引江灌湖治理东湖污染工程方案初探

论述了引江灌湖治理东湖污染工程的方案。提出在长江距沙湖最近的岸边设取水点，引长江水注入沙湖，再灌入东湖。江水与湖水在东湖中充分混合最携带部分污染物通过青山港、武丰闸排入长江，从而减轻东湖污染质的总量，降低东湖的污染。建立了引排水流量、引排水周期、每个周期所能降低东湖污染的百分率三者之间的方程式，并以当前东湖超标最严重的总磷（TP）为例来初步确定引、排水流量和总量。     

酸性气体对混凝土耐久性的影响及研究进展

归纳认为酸性气体对混凝土腐蚀主要有三方面：碳化作用、硫酸盐的腐蚀和酸腐蚀；并通过几个典型实验及实地样品检测简要介绍了国内外迄今为止的主要实验研究手段及重要的实验研究成果；还介绍了目前研制出的用于腐蚀速度预测的两个数学表达式和两个较典型的数值模拟模型（Mehta整体模型及Saetta有限元模型）；最后概述这方面研究所需的主要的测试手段和应该采取的各种有效预防措施。最后认为虽然酸性气体或酸雨对混凝土的腐蚀研究取得一些进展，但该领域的研究尚属起步阶段，在腐蚀程度的评价、硫酸盐的应力腐蚀、腐蚀速度预测模型研究等方面还十分欠缺。建议尽快加强这些方面的研究。     

我国地质学基础研究人才队伍建设存在的突出问题与原因剖析

地学人才是我国实现从地学大国走向地学强国的关键。近年来我国部署加强地质工作,对地质人才的需求更为紧迫。对我国地质学基础研究领域人才队伍的现状进行了调研,同时对该领域国家杰出青年科学基金项目获得者和青年基金项目负责人开展问卷调查,运用定量分析与定性分析相结合的方法,探讨我国地质学领域人才队伍建设的突出问题,创新地提出了一些战略对策。     

我国地质学基础研究人才战略

基于地球系统科学对地质学基础研究人才的需求, 对我国40余所高校、8个中国科学院研究所的地质学人才存量、结构、培养状况和147名国家杰出青年科学基金获得者、407名青年基金项目负责人进行了问卷调查.调查发现全国现有4418人从事地质学基础研究工作, 年龄峰值为41~45岁, 人数随年龄降低而大幅度减少; 地质类博士毕业生占全国当年博士毕业总人数的比例从1993年的8.76%下降到2003年的4.7%.研究结果表明, 我国现有青年地质学人才数量呈急剧下降趋势, 未来5~10年地质学基础研究人才远不能适应地球系统科学发展、国民经济建设和人类社会进步的需要.为了加强地质学基础研究人才队伍建设和规划, 实现从地学大国走向地学强国的战略目标, 提出了设立“国家自然科学育才基金”、创新地质学青年拔尖人才培育模式和改善人文环境等措施.      

黄姜皂素纤维渣的氯化锌热解特性

探讨氯化锌活化黄姜皂素纤维渣的机理, 应用TG-FTIR联用技术考察了黄姜皂素纤维渣的氯化锌热解特性.不同的配比、氛围及升温速率对热解均有影响.低温氧化有利于活性炭的形成, 但高温氧气的存在对炭体烧失较大; 氯化锌与原料的配比越高, 对原料的侵蚀性越强, 采取相应的活化温度较低; 升温速率越低越有利于原料中有机质蓄积热量热解, 相应的活化温度也越低; 红外光谱图也表示挥发分产物的出现与热重分析相符, 没有时间滞后现象.因此, 确定制备活性炭的初步工艺为先在300℃左右低温炭化, 再在保护气氛中(如N2) 500℃左右活化, 升温速率10K/min左右.工业生产条件下, 活化温度最高不宜超过650℃.      

江汉平原砷中毒病区地下水砷形态季节性变化特征

查明地下水中砷的时间变异性规律及机理是高砷地下水研究的难点和热点, 也是防控地下水砷污染的根本.选择在雨季前后对浅层潜水和孔隙承压水进行了动态监测.研究表明地下水砷含量和形态与地下水位波动存在明显的响应关系: 雨季开始后随着地下水位抬升, 地下水还原环境增强, As(Ⅴ)和Asp转化成As(Ⅲ), 颗粒态铁大幅降低, 导致水中溶解的砷和铁大幅增加, 地下水砷含量在雨季达到最高且As(Ⅲ)所占比例达到90%;雨季结束后随着水位逐渐降低, 地下水中As(Ⅲ)所占比例和溶解的砷含量下降.农业活动对浅层潜水砷形态季节性变化有明显的影响.孔隙承压水的砷形态分布变化较浅层潜水幅度大, 其变化与水位波动存在滞后效应.自然或人为活动引起的地下水位季节性变化改变了含水层的氧化还原环境, 补给水源与地下水之间的混合过程带来新的物质输入促进地下水系统中砷的迁移转化.      

地下水系统中砷活化的钼同位素地球化学指示

砷在天然环境中的迁移富集与氧化还原状态密切相关.盆地环境地下水中砷的活化迁移机制主要为沉积物中铁/锰氢氧化物由氧化还原条件变化导致发生还原性溶解进而释放吸附在其表面的砷.钼及钼同位素为氧化还原环境的重要指示参数, 且铁/锰氢氧化物对钼同位素分馏有着重要的控制作用.将地下水的钼同位素应用于砷的活化迁移规律研究.大同盆地地下水中钼同位素比值(δ98Mo)范围为-0.12‰~+2.17‰, 相比于淡水中钼同位素组成偏重.桑干河河水的δ98Mo为+0.72‰, 与文献报道的河水平均钼同位素比值+0.7‰相当.大同盆地地下水中δ98Mo与硫化物之间存在正相关关系, 表明Mo-Fe-S复合物可能形成于特定条件下, 并优先利用水溶液中轻的钼使地下水中δ98Mo比值升高.砷浓度与钼浓度之间的微弱负相关以及砷浓度与钼同位素之间的正相关说明, Mo-Fe-S的形成过程可能与同环境中As-Fe-S的复合物的形成存在竞争关系, 进而使得地下水中砷富集.地下水中相对偏高的δ98Mo可能来源于铁的氢氧化物对溶液中轻的钼的吸附速率高于先前吸附在铁的氢氧化物的钼的释放, 且铁的氢氧化物对水溶液中钼的再吸附这一循环过程会导致地下水中钼浓度降低及钼同位素比值的升高.钼同位素指示的循环性的铁的氢氧化物的还原溶解及再氧化过程对砷的富集也有重要影响.      

论内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究关键科学问题

地下水资源在内陆干旱区具有重要的植被生态功能, 依赖地下水的植被生态系统的需水量是目前流域水资源综合管理的重要组成部分.在分析地下水资源生态功能研究进展的同时, 系统阐述了内陆干旱区依赖地下水的植被生态需水量研究的几个关键科学问题: ①依赖地下水的植被生态系统的识别方法; ②地下水对植被生态系统作用机制的分析; ③地下水关键属性安全界限的确定; ④地下水系统结构分析; ⑤生态用水配置方案的确定; ⑥区域尺度地下水-天然植被系统关系的概念模型.并逐一提出了这些问题的解决方案, 能够为干旱区植被生态系统保护和恢复提供思路, 也能够为水资源开发利用与以植被生态系统保护为中心的干旱区生态文明建设提供地学支撑.      

高砷含水层沉积物矿物学特征及砷的活化

利用X射线衍射和X射线荧光分析、沉积物序列提取试验及矿物饱和度的计算,对采自江汉平原中部沙湖地区典型高砷含水层钻孔沉积物样品矿物学进行了分析,并讨论了控制含水层中砷释放和迁移的地球化学机制.对矿物在沉积物与土壤中的分布及组成的对比分析,在一定程度上指示了矿物赋存环境和/或高砷水形成的环境背景:土壤与沉积物中高岭石以低于其他3种粘土矿物的含量普遍存在,指示了含水层沉积物形成过程江汉平原存在一定的湿热古气候环境;沉积物绿泥石含量低于土壤中绿泥石,恰恰反映了土壤比沉积物略强的碱性环境;沉积物中黄铁矿的存在,显示了含水层局部的强还原性环境,指示地下水中广泛存在的Fe2+容易与二价硫发生沉淀并结合砷.砷主要以无定形铁锰氧化物结合态(平均在31％以上)形式存在,其次以碳酸盐和有机质结合态存在.无定形铁锰氧化物的还原溶解可能是控制砷迁移到地下水中主要的地球化学机制.相对高含量的绿泥石容易在含水层中发生风化,其溶解过程可以将铁释放到地下水中,从而成为影响地下水中砷活化的潜在因素.