灰岩基缓释材料原位注入修复酸性矿山废水模拟研究

我国岩溶区分布面积广,生态环境脆弱。岩溶区大量矿山开采活动产生的酸性矿山废水(AMD)严重威胁着区域生态环境安全。以岩溶区广泛分布的碳酸盐岩和玉米棒(生物质炭)等为原料,通过改性、造粒、覆膜的方式制备了一种可用于原位注入修复的碱基缓释材料(ASRM),并在室内模拟开展了丰水和枯水交替作用下的原位注入修复实验,以验证和查明ASRM原位修复酸性矿井废水中重金属的能力及去除机制。研究结果表明,碱基缓释材料(ASRM)可有效提高水体pH值,酸性矿山废水(AMD)修复后pH值从2.8提高到5~7,并对Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+和Cr3+等多种有害重金属有良好去除效果。XRD和SEM分析证明,反应沉淀物主要以FeOOH的形式存在。重金属的去除机制主要包括:①部分金属离子被以反应产生的氢氧化物等沉淀的形式去除;②反应体系产生的大量FeOOH可以吸附去除重金属。本模拟实验研究为利用缓释材料原位高效处理岩溶山区矿山AMD提供了可靠的理论和技术依据。      

微生物诱导碳酸盐岩沉淀过程及作用机理

微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利、环境多个领域中广泛推广应用。文章在分析国内外相关研究成果的基础上,归纳整理出反硝化过程、硫酸盐还原作用、尿素分解作用等多种微生物诱导下碳酸钙矿化途径和作用机制。以尿素分解菌为代表,重点讨论微生物诱导碳酸盐沉淀过程中pH、温度、离子浓度等环境因素对生成矿物晶型晶貌等方面的影响,总结了MICP的环境应用机制,即环境中的重金属元素通过替换作用替换矿化矿物中的Ca2+或CO₃2?从而被固定。MICP作为一种简单高效的地质环境过程,在生态环境修复领域具有广阔的应用前景。      

瞬变电磁法在采空塌陷灾害中的应用——以神东煤矿采空区调查为例

由人工采矿及天然作用形成的地下空洞是引起地面塌陷、地裂缝等多种环境地质灾害的根源之一。在煤矿开采区,地下空洞主要是煤矿采空区,采空区受水文地质条件和开采时间的影响,呈现积水和不积水状态。利用瞬变电磁法对神东矿区采空区进行了调查勘探,用最原始的归一化二次电位解释采空不积水区及采空积水区,并根据地下空洞发育的时间长短及积水程度的不同,会呈现高阻异常或低阻异常,在视电阻率断面图上呈现出十分显著的特征。给瞬变电磁法勘探应用于采空区及采空积水区的探测提供了实例,对预测和防治采空区引起的塌陷环境地质灾害具有重要意义。