曹妃甸附近海域表层沉积物重金属含量年际变化及污染评价

根据2008—2015年3个航次对曹妃甸附近海域共51个采样站位的表层沉积物调查资料,分析了表层沉积物中Hg,Cu,Pb,Cd,Cr,Zn和As七种重金属的质量分数和年际变化特征,采用超标率统计法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对其重金属含量进行了评价。结果表明,研究海域表层沉积物中重金属含量总体处于较低水平,3个航次中仅有1个站位的Cu超标,其他调查站位的重金属含量均符合第一类标准。研究海域表层沉积物中各重金属的年际变化略有差异,Cu,Pb和Zn的含量相对比较稳定;Cr的含量表现为逐年降低的趋势;Cd和As的含量表现为先降低后增大的趋势;而Hg的含量表现为先增大后略降低的趋势。近8a来总体上曹妃甸附近海域表层沉积物中重金属含量的年际变化不显著。采用地累积指数法评价显示,7种重金属元素的Igeo多年平均大小排序为CdPbHgCuCrZnAs,除个别站位Cd受到轻度污染外,其他6种重金属污染程度均为清洁。采用潜在生态风险评价显示,研究海域7种重金属的Eir多年平均大小排序为CdHgAsPbCuCrZn,综合潜在风险指数等级为低生态风险水平。结合地累积指数法和潜在生态风险指数法两种评价方法得出的评价结果一致,结果表明Cd是曹妃甸附近海域表层沉积物中主要潜在生态风险因子。     

滨海湿地耐盐植物二色补血草化学成分研究

采用硅胶柱层析,Sephedex-LH-20凝胶层析,HPLC等方法,从滨海湿地耐盐植物二色补血草中分离得到了10个单体化合物。运用NMR,MS以及与文献对照,鉴定它们的结构分别为豆甾烷-3,6-二酮(1),豆甾-4烯-3,6-二酮(2),6β-羟基-豆甾-4-烯-3-酮(3),5α,8α-环二氧-24-甲基-胆-甾6,22E-二烯-3β-醇(4),5,α8α-环二氧-24-甲基-胆甾-6,9,22E-三烯-3β-醇(5),麦角-甾4,6,8(14),22E?四烯-3-酮(6),植醇(7),正十六烷酸(8),亚油酸(9),亚油酸单甘油酯(10)。化合物1~7和10为首次从该植物中分离得到。     

薄互层水力裂缝垂向扩展控制因素试验研究

新疆油田某地区油藏的储隔层岩性组合复杂,呈现突出的薄互层产状特征,研究合、分压判断条件有利于提高压裂效率,增强储层动用程度与压后改造效果。水力裂缝在薄互层中的穿层与裂缝扩展行为受薄互层地质特征与压裂施工参数的影响。基于此,开展了薄互层物理模型压裂试验,研究界面胶结、岩层分布、岩层厚度、压裂液黏度与注液排量对薄互层中水力裂缝垂向扩展的影响分析。试验结果表明：薄互层的地层特征界面胶结与岩层分布是水力裂缝垂向扩展的主要控制因素,界面胶结强度对裂缝垂向扩展行为的影响强于岩层分布;由于弱胶结界面的存在,水力裂缝垂向扩展穿层时可发生方向偏转,抑制裂缝垂向扩展;提高压裂液黏度与注液排量有利于薄互层中水力裂缝的穿层垂向扩展。     

动态荷载下胶结充填体力学响应及能量损伤演化过程研究

为研究尾砂胶结充填体的动态力学性能及能量损伤演化过程,采用分离式霍普金森杆对尾砂胶结充填体进行了不同应变率下的冲击加载试验。试验结果表明：充填体的动态抗压强度和动态抗压强度增强因子随应变率的增加呈指数函数递增规律,且水泥含量越低的充填体应变率效应更显著;充填体的峰前能耗量密度、峰后能耗量密度、单位体积应变能及总能耗量密度随应变率的增加均呈指数函数递增规律,且动态抗压强度与峰后耗散能密度具有明显的正相关关系;冲击载荷作用下,充填体变形破坏主要经历了线弹性变形、屈服破坏及峰后破裂这3个阶段;在充填体的线弹性变形及屈服破坏阶段,能量以弹性应变能的形式储存在试样内部,而在峰后破裂阶段,能量以耗散能释放为主;冲击加载下,充填体的受荷能量损伤演化过程划分为损伤稳定发展阶段、损伤加速阶段及损伤破坏阶段3个阶段。     

长江经济带某石化场地土壤中污染物分布与微生物特征

从长江经济带某在役石化场地采集了3个点位不同深度的土壤样品,测定了石油烃等污染物的含量和微生物的群落结构,以揭示污染物分布规律和微生物特征。结果显示,3个点位污染程度不同,但污染物含量均随深度先升高后降低,最高含量均出现在埋深4.0 m左右,即地下水位附近。土壤中C6-C9高达5 302 mg/kg,C10-C40高达625.6 mg/kg,芳烃高达455.2 mg/kg,卤代烃高达41.54 mg/kg。土壤微生物的丰富度和多样性随深度增加而降低,同一深度土壤微生物的丰富度和多样性随污染物含量增大而降低。门水平上Actinobacteria、Firmicutes和Spirochaetes的相对丰度和石油烃含量显著正相关(p<0.05),属水平上Streptomyces、SCADC1-2-3、Desulfitobacterium和Cryptanaerobacter的相对丰度和石油烃含量显著正相关(p<0.05)。     

松辽盆地梨树断陷原油高碳数三环萜烷分布特征及主控因素

对梨树断陷71个湖相原油样品的饱和烃和芳烃进行了气相色谱和色谱—质谱(GC-MS)分析,根据其生物标志化合物组合特征的差异将梨树断陷的原油划分为三种类型,不同成因类型的原油样品中三环萜烷的分布特征差异明显,其中Ⅰ类原油三环萜烷的浓度明显高于Ⅱ类原油,而Ⅱ类原油Σ三环萜烷/17α(H)-藿烷比值明显高于Ⅰ类原油,但不同类型原油中均存在较高含量的高碳数三环萜烷(C₂₈TT-C₂₉TT),其相对百分含量均高于低碳数三环萜烷(C₁₉TT-C₂₀TT、C₂₁TT、C₂₃TT)。从沉积环境、母质来源和成熟度三方面对高碳数三环萜烷的主控因素进行了探讨,结果表明,梨树断陷不同类型原油的母质来源都是以细菌及低等水生生物为主,(C₂₈TT-C₂₉TT)/17α(H)-藿烷与伽马蜡烷指数有一定的正相关性,说明偏还原性的咸水环境是高碳数三环萜烷富集的次要影响因素。就该研究区而言,Σ三环萜烷/17α(H)-藿烷比值与成熟度参数Ts/(Ts...     

孔隙环境特征对高岭土超声波波速影响机理研究

高岭土是工程中常见的黏性土体,其微观结构对孔隙环境的变化十分敏感。目前针对高岭土孔隙环境特征与声波波速关系的研究还有待深入。基于超声波测试理论,采用RSM-SY6超声波检测仪,研究了不同孔隙环境条件下,高岭土超声波波速的变化规律,并从黏土颗粒的排列方式及其与孔隙溶液的相互作用等微观角度,分析了孔隙环境特征对高岭土超声波波速的影响机理,为超声波检测技术在土体中的应用提供了一定的理论依据。结果表明：（1）孔隙比越大,高岭土超声波波速越低;（2）随着含水率的增加,高岭土超声波波速先小幅度降低,后大幅度升高;（3）孔隙溶液酸碱度对高岭土超声波波速的影响与边缘等电pH值有关,当孔隙溶液p H值等于边缘等电pH值时,超声波波速最大;（4）盐分的加入使高岭土超声波波速降低,当盐溶液浓度在0～0.5 mol/L时,波速下降最快。相同阴离子条件下,高价阳离子对超声波波速的降低作用更明显。研究结果可为黏性土体声学特性研究提供参考,同时也为超声波检测技术在土体中的应用提供了一定的理论依据。     

水力裂缝穿越非连续面扩展时的断裂过程研究

非连续面发育是非常规油气储层的显著地质特征之一,水力裂缝能否穿越非连续面扩展会关系到压裂的改造效果。为研究水力裂缝穿越非连续面扩展时断裂过程区（fracture process zone,简称FPZ）发育特征,采用自主设计的可视化压裂试验装置对含预制摩擦界面的砂岩平板试件开展水力压裂试验。基于数字图像相关法实时监测了水力裂缝正交穿越界面扩展过程中的位移及应变场特征。试验结果表明,水力裂缝穿越界面扩展之前,断裂过程区已经开始跨越界面发育;裂缝能否穿越界面扩展在FPZ的初始发育阶段已经注定,不受FPZ内应力软化过程影响。基于Renshaw-Pollard准则建立了考虑FPZ边界范围的裂缝穿越非连续面扩展准则,并通过前人及文中试验数据进行了可靠性验证。相比而言,改进准则更准确地考虑了裂缝前端线弹性断裂力学的适用范围。研究发现FPZ长宽比对裂缝穿越界面扩展准则有显著影响,相同条件下,FPZ长宽比越大,裂缝正交穿越界面扩展所需要的摩擦系数下限值越小。     

内蒙古哈素海区域高砷地下水化学特征及其成因

哈素海区域高砷地下水对当地居民饮用水安全造成严重威胁, 揭示其形成演化机制对科学合理的开发利用水资源、保障居民身体健康具有重要意义。本文在水文地质调查的基础上, 应用Piper三线图、PHREEQC的砷形态计算及相关性分析等方法, 研究高砷地下水化学特征、构建砷形态模型(SM)和砷吸附模型(HSM), 以揭示高砷地下水的成因机制。结果表明, 研究区砷浓度为0.2~231.5 μg/L, 高砷区主要分布在大青山以南的冲湖积平原区; 地下水砷的类型以As(Ⅲ)为主, SM分析显示优势形态为H3AsO3, HSM分析显示存在Hfo_wH2AsO3和H3AsO3两种主要形态。地下水中的砷化物可能来源于山区富砷岩石的风化溶解以及第四系富砷河湖相沉积物; 研究区河湖相沉积环境是高砷水形成的前提, 有机质分解主导的还原环境是导致砷从含水介质释放到地下水中的主要因素, 弱碱性环境和HCO– 3的竞争吸附也会引起砷的释放。