纤蛇纹石石棉的纳米效应与生物活性

本文首次从纳米材料与纳米效应角度出发讨论了纤蛇纹石石棉的形态、表面结构、表面性质与生物活性的关系。结果表明,纤蛇纹石石棉属自然界产出的一种特殊的一维纳米丝状矿物,在形态、结构和表现性质等方面表现出纳米材料所具有一般特性,其中,形态上一寸及高表面化学活性构成了它的生物活性特征。纤蛇纹石石棉纤维对动物的危害,既具有一般纤维的危害性,又具有非晶质ＳｉＯ２的危害性。由于纤维的小尺寸效应和高表面活性而使生物     

天然蛇纹石活性机理初探

通过对蛇纹石化学成分、晶体结构及键性的分析，将蛇纹石的活性基团划分为5类，即不饱和Si—O—Si键、O—Si—O键、含镁键类、羟基和氢键，并详细介绍了各类活性基团的特征，尤其对硅氧四面体悬挂键做了介绍。指出正是这些活性基团的存在使蛇纹石具有很高的化学活性和生物活性。纤蛇纹石是一维纳米纤维矿物，易进入生物细胞，并释放出OH^-、Mg^2 、SiO2及Ni^2 等，同时不饱和O—Si—O键发生断裂形成游离氧，由纤蛇纹石形成的这种碱性氧化溶液会严重影响生物机体的正常工作，并使其产生各种病变。     

吸附法对天然斜纤蛇纹石纳米管内径的表征

通过解析吸附等温线研究了天然斜纤蛇纹石的中空纳米管特征 ,与电子显微镜的分析结果比较 ,证明氮气吸附法是表征天然斜纤蛇纹石的中空纳米管内径特征的有效方法。该方法可以获取较大量样品的内径大小、分布和变化的特征信息 ,对其特殊理化性能的研究有特别意义。与其他表征方法结合可获得更完整的中空管参数 (包括外径 ) ,为天然斜纤蛇纹石的理论研究和实际应用提供基础参数     

不同反应参数下纤蛇纹石纳米管的水热合成研究

以活性MgO和纳米SiO2为原料,在仿地质作用的碱性水热环境下控制不同反应参数合成了多个系列的纤蛇纹石样品。利用XRD和IR分析系统地研究了不同反应参数对纤蛇纹石特征的影响。结果表明,活性MgO和纳米SiO2在水热环境中很容易转变成纤蛇纹石相,但形成完善纳米管结构须严格控制水热反应条件;pH值、反应温度和反应时间的提高均有利于水热合成结晶度及管状结构更加完善的纤蛇纹石,最佳水热反应条件为pH=13.8,200℃,反应60h,此条件下无其它杂质产物生成,合成温度较前人采用的300℃有所降低。利用SEM和AFM对最佳反应条件下合成的纤蛇纹石纳米管的形貌进行了观察,发现其为短柱状,准直性较高,表面光洁无杂质,直径均一,约50nm,长度多为400～500nm。     

四川石棉矿蛇纹石矿物学研究

四川石棉矿产出四种蛇纹石矿物:纤蛇纹石,Povlen型纤蛇纹石、利蛇纹石和叶蛇纹石。它们的形态、结构、化学成分和红外光谱各具特征,本文对此进行了描述和讨论。纤蛇纹石以纵纤维脉和横纤维脉形式产出,以斜纤蛇纹石为主,含少量正纤和副纤蛇纹石。纵纤维蛇纹石可能由地壳浅层中的大气热水形成。Povlen型纤蛇纹石是蛇纹石族矿物的一个新变种,其形态、结构和化学成分都不同于其他蛇纹石矿物。     

大洋橄榄岩的蛇纹岩石化研究进展评述

橄榄岩的蛇纹石化是大洋中不可忽略的重要地质过程,近年来引起广泛关注。大洋橄榄岩的蛇纹石化主要发生在洋中脊和汇聚板块边缘等环境中,大洋蛇纹岩典型的矿物组合包括:蛇纹石±磁铁矿±滑石±水镁石±角闪石。其中蛇纹石根据其矿物的晶体结构特征可分为利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石3种类型;偏光显微镜下可将蛇纹石结构划分为3类:假晶结构、非假晶结构和过渡结构。橄榄岩的蛇纹石化不仅会改变岩石的物理性质,如导致岩石密度的减小和地震波速的降低、影响橄榄岩的磁性等,而且也会对橄榄岩的流变性产生重要影响。大洋超基性岩系热液系统的发现,进一步激发了研究者们对大洋橄榄岩蛇纹石化研究的兴趣。与橄榄岩蛇纹石化相关的喷口流体含有较高的H2和CH4含量,此外,蛇纹石化是一个放热反应,可以驱动热液循环,导致Lost City等中低温型热液系统的出现。     

矿物—氨基酸水溶液的表面离子化及溶解作用研究

在矿物－氨基酸－水组成的多相体系中，矿物在氨基酸中的溶解作用是一个复杂的过程，其矿物的成分、结构和表面离子化是影响矿物溶解和络合的重要因素。水镁石、纤蛇纹石、硅灰石由于表面羟基化，在氨基酸水溶液中有较高的溶解度，溶解以配合作用为主；坡缕石、海泡石层状硅酸盐矿物表面羟基化作用较弱，与氨基酸的作用为配合作用和吸附作用并存，以后者为主；沸石矿物则以吸附作用为主。在中性氨基酸水溶液中，矿物的溶解度大小为：水镁石＞纤蛇纹石＞硅灰石＞海泡石＞坡缕石＞斜发沸石。     

阿克塞红柳沟纤蛇纹石矿物学特征研究

在对阿克塞红柳沟温石棉矿床的地质特征分析的基础上,采用XRF、XRD、FT-IR、SEM、TG-DTA等分析测试方法对4个纤蛇纹石样品进行了化学成分、晶体结构、谱学特征、显微形貌与理化性质研究。结果表明:纤蛇纹石样品的主要化学组成为SiO2、MgO,其次含有Al2O3、Fe2O3及少量的NiO等类质同象组分,为典型的斜纤蛇纹石结构,内外羟基伸缩振动和Si-O伸缩振动吸收峰尖锐、分裂明显,纤维形态表现为柔韧的丝状,结构破坏温度在650~700℃,酸蚀量在43.67%~59.89%之间,碱蚀量在2.72%~7.01%之间。矿床地质特征和纤蛇纹石的矿物学特征表明该矿床形成后遭受后期的地球化学作用破坏程度低,与纤蛇纹石共生的矿物较简单,纤蛇纹石纤维表面结构较完善。     

碱度对水热合成纤蛇纹石纳米管的影响研究

为克服天然纤蛇纹石纳米管在量子组装应用上存在的不易提纯、易被伴生矿物堵塞、管径不均等缺点,以活性MgO和纳米SiO2为原料,采用水热法在不同碱度下合成了系列纤蛇纹石样品.时合成样品的X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)以及扫描电镜(SEM)分析表明,在200℃.pH值大于13的条件下反应60 h以上能够合成结晶度比较完善的纤蛇纹石;碱度的提高有利于纤蛇纹石氢氧镁石层和硅氧四面体层的生长,并促使两者结合更为紧密,晶胞参数b0值增大,结构层更易卷曲,纤蛇纹石的纤维管状结构更加完善,结晶度提高,纤维的晶体轮廓更加清晰,直径更为均一,长度增加;最后确认在200℃.pH 13.8,反应60 h条件下合成纤蛇纹石纳米管的直径约50 nm.长度多在600nm以上,长度上优于前人的合成.     

纳米纤维状白碳黑的研究现状及其应用前景

纳米纤维状白碳黑是失镁率(MLD)超过90%的纤蛇纹石酸蚀产物,具有独特的纳米纤维状多孔结构,制备方法简单,是一种新型超微细无机纳米级白碳黑,适合作为橡胶、塑料填充补强剂和催化剂载体[1-3].本文对纳米纤维状白碳黑的研究现状及其应用前景从四个方面做了总结.     

我国四大矿区温石棉粉尘诱导A549细胞凋亡和周期阻滞的对比研究

通过FT-IR和XRD对四川新康、陕西陕南、甘肃阿克塞和青海茫崖四大矿区温石棉的物相成分、谱学特征进行测试分析,利用MTT法、流式细胞术检测了4种温石棉纤维粉尘染毒A549细胞后的细胞存活率、凋亡率和细胞周期分布,比较和探讨了四大矿区温石棉纤维粉尘抑制细胞增殖能力的大小及其对细胞凋亡和周期阻滞的影响。研究结果显示,四大矿区温石棉的主要物相是斜纤蛇纹石,新康温石棉成分比其他3种温石棉的复杂,阿克塞和茫崖温石棉的成分相似;四大矿区的温石棉化学基团基本相同,阿克塞和茫崖温石棉纤维的表面结构较陕南和新康温石棉的完善。4种温石棉均能不同程度地抑制A549细胞增殖,诱导细胞凋亡和周期阻滞:茫崖组凋亡率最大(22. 56±2. 56)%,陕南组凋亡率最小(19. 57±3. 07)%;细胞周期阻滞均以G2/M期阻滞为主,新康、陕南、阿克塞和茫崖组处于G2/M期细胞比例分别增加8. 90%、8. 58%、9. 13%和10. 44%。4种温石棉导致细胞凋亡和周期阻滞的能力:茫崖新康阿克塞陕南。     

江汉平原大气污染源分析

通过选择不同的环境功能区布置大气干湿沉降样点,分析重金属污染元素和有机氯农药的颗粒态与溶解态指标,计算季沉降通量和年沉降总量,了解其随季节变化的规律,分析比较不同地貌条件、不同城市及不同污染源区对其沉降的源贡献。结果表明:大气对江汉平原重金属的输入途径以降水为主;重金属元素颗粒物在平原区的沉降通量略高于岗丘地区;武汉市高于其他城市;工业污染源区明显高于一般农田区;三类污染源区相比,颗粒态为烟尘>化工尘>交通尘,溶解态为化工尘>交通尘>烟尘(个别元素除外),且大气降水中的营养元素N、K、Fe在化工工业区较为富集,而P的沉降在烟尘和化工工业区则受到一定程度的抑制。两种主要有机氯农药不同异构体间的组分关系表明本区环境中近期仍有林丹输入。     

济南市大气降尘地球化学特征及污染端元研究

在济南市城区对大气降尘及不同污染端元样品进行采集,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对大气降尘空间分布及污染来源进行研究。结果表明:不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、F、Pb是汽车尾气尘的3倍以上,是交通尘、冶炼尘、建筑尘等其他端元尘的1.26~2.35倍,对环境影响较大;汽车尾气尘中Cr、Ni、S、Zn含量最高,冶炼尘中Co、Ni、Pb、F含量偏高,而建筑尘中多数元素含量为所有端元尘中最低。与土壤背景值相比,济南市大气降尘中Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、F、S富集程度较高,受到不同程度人为污染;相关分析和因子分析结果表明,Cd、Cu、Hg、Pb、As主要来源于企业燃煤,大气降尘中这些元素高含量区与热电厂、冶炼厂、化工厂等燃煤污染源空间分布相一致;F、S可能与汽车尾气排放有关,而As、Cr主源于交通污染,这3种污染源是济南市大气降尘污染的主要来源,对降尘的贡献约占60.42%。研究表明,工业燃煤排放已逐渐代替汽车尾气成为大气降尘中Pb元素的主要来源。     

纳米纤维状白炭黑的孔隙特征

在与传统白炭黑对比研究基础上,利用TEM、XRD、FT_IR和氮吸附法对纳米纤维状白炭黑(MLD为92.73%)进行研究,主要讨论了纳米纤维状白炭黑多孔结构的成因、孔径大小、孔分布及孔类型等特征。分析表明纤蛇纹石中氢氧镁石八面体层被酸溶蚀和硅氧四面体层的塌陷是导致这种白炭黑具有多孔纳米纤维结构的直接原因;有两种孔隙类型,即纤维上的孔隙和纤维的堆积孔隙;纤维上的孔隙包括SiO_2微粒间的孔隙、其聚结体间的孔隙、残余纳米管的管道和毛细管道;孔径2.1和3.8nm处的孔隙数量多,并且在纳米纤维(或管)上存在大量小于5nm左右的微孔。研究证明了在用于橡胶、塑料填充补强剂和催化剂载体等方面,纳米纤维状白炭黑更优于传统白炭黑。     

Porous Properties of Nano-fibriform Silica from Natural Chrysotile

With the TEM and physical gas adsorption techniques, porous properties of nano-ribriform silica （MLD： 92.73%） from natural chrysotile are studied in this paper. The results indicate that porous nano-fibriform silica results from brucite octahedral sheets of nature chrysotile dissolved completely and Si-O tetrahedral sheets collapsed by acid leaching. Its length is at a micron or nanometer scale. There are two types of pores： pores among neighboring fibers and pores in nanoriber. These pores （less than 6.5 nm in diameter, mostly 2.1 nm and 3.8 nm） all belong to mesopores. The pores in fibers consist of those among SiO2 particles, those among aggregates, remnant nanotubes and capillary tubes. Nanoribriform silica proves better than the traditional silica as a carrier of catalyzer and a filler for reinforce rubber and plastics.     

Effect of different industrial activities on heavy metal concentrations and chemical distribution in topsoil and road dust

The development of industrial activity in recent years has promoted the pollution in this environment causing health problems to workers and the neighbourhood nearby. In order to determine the influence of different industrial activities in metals concentration and behaviour in soil and road dust, samples from three different industrial areas (service industry; refinery, fertilizer and power industry; and tannery industry) and a natural area were collected. Physical–chemical properties, metal content (Pb, Zn, Cu, Cr, Co, Ni) and the chemical distribution of metals were carried out. Results show largest accumulation of metals in road dusts samples for all industrial areas, being Zn, Pb, Cr and Cu the metals with highest concentrations. Each industrial activity contributes differently to the concentration of metals in soil and dust, and the highest concentrations of Cr were found from tannery industries, while Pb and Zn showed the highest concentration from refinery and fertilizer industry. It has been showed that industrial activity has influence on the physicochemical properties of soil and road dust and on the bioavailability of all metals. Chemical partitioning indicates that Pb, Zn, Cu and Cr distribution in the different solid phases is affected by industrial activity, while Co and Ni distribution is not affected by the industrial activity.     

Environmental impact assessment inside and around Mahd Adh Dhahab gold mine, Saudi Arabia

Environmental impact of the mining activities in the Mahd Adh Dahab gold mine was examined through detailed chemical analyses of a number of samples represent the gold-bearing rocks, soils, dust, and plants from inside and outside the mine area and within the Mahd City as well as the surrounding areas. The obtained data were compared with the standard values of heavy metals concentrations in order to evaluate the pollution levels of these activities on the different systems around the mine area. The data of rock samples shows relatively high concentrations of Cu (up to 11.9%), Pb (up to 4.1%), and Zn (up to 14.2%), which attributed to the outcropping of the sulfide-bearing veins on the surface of the mine area. Soil samples inside the mine area show high concentrations of Zn, Cu, Cd, Pb, and As compared to those from outside the mine indicating pollution impact of the mine activities on soils from inside the mine with these elements. Dust samples collected from inside the mine have considerably high concentrations of Cd, Zn, and Pb compared to those from outside the mine. Values of heavy metals in the collected dust from outside the mine are comparable with those from many big cities including Riyadh City, Saudi Arabia, indicating contaminations with heavy metals to the dust from inside the mine at Mahd Adh Dahab City. Heavy metals concentrations in the stems and leaves samples of the various types of plants inside and outside Mahd Adh Dahab gold mine area show that they have relatively higher concentrations of Cu and Zn compared to other metals. Stem samples show relatively higher concentrations of Zn, Cu, Cr, and V compared to the leaves samples. Although values of most heavy metals in the plants, both stems and leaves, are comparable with those of the typical levels of heavy metals in plants, Co and Cr show relatively higher concentrations suggesting a pollution impact of the mine activities in plants with Co and Cr. As a conclusion, results indicated that the contamination effect of Mahd Adh Dahab gold mine activities are clear in soils and dusts inside the mine area with some metals such Zn, Cu, Cd, and Pb due to their relatively enrichment in mineralization. Therefore, careful treatments of the waste dump materials inside the mine area are recommended to protect soils and air contaminations and to prevent the extension of pollution outside the mine in the future.     

煤矿井下定向钻进防塌乳液研究

治理煤矿瓦斯最有效的办法是通过钻孔对其进行抽采。以聚丙烯酸酯（PCM）、三醋酸纤维素（TCA）为单体,采用反相乳液聚合法合成了MZ-1乳液。通过室内实验评价其流变性能、防塌护壁性能及抗煤粉污染能力,并在冀中能源东庞煤矿三水平通风绕道2号钻场9号钻孔进行了现场试验,结果表明:MZ-1乳液配制的冲洗液具有良好的流变性,较低浓度条件下具有较高的黏度和切力;防塌护壁能力也较国外进口的A乳液、B乳液、植物胶及PHP强;具有较强的抗煤粉污染能力,在煤粉体积分数达到10%时,仍然具有较好的流变性。