地下水三氮污染的研究进展

在查阅国内外相关文献的基础上,综述了三氮污染的产生、危害及地下水污染现状,三氮污染的分析测试方法、三氮迁移转化过程和模型的研究,以及地下水三氮污染防治研究的现状.提出了今后的研究方向,应从控制三氮污染源入手,加强包气带-饱和带的三氮耦合研究,加强深层地下水和高浓度三氮污染的研究.同时,要提高三氮污染的野外监测水平和三氮污染的治理技术研究.     

漓江桂林市区段三氮分布特征及影响因素分析

文章为确定漓江桂林市区段三氮含量的变化趋势及其影响因素,分丰水期和枯水期在漓江干流及其支流上选择7个断面分别进行了取样,通过现场水化学指标和室内化验,对研究区三氮含量的时空分布特征和影响因素进行了探讨。分析结果表明:研究区漓江干流上C（NH3-N）和C（NO3--N）的最高值分别为0.248 3mg/L和2.251 7 mg/L,满足地表水环境质量Ⅱ类水标准,但漓江在经过研究区后三氮含量呈升高趋势;三氮含量的季节分布特征为NH3-N和NO3--N含量枯水期明显高于丰水期,而NO2--N含量枯水期略低于丰水期,丰枯季节水温的变化会影响总无机氮（TIN）中各种形态氮含量的比例,使得C(NH3-N)/ C(TIN)由丰水期的4.83%提高到枯水期的6.69%;流经农村生活区和农业地区的桃花江和小东江等支流是区内NH3-N的主要污染源,降雨后NH3-N的含量会明显升高。因此,加强区内漓江支流的综合治理、开展降雨条件下饮用水水源地取水口NH3-N含量的实时监测非常必要。      

Influence of dissolved oxygen concentration and aeration time on nitrite accumulation in partial nitrification process

This study investigated the influence of dissolved oxygen concentration and aeration time on nitrification and nitrite accumulation in an attempt to optimize the recently developed biological-partial-nitritation process for the treatment of strong nitrogen wastewaters. Investigation of dissolved oxygen concentration on ammonium and nitrite oxidation was carried out in a batch reactor. The dissolved oxygen concentration of 0.5 mg O₂/L inhibited both ammonium as well as nitrite oxidation, while increase of dissolved oxygen concentration to ～1 mg O₂/L increased the ammonium oxidation rate and was comparable to that at higher dissolved oxygen concentrations. Experiments were carried out in a sequencing batch reactor for more than 100 days to investigate the influence of aeration time on nitrite accumulation. The dissolved oxygen concentration was controlled at ～1.0 mg O₂/L (in the range of 0.8–1.5 mg/L) during the aeration stage, and volatile suspended solid was maintained at 2.0 g/L while temperature and pH were 30±1°C and 8.3±0.1, respectively. In a typical cycle, complete nitrification occurred at aeration time longer than 6 h. When the aeration time was reduced to 4 h., ～80 % of partial nitritation was achieved. With a further reduction in aeration time to 3 h., nearly 1:1 nitrite/ammonium ratio was yielded. This result revealed that for the reactor design, aeration time determined by feasibility experiments must be considered based on the nitrogen strength in wastewater and biomass concentration in the reactor with dissolved oxygen concentration of ～1.0 mg O₂/L for satisfactory partial nitrification with subsequent processes such as anaerobic ammonium oxidation.     

岩石－土壤－脐橙系统中稀土元素迁聚特征

在赣南稀土高背景区和稀土低背景区不同地质环境脐橙果同,系统采集岩、土、脐橙植物样,用ICP-MS法测定样品中15种稀土元素的含量,并对稀土元素在岩石、土壤和脐橙植物体内的分布、迁移、累积特征进行了研究.结果表明:a.基岩的稀土元素含量影响(决定)土壤各层位的稀土元素含量;b.土壤环境中稀土元素含量高低直接影响脐橙植物体稀土元素含量,但不完全成正比;c.基岩的稀土元素配分模式基本上贯穿土壤各层位、脐橙植物体各器官;d.岩、土、脐橙三大环节稀土无素的百分含量,总的趋势是轻稀土比重逐渐增高,重稀土比重逐渐降低,但重稀土在脐橙植物体末稍器官比例有所增加;e.岩土脐橙生态系统立体刮面中,稀土元素的垂直方向运动呈向量关系;f.由于土壤-植物壁垒作用和脐橙植物体自身的选择性吸收、控制性积累功能,高、低稀土背景区脐橙果肉的稀土含量均低于国家食品卫生限量标准.     

不同温度条件下氨氮在砂土中的吸附实验研究

温度的变化能够改变水体的环境,引起周围环境中的离子吸附解吸作用的变化.不同于其他土壤,砂土的保水保肥能力更差,砂土地区一旦发生氨氮(NH+4-N)污染,情况会更加严重和突出.为防治砂土地区NH+4-N污染提供理论依据与技术支持,通过NH+4-N的静态吸附试验,研究不同温度条件下NH+4-N在粗砂、中砂、细砂中的吸附转化特征,得到如下结论:在试验设置的温度区间内,总的趋势是温度越低,砂土对NH+4-N的吸附量越高,表明温度升高对NH+4-N的吸附有抑制作用,这主要是因为吸附过程中会产生弱放热效应,进而降低渗滤介质对NH+4-N的平衡吸附量;在25~30℃区间内存在硝化与反硝化作用的临界温度,当温度低于临界温度时,NH+4-N吸附量的减少主要是由于发生了硝化反应,当温度高于临界温度时,NH+4-N的吸附量减少主要是由于发生了反硝化反应.     

地下水位波动带三氮迁移转化过程研究进展

三氮是我国地下水中典型污染物,其在包气带和含水层中的迁移转化过程受到高度关注。近几年,地下水位波动带中的三氮迁移转化已经成为新的研究领域。在综合运用文献计量分析法,定量分析相关研究趋势的基础上,系统总结地下水位波动带形成及特点,梳理波动带中三氮迁移转化过程及生物地球化学过程最新研究表述及成果,并对今后可能的研究热点和方向进行了展望。现有研究表明:水位波动带中环境指标如土壤含水率、氧化还原电位、溶解氧和有机质含量均表现出一定的分带性规律,微生物菌群结构和功能基因更多样化,并呈现一定的分布特征。随着地下水位波动,包气带中的三氮易浸溶进入地下水并发生迁移。地下水位上升,硝化作用减弱,反硝化作用增强;地下水位下降,硝化作用增强,反硝化作用减弱。为完善水位波动带三氮迁移转化过程研究,应进一步关注:（1）将水化学演化分析与分子生物学高通量测序方法相结合,深入探究水位波动带三氮转化与微生物作用机理;（2）除关注硝化、反硝化作用外,增加异化还原、同化还原和厌氧氨氧化等作用过程的研究;（3）细化分析更多情境、更多影响因素的水位波动过程,识别水位波动带三氮转化的关键影响要素。     

风沙堆积对多年冻土温度影响的室内试验研究

随着我国高寒区沙漠化问题的日益严重, 由此产生的地表风沙堆积对多年冻土影响的范围和强度越来越大, 但目前风沙堆积对多年冻土温度的影响过程及机理仍不明确, 特别是缺少室内模型试验方面的研究. 通过室内试验模拟了不同厚度的积沙对多年冻土温度的影响. 结果表明:除试验箱气温为正负温过渡阶段外, 当试验箱气温为负温时期, 积沙冻土的中上层温度比无积沙冻土高, 且沙层越厚温度越高, 但均为负温, 整个土层仍对应冻结状态; 当试验箱气温为正温时期, 积沙冻土的中上层温度比无积沙冻土低, 且沙层越厚温度越低, 而正温阶段对应冻土融化时期, 积沙的降温作用可延缓冻土的融化. 在3个冻融循环周期内, 积沙冻土的底面平均温度均比无积沙冻土低, 且沙层越厚, 冻土底面温度波幅越小.     

绿沸石基复合材料对河道水中氨氮去除效果研究

以绿沸石、硅藻土、膨润土、牡蛎壳为主要原材料,包衣机制粒后马弗炉焙烧制成绿沸石-硅藻土(GZD)、绿沸石-膨润土(GZB)、绿沸石-牡蛎壳(GZO)等3款球状氨氮吸附材料。探究造孔剂-粘结剂配比、物料配比、焙烧温度、焙烧时间对污水中氨氮的吸附量和材料散失率的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、氨氮去除率、材料散失率试验探讨其吸附机理。并设计了简易装置,用实际河道水样对比分析了3款复合材料与块状绿沸石原矿对氨氮的吸附效果和重复利用次数,对处理效果最佳的GZD中的主要材料绿沸石和硅藻土进行了SEM和XRF表征。结果表明:GZD的氨氮吸附效果最佳,制备条件为造孔剂、粘结剂、绿沸石、硅藻土的质量比为1.2﹕5﹕9﹕1;在500℃下焙烧3 h;GZD对氨氮的吸附符合准二级动力学,用Freundlich等温线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程;GZD对实际河道水样进行5次吸附再生后仍具有明显效果。     

鄂尔多斯盆地陇东地区侏罗系古地貌恢复 及其对石油聚集的影响

根据测井、地震和岩心等地质资料,运用印模法及综合地质法对鄂尔多斯盆地陇东地区侏罗系沉积前的古地貌进行恢复。研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区侏罗系古地貌形态主要为古高地、谷河谷、古谷坡、古河间丘、古阶地。对侏罗系沉积前古地貌对延安组油藏的控制分析认为,油藏主要分布于紧邻高地的古谷坡等地势相对较高的地带。古地貌形成的有利成藏条件为下切河谷提供了来自延长组烃源岩生成的油气向上运移通道,古谷坡控制着储层砂体的类型和分布规模,地层“印模”所产生的差异压实形成了后期构造圈闭的相对高点。     

新构造运动在南黄海盆地的表现及其对油气成藏的影响

在精细地震资料构造解释基础上,认为上新世-第四纪是南黄海盆地新构造运动的主要活动期,对应南黄海盆地第二个阶段的断裂活动期。垂向上,新构造运动具有早晚构造响应差异：早期南北向弱挤压背景下以张性正断层为主,晚期东西向两幕挤压背景下以逆断层和褶皱为主;平面上,新构造运动影响亦具有差异：北部坳陷活动强烈、正断层发育、逆断层少量,而南部坳陷活动较弱。新构造运动与北部坳陷烃源岩的生排烃时期吻合,断裂带是重要输导体系,也是重要的潜在成藏区。     

高尘头地区砂层渗透率对石油运移与聚集影响的模拟实验研究

在高尘头地区东营组油气成藏地质综合研究的基础上,通过模拟实验分析砂层渗透率对油气运移的聚集的影响。模拟结果表明,砂层渗透率的差异可以造成油的运移和聚集在分布面积和含油饱和度上存在较大差异。渗透率高的砂层油气充注充分,而渗透率低的砂层油气充注量很小或无油气充注,厚度的大小对石油充注量的影响较小,因此砂层的渗透率最终影响各砂层油的聚集与分布。     

Measurement of free heavy metal ion concentrations in soils using Donnan membrane technique

In natural systems heavy metals are present in very low concentrations (less than micro-molar) , so precise measurement of the free metal ions is difficult. Recently, a new method has been developed called the Donnan membrane technique (DMT). Several heavy metals could be measured simultaneously using this method. Furthermore, all the metals did not interfere with each other, and the balance between the measured system and the surrounding condition could not be disturbed. Improvements were made according to the internal condition. The free heavy metal ion concentrations were measured in different systems using the improved method, and satisfied results have been obtained.     

南美坎波斯盆地构造演化特征及构造活动对油气成藏条件的影响

为探讨构造活动对南美坎波斯盆地油气成藏条件的影响,从盆地形成的动力学背景、不同演化阶段的构造沉积作用,不同层系的生储盖发育特征及其与构造作用的关系出发,剖析了坎波斯盆地在其演化过程中各种构造活动对生油层、储层、盖层、圈闭、运移通道以及油气保存条件等方面的控制作用。结果表明: Tristan地幔柱隆升是引起南大西洋伸展、裂开与南美板块右时针旋转的动力来源; Tristan热点产生的Rio Grande-Walvis洋脊和由南往北剪刀式裂开,是包括坎波斯盆地在内的南大西洋中段盆地在陆内裂谷和陆间裂谷阶段封闭环境以及被动大陆边缘盆地早期阶段半封闭环境的主因,为裂谷层系优质烃源岩和过渡层系蒸发岩和漂移层系下部海相烃源岩的形成提供了条件; 坎波斯盆地裂谷期断裂活动形成地堑、半地堑和掀斜断块,控制了盐下烃源岩、微生物碳酸盐岩储层和盐下圈闭的分布,过渡层系盐岩活动和盐底辟作用控制了盐下油气系统盐岩盖层的分布、盐下-盐上的油气运移通道形成和盐上浊积岩储层的展布。这些内在关系的揭示对被动大陆边缘油气成藏规律和控制因素分析以及油气勘探部署都有重要的参考价值。     

塔里木盆地中央隆起带下奥陶统构造调整定量研究及其对油气成藏的影响

构造调整对油气藏起着重要的控制作用。采用定量方法研究构造调整强度及其对油气形成与调整的影响是对成藏研究定量化的有益探索。下奥陶统地层是塔里木中央隆起带的重要储层,具有统一的原始构造和沉积环境,而后期构造调整相差巨大,最终形成了塔中和巴楚地区在成藏及含油气性上的巨大差别,塔中为加里东晚期形成的古隆起,后期构造稳定,变动小;巴楚隆起经历了多期的构造变革和改造,一直到喜山期才最终定型。构造调整控制了烃源岩的发育和油气运移的方向,制约着油气藏的形成与改造,并最终决定了油气藏在时空上的分布。塔中隆起从加里东期开始到喜山期发生继承性成藏,油气兼聚,圈闭的发育制约油气藏的发现;巴楚则多为晚期成藏,聚气为主,喜山期形成的气藏是巴楚地区勘探的首选目标。     

次生断层对飞雁滩地区馆陶组石油运移和聚集影响的模拟实验研究

在胜利油田飞雁滩地区馆陶组油气成藏地质综合研究的基础上,利用二维模型模拟了断层开启条件下,主断层充注量的大小与次生断层对馆陶组石油运移和聚集的影响。研究结果表明,次生断层对馆上段油气的聚集作用与对主断层的石油充注量密切相关。分3种情况:1当主断层充注量足够大时,相邻的次生断层两侧砂层中油的充注强度最大,最有利于次生断层两侧砂层中油的聚集;2当主断层充注量一般时,与主断层相邻,且有砂层与主断层相连的次生断层砂层中有油的聚集;3当主断层充注量较小时,相邻的次生断层两侧的砂层中基本不含油,不利于砂层中油的聚集。这对解释飞雁滩地区馆陶组与次生断层有关的油气成藏具有十分重要的意义。     

淮南煤田煤层气成藏动力学系统的机制与地质模型研究

淮南煤田由次生生物成因和热成因气组成的混合型煤层气藏,受各种地质和水文地质条件的影响和控制。本文通过热流场和地温场、古构造应力场和原地应力场以及地下水动力场的系统分析,探讨了煤层气成藏动力学系统的形成机制,进而提出了相应的成藏地质模型。淮南煤田的煤层气藏虽然属向斜式(或盆心)聚气模型,但是,该模型强调,作为附加气源的次生生物气的补充,成藏动力学系统演化、构造样式和能量场的耦合关系,是混合型煤层气富集成藏的主因。     

东营凹陷古近系砂岩透镜体钙质界壳形成机理及其对油气成藏的影响

砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是含油气盆地泥岩（烃源岩）－流体（油、气、水）－砂岩（储集岩）相互作用过程中的产物。烃源岩－地层水相互作用生成的有机酸促使烃源岩中矿物、特别是碳酸盐矿物的溶解。烃源岩中生成的烃类流体和地层水，在驱动力的作用下，向临近的砂岩透镜体内运移，同时携带含碳酸盐的有机酸一起运移。烃源岩－水溶液作用后的流体重新进入到一个新的储集岩，在新的物理化学环境中要与储集岩再次发生作用。流体与储集岩作用的直接结果是方解石和白云石沉淀到储集岩中，它们将占有原岩的部分孔隙空间，形成胶结物，进而形成钙质界壳。这样形成的碳酸盐胶结物为晚期胶结物，主要为含铁方解石和铁白云石。砂岩透镜体碳酸盐胶结物含量与孔隙度、渗透率和含油饱和度存在很好的负相关性。钙质界壳的存在使得孔隙结构也发生变化：原生孔隙被碳酸盐胶结物充填，发育的次生孔隙是碳酸盐胶结物的晶间和晶内微孔隙；压汞曲线较陡，排驱压力和中值压力高；喉道偏细，分选较差。东营凹陷牛35井沙三中段2 939 ～3 003 m井段6个主要砂层组的精细解剖表明，砂岩透镜体 / 泥岩接触带钙质界壳是控制砂岩透镜体成藏的重要因素。     

浅层地下水氮污染的影响因素分析--以松嫩盆地松花江北部高平原为例

研究区浅层地下水中的NO-3质量浓度在时间分布上与降雨(包括降雨期、降雨量)和施肥(包括施肥期、施肥量)存在较大的相关性.同一年内9月份(丰水期末)浅层地下水中NO-3质量浓度大于5月份(枯水期末)的质量浓度.年际间总体变化趋势随年降雨量的变化而变化.在空间分布上主要受地下水水位埋深、水力坡度、含水层岩性及厚度的影响,水位埋深越大、含水层渗透性越强、水力坡度越小,浅层地下水中NO-3质量浓度增高的趋势越明显.为验证上述定性分析所得结论的可靠性,采用因子分析法对上述时空变量进行了定量评价.结果表明,研究区浅层地下水中的氮污染主要是上述时空变量共同影响的结果,其中降雨和水位埋深对其影响程度相对较大.