的发现及其代谢产物多样性,在赤潮生消过程中起着越来越重要的作用,为微生物防治赤潮及新型杀藻剂的开发提供了可能.采用溶藻微生物进行赤潮和水华的防治已经被深入认识和充分肯定,成为当前赤潮研究的重点和热点.概述了溶藻放线菌发现及其活性物质分离筛选的研究进展以及赤潮防治的新方法,强调了放线菌及其代谢产物在生态环境中的重要作用,提出了利用放线菌防治赤潮的可能性及有效性,并对溶藻放线菌及其活性物质的研究趋势和应用前景进行了展望.     

天然矿物材料修复富营养化水体的实验研究

采用底泥掩蔽技术，选取天然红土，添加适量的粉煤灰及石灰粉作为掩蔽覆盖物，对滇池富营养化水体进行现场修复实验。结果表明：用天然矿物材料减小底泥内源营养盐负荷的释放修复富营养化水体的效果良好；红土是有效的底泥覆盖材料，添加粉煤灰和石灰粉有助于消减底泥中TP、TN的释放量，还可提高对藻类等浮游植物繁殖的营养基础和对藻、藻细胞及其胚胎上浮生长的控制效率，最终达到除藻的目的，为滇池及类似湖库富营养化水体的修复提供了崭新的思路。     

光照强度对隐藻吸收铁和磷的影响

在模拟条件下,通过深入研究光照强度对隐藻生长率的影响,以及不同光照强度下藻细胞对Fe和P的吸收差异,提出了光照强度控制藻细胞对营养元素的吸收,最终限制赤潮藻爆发性增殖的作用途径.研究表明,藻细胞的生长率与光照强度之间呈指数相关关系;隐藻生长的光饱和值与光半饱和值分别为150 μmol/(m2·s)和47 μmol/(m2·s);在低光照强度下藻细胞的生长率较低,但是藻细胞却需要吸收更多的Fe和P,以及Zn、Mn、Co和Mo等微量元素,在光照强度为10 μmol/(m2·s)时,藻细胞生长率仅为光照强度150 μmol/(m2·s)时的十分之一,而藻细胞对Fe和P的吸收量分别提高了1.5倍和1倍.这些研究结果为揭示导致赤潮常在光照良好天气后发生的根本原因提供了全新的认识.     

我国红黏土物理力学性能研究现状及展望

采用文献综述研究方法,梳理了红黏土研究成果并进行了评述,对红黏土的物理力学性质进行了归纳和总结,对红黏土的性能改良研究成果进行了汇总,指出红黏土的物理力学性能的差异性根源在于微观结构的个性差异存在,红黏土性能改良的困难在于红黏土的水敏性和热敏性,红黏土性能改良的关键在于控制其含水率。最后指出了研究不足在于普适性理论和知识体系没有构建,改良方法和技术探究应该加强,展望了红黏土性能改良的物理—化学—生物耦合作用的机理及复合技术开发和应用的研究。     

黏土型锂矿床勘查开发过程中的瓶颈问题和若干思考

锂作为国家战略性关键紧缺矿产资源,随着现代科技的不断进步,需求量会不断增加。寻找更多的锂矿资源,降低进口依赖度,保障国家资源安全,已是迫在眉睫。黏土型锂矿床作为锂矿的重要类型之一,因分布面积广,资源潜力巨大,越来越受到关注,或可成为锂矿资源的重要补充,既是今后矿产资源勘查的重要方向之一,也是破解锂矿资源紧缺局面的重要途径。黏土型锂矿床已取得不少进展,但也存在一些问题,一定程度上制约了对黏土型锂矿床勘查与开发。通过文献查阅、政府和企业官网的情报收集,结合自身锂矿勘查实践,发现影响和制约黏土型锂矿床勘查与开发的主要问题有5个：(1)对黏土型锂矿床资源潜力认识不充分,前景不看好,未给予足够重视;(2)缺乏指导勘查工作的规范性依据;(3)矿产资源管理与矿业权管理中的不利因素导致勘查力度不足;(4)勘查研究过程对于矿石选冶加工技术性能重视程度不够,工艺流程尚不成熟。特别是经济合理、环境友好型的分离提取技术和工艺流程尚在探索阶段;(5)可供勘查评价与找矿预测的超常富集成因机制与找矿模型的基础研究尚不深入。针对以上5个问题,提出5个方面的思考与建议,以期加快黏土型锂矿床的勘查开发步伐,可望缓解锂矿资...     

有害藻华的预测技术和防灾减灾对策研究进展

有害藻华给海洋生物、海水养殖业、海洋环境和公共健康安全造成了极大的威胁,已经成为世界性的海洋环境灾害之一.近几十年,我国近海有害藻华的发生频率和发生规模不断扩大,给国家经济发展和公共医疗卫生造成了极大的经济损失和不利影响.主要介绍了国内外常用的有害藻华预测技术,并参考国内外有效的有害藻华防治措施,为我国有害藻华的防灾减灾工作提出建议.我国亟需逐步建立有害藻华综合预警报业务体系和完备的应急减灾体系,才能进一步提升有害藻华等海洋环境灾害的应对能力.     

黏土不透水层确定及水压力分布规律试验研究

工程上将满足一定条件下的黏土层介质视为隔水层。通过模型试验的方法,对黏土层为不透水层的确定方法以及黏土层内部的水压力分布规律进行了研究。通过试验分析得出了某给定黏土层为隔水层的特定条件：即找出了黏土层的厚度、渗透系数及层上水头高度三者的关系和给定黏土层的起始水力坡降,得到了黏土层内已渗透水部分的水压力分布规律。试验结果对工程实际具有一定的指导作用。     

黏土矿物污染控制材料及其高效利用

黏土矿物具有特殊的纳米片层结构、含可交换性层间阳离子、微观结构及表面物理化学性质易调控;因此,黏土矿物及其改性产物对多种环境污染物有良好的吸附/催化性能,在污染控制领域有良好的应用前景。近年来,课题组以蒙脱石和层状双金属氢氧化物(LDH)为代表,研究了它们在污染控制领域的资源利用:1)研究了蒙脱石、LDH、LDO(LDH煅烧产物)对染料分子的吸附特征,发现它们对染料分子的吸附性能可优于活性炭;通过碳化处理废弃黏土矿物的方法,制备了系列类石墨烯纳米碳材料及多孔碳材料,所得碳材料显示了良好的电催化性能或吸附性能。2)研究了蒙脱石对重金属离子的吸附特征,并通过热处理实现了重金属离子的层间域/片层结构内的原位锁定。3)研究了羟基金属改性蒙脱石对重金属离子和含氧酸根的协同吸附机制,并发现吸附产物(如吸附了磷酸根和Cu2+的羟基铁柱撑蒙脱石)可用于光催化降解有机污染物。4)综合运用实验研究和分子模拟技术,研究了有机改性蒙脱石对疏水性有机污染物的吸附机制,发现表面活性剂堆垛密度是决定有机黏土吸附性能的关键因素,并采用阳离子聚合物来调控层间域表面活性剂堆垛密度,优化了有机黏土吸附性能。5)采用阳离子表面活性剂和羟基金属共同插层的方法,制备了有机-无机复合蒙脱石,发现了其能同时吸附有机物和含氧酸根离子。课题组的研究工作综合运用了实验研究和分子模拟,包括了基础理论研究和应用研究,涉及了黏土矿物及其改性产物的吸附、催化性能,并探讨多种废弃黏土矿物的资源回用技术。研究结果对实现黏土矿物在污染控制领域的高效资源利用提供了新信息。