β-FeOOH的水热法合成及其去除Cr(Ⅵ)实验研究

采用水热法成功合成四方纤铁矿(β-FeOOH),并结合XRD、SEM、zeta电位分析等对合成物进行系列表征。重点考察Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及不同光照条件等因素下,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。实验结果表明:合成得到的β-FeOOH为纺锤形晶体,长径200nm~250nm,端面直径30nm~50nm。Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及光照条件对β-FeOOH去除Cr(Ⅵ)均存在重要影响。随着Cr(Ⅵ)初始浓度的升高,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量呈先递增后降低的趋势,当Cr(Ⅵ)初始浓度为50.07 mg/L时,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量达到最大值12.05mg/g,且吸附特征符合Langmuir方程吸附模型,饱和吸附量为16.35mg/g;β-FeOOH宜在弱酸性环境下去除Cr(Ⅵ),随着污染液pH的升高,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除率呈现先增加后减小的趋势,在pH为6.24时去除率达到最大,为96.67%;光照条件会影响β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现出黑暗环境自然环境紫外光照射。     

高效液相色谱法测定地下水中苯并(a)芘的不确定度评定

通过对高效液相色谱法测定地下水中苯并(a)芘含量的全过程分析,确定了测定结果不确定度的来源。采用不确定度连续传递模型,对引入的不确定度分量进行评定,并采用最小二乘法对标准曲线进行拟合,确定了地下水中苯并(a)芘含量标准不确定度由样品取样量、样品定容体积及测定体积、样品重复性测定、标准溶液浓度和标准曲线拟合误差6部分不确定度合成。通过对2个不同含量样品测定结果不确定度评定,证明苯并(a)芘含量越低,测定结果的相对标准不确定度越大;且样品重复性测定和标准曲线拟合误差是测定结果不确定度的重要来源。     

紫外光及日光下天然金红石光催化降解苯酚的研究

研究了山西代县天然金红石在紫外光和日光照射条件下对苯酚的光催化降解性能,考察了光照时间、pH值、苯酚初始浓度以及H2O2添加量对降解过程的影响。在紫外光照射下,酸性条件(pH=3.5)利于光催化降解,中性和碱性条件下降解效率较低;当初始浓度为60mg/L时,降解速率可达1.922mg/(L.h);H2O2作为电子捕获剂可提高苯酚降解速率,最佳投加量为2mL/L。在日光条件下,天然金红石对苯酚表现出良好的降解性能,照射7h后,降解率达87.68%,仅略低于P25型TiO2(99.72%),可在14h内完全降解。根据电子探针和X射线衍射分析结果,认为天然金红石晶格中的V、Fe等杂质可能是提高其可见光响应效果和光催化活性的主要原因。     

阳光下二氧化钛-膨润土对SDBS的降解

实验以阳光照射6h为条件研究0.5‰TiO2-膨润土对水中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的降解过程,结果表明:阳光照射下,TiO2-膨润土复合催化剂去除水中SDBS的性能不仅优于TiO2,而且解决了TiO2颗粒细、难回收再用的问题;且在照射的同一时间段内,阳光中紫外光强度越强,SDBS的去除率越高,即使在北方冬天紫外光强度十分弱的条件下(20μW/cm2～180μW/cm2),TiO2-膨润土复合催化剂仍能6h去除51.1%的SDBS。实验中还发现以太阳光为光源,TiO2-膨润土去除模拟废水中的SDBS的最佳条件是:pH值6.00,TiO2-膨润土的投加量约为0.5‰,模拟废水的初始浓度约为20mg/L,与以紫光灯为光源时的最佳条件相近。     

密云水库沉积物中磷释放的环境因子影响实验

为了探讨密云水库沉积物中磷的释放条件,在实验室模拟了改变溶解氧浓度、调节pH、温度等因素对磷释放的影响实验。结果表明:厌氧条件下沉积物中释放磷的总量是好氧条件下的10倍;上覆水pH值升高有利于沉积物中磷的释放;温度升高,沉积物中磷的释放强度随之增大。同时说明了水库内源性磷对水库水质存在着潜在威胁,为研究水库内源性磷对水质的影响和对水库富营养化趋势的预测提供了可靠的依据。     

高矿化度矿井水结垢趋势及影响因素研究

通过对某矿区矿井水水质进行分析,利用Davis-Stiff饱和指数法对不同pH值、温度、Ca²⁺浓度以及浓缩倍数下高矿化度矿井水中碳酸钙的结垢趋势预测,并通过静态结垢实验对不同条件下模拟水样中的结垢量测定,研究了矿井水中碳酸钙的结垢规律。结果表明:研究区矿井水中主要无机结垢为碳酸钙;矿井水中碳酸钙的结垢量会随着温度、pH值、Ca²⁺、浓缩倍数的升高而增大。     

水气混合洞塞泄流溶解氧输移扩散的数值计算

为研究水气二相混合洞塞泄流欠饱和溶解氧输移扩散行为特性,揭示气体体积分数、进口溶解氧浓度、雷诺数等流动特征参数和洞塞尺寸等几何参数对溶解氧浓度恢复的影响规律,开展了水气二相混合洞塞泄流溶解氧输移扩散的室内模型试验,观测流速、压力和溶解氧浓度分布。建立了水气二相混合洞塞泄流溶解氧输移扩散数学模型,并利用物理模型试验数据对数学模型进行了验证。利用验证后的数学模型,分别计算不同进口气体体积分数、溶解氧浓度、雷诺数、洞塞长度和洞塞直径条件下水气二相混合洞塞泄流溶解氧浓度恢复情况。结果发现:气体体积分数越大,进口溶解氧浓度与饱和溶解氧浓度差值越大,雷诺数越小,溶解氧浓度增量越大;洞塞长度越长,洞塞直径越小,溶解氧浓度增量越大。     

地表条件下毒砂氧化作用与水溶液pH的关系

用混合流反应器研究了毒砂在溶解氧(DO)浓度为8 mg/L和温度为35 ℃条件下的氧化作用与水溶液pH的关系.结果显示,毒砂氧化释放的溶解As浓度随溶液pH升高呈V字形变化,在pH 7～8之间最低.DO氧化毒砂释放的As主要有As(Ⅲ)和As(Ⅴ),以As(Ⅲ)为主,As(Ⅲ)/ As(Ⅴ)的比例与溶液pH变化没有关系.     

黔北务正道地区铝土矿层中燃烧成因PAHs的发现及其古气候意义

铝土矿沉积被认为是炎热潮湿热带或亚热带古气候条件下的气候敏感沉积物。对黔北铝土矿中3个钻孔不同层位岩心样品的GC-MS检测显示,样品中含有种类丰富、相对含量较高的燃烧成因多环芳烃化合物(PAHs)。以芘、荧蒽、苯并[a]芘、苯并[e]芘、苯并[ghi]苝等为代表的燃烧成因PAHs与陆上火灾事件密切相关。结合生物标志物特征及前人研究所得的古地磁、植物与孢粉化石证据,认为黔北铝土矿形成时陆上存在丰富的植被,且是一种在炎热潮湿背景下存在季节性干湿分异的古气候条件。     

乙腈-硫酸铵-水双水相萃取-高效液相色谱法测定地下水中苯并(a)芘和苯并(e)芘

传统的液液萃取技术主要采用与水不相溶的有机溶剂作萃取剂,这种异相萃取的传质速率一般较低,需反复振荡或多次萃取.本文建立了以乙腈-硫酸铵-水的双水相萃取体系高效液相色谱法测定地下水中苯并(a)芘和苯并(e)芘的方法,以密度比水小的乙腈为萃取剂,将其与水样混合(互溶)获得乙腈-水体系,然后加入硫酸铵,溶液澄清、分相后取上层有机相(乙腈)进样分析.考察了萃取剂的选择、双水相的形成条件、离子强度以及pH等对测定结果的影响.两种化合物线性范围为2.00～ 400.00 ng/mL,相关系数大于0.999.方法检出限为0.012～0.020 ng/mL,平均回收率为94.6％～97.3％,相对标准偏差为1.3％ ～2.5％.与传统萃取方法相比,该方法具有操作流程简单、快速的特点,可实现对野外环境水样进行原地样品前处理.     

陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的化学分离纯化

陨石离开其小行星母体直至降到地球表面期间,受到宇宙射线的照射,产生一系列包括10Be和26Al等的放射性核素.10Be和26Al的含量及其比值记录了宇宙射线辐照历史,而陨石降落到地球表面后,它们的衰变又提供了测定其降落时间,即居地年龄的方法.10Be和拍26Al由加速器质谱测定,样品需分离纯化.为此,开展了陨石样品Be和Al的分离纯化实验.通过模拟样品的条件实验,建立了Be和Al分离纯化的化学流程,其回收率分别达到89%和70%.在此基础上,分离并测定了一个降落型普通球粒陨石(吉林陨石)非磁性部分的10Be和26Al的含量.结果显示,吉林陨石26Al/10Be的比值为5.005,远大于两者的饱和比值(2.72),说明吉林陨石经历了短期的暴露辐射,这一结果与吉林陨石第二阶段的暴露年龄0.4 Ma一致.整个化学流程的10Be/9Be和26Al/27Al空白分别为(4.33±0.46)×10-14和(6.59 ±4.66)×10-15,其中前者接近于该仪器的空白测量值,而后者则接近于仪器的检测限2.3×10-15.     

pH值对混合溶液中矿物溶解／沉淀的影响

以粉煤灰浸出液与自来水混合为例,结合水文地球化学模拟,分析了在混合作用下,pH值对单相混合溶液中矿物溶解／沉淀作用的影响。结果表明,由于混合作用,溶液pH值发生改变引起CO3^2-活度变化,从而影响方解石和白云石的饱和指数,随着混合比例从0．1到0．9的增加,实验和模拟单相混合溶液中白云石和方解石的饱和指数呈现不同规律的下降;在混合溶液pH值的影响下,玉髓饱和指数随混合比例的增大,呈现先上升后下降的变化趋势。     

全国地下水调查中12种半挥发性必检组分的测定

经过优化组合建立了适用于全国地下水调查中六六六、滴滴涕、苯并[a]芘等12种必检组分测定的分析流程。方法利用正己烷液-液萃取,以气相色谱法(电子捕获检测器)检测11种有机氯组分,高效液相色谱法(紫外、荧光检测器)检测苯并[a]芘。建立了分析过程的质量控制流程程序与质量管理指标范围,确保检测数据达到允许的范围之内。所建分析方法检测限低、精密度好,方法简便、准确,适用于批量样品分析。方法报出限在1.00~1.50 ng/L,8次测定相对标准偏差为2.52%~6.07%,加标回收率为85.3%~106.0%,满足了全国地下水调查评价规范的要求。     

气相色谱-质谱在地下水检测过程中的重要性

采用气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法对地下水样品中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT、六氯苯、苯并(a)芘等组分进行测定时,通过气相色谱-质谱在测量复杂基体待测样品组分中的识别作用、在高浓度待测样品组分检测中的确认作用以及对样品检测结果假阳性现象的判断作用等内容,论证了气相色谱-质谱技术在测定复杂基体或高浓度地下水样品过程中的重要性,确保了地下水调查项目测量数据准确可靠。     

寒冻条件下花岗岩小块体的风化模拟实验及其分析

５０ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ的一些小花岗岩块体被单轴挤压使之表面出现裂隙，然后分别预处理成干燥、水饱和与硫酸钠溶液饱和的３组样品，使之经历不同温度变幅下的冻融过程。在冻融过程中，分别记录了样品表面、表面下１０ｍｍ及２５ｍｍ处的温度变化，同时在实验前后，对所有样品都进行了超声波传输速率测定和重量测定。实验结果表明，这些小的花岗岩块体表面与内部的温度变化没有明显差异，其温度变化随外界温度而变化，但在外界温度变幅整体低于０℃时，岩石温度逐渐趋于稳定。样品在实验前后的重量变化很小，但是仍能反映最大的变化发生在水饱和的一组样品中。所有样品在实验后的超声波传输速率都明显下降，特别是在垂直于微裂隙的方向，超声波传输速率下降大于平均下降幅度，表明冻融过程中岩石内部的孔隙可能增大而微裂隙具有明显的加剧作用。     

拉曼光谱原位观测水合物形成后的饱和甲烷浓度

水合物形成于相对低温高压环境,这种条件下对水合物形成后的流体中残留的甲烷浓度进行直接的原位观测非常困难.本文在高压透明腔体中成功合成了甲烷水合物,利用拉曼光谱技术在低温高压条件下对水合物形成过程中流体中残留的甲烷浓度的变化进行了原位观测,用拉曼峰面积比值法获得了三个温度、压力下水合物形成后的饱和甲烷浓度值.研究发现,水合物生长过程中,流体中的甲烷被不断消耗而浓度逐渐降低,温度对水合物形成后的流体中残留的饱和甲烷浓度影响很大,温度越低,残留的饱和甲烷浓度越小,与通常条件下甲烷在水中的溶解度随温度的降低而增加的趋势正好相反.     

三峡大坝下游溶解氧变化特性及影响因素分析

根据三峡工程坝区水域实测数据,分析了水库蓄水以后大坝上、下游断面溶解氧浓度和溶解氧饱和度的变化特性,探讨了水位、流量因素对大坝下游水体溶解氧量的影响。结果表明,坝身孔口过流水体大量掺气后进入下游河道导致下游水体溶解氧浓度和饱和度显著增加,甚至达到超饱和状态。由于电站过流基本不改变水体溶解氧量,在电站和坝身孔口同时过流时,两种水体掺混后,下游溶解氧量主要受流量比的影响。此外,下游溶解氧量随流量的增加和下游水位的升高而增大。过坝总流量超过35 000 m3/s,下游水位超过68 m以及坝身孔口过流流量占总流量的绝大部分时,需特别重视溶解氧超饱和现象对水生生物可能造成的影响。     

掺铁-TiO2/膨润土复合光催化材料制备及性能

采用酸性溶胶法制备掺铁-TiO₂/膨润土复合光催化剂,利用XRD﹑IR等测试手段对其进行了表征。通过测试甲基橙溶液的脱色率和COD去除率对复合光催化剂的光催化活性进行了评价。结果表明,该催化剂有较高的催化氧化性能,在太阳光照射下,对pH=4﹑质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液进行降解时,其脱色率可达95%以上,COD去除率可达85%以上。该催化剂在经过200℃焙烧活化2.5 h后可多次重复利用。     

半干旱雨养农业区灌浆期模拟酸雨对春小麦叶片光合特性及产量的影响

为探明酸雨对春小麦光合特性及产量的影响,用pH为1.5、2.5、3.5、4.5和5.6的模拟酸雨在春小麦灌浆期对其进行喷淋,然后测定不同pH模拟酸雨处理后春小麦叶片的光合参数与春小麦产量。研究结果表明:①随着酸雨pH的下降,春小麦叶片净光合速率下降了9.61%~61.50%,气孔导度下降了7.03%~57.46%,蒸腾速率下降了3.70%~55.44%,胞间CO2浓度上升了27.91%~43.74%,叶绿素相对含量下降了12.12%~41.92%,产量下降了15.50%~37.05%。酸雨对春小麦叶片光合特性的影响随酸雨的氢离子浓度增大而愈显著。②酸雨pH与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素相对含量及春小麦最终产量均呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈显著负相关。     

芳基双希夫碱在低温稠油水热催化裂解中的室内研究

研制了一种低温水热催化裂解降黏剂--芳基双希夫碱,并用该降黏剂对南阳油田的稠油进行了室内试验.在反应温度为200°C,催化剂质量分数为0.08%,pH值为12的条件下,原油的降黏率达到91.34%.用棒色谱对反应前后的族组成进行了测定,发现反应后重质组分有所减少;采用气相色谱对反应前后饱和烃变化的测定结果表明,反应后饱和烃增多;用红外光谱对反应前后胶质、沥青质的结构进行了测定,反应后稠油重质组分的结构发生了变化,导致稠油黏度降低,在一定程度上改变了稠油的品质.