几种铁（氢）氧化物对溶液中磷的吸附作用对比研究

铁(氢)氧化物不仅是土壤中广泛存在的矿物,也是重要的矿物资源。表生地质作用形成的针铁矿、赤铁矿和无定形氢氧化铁都具有纳米尺度,具有很高的表面积,表现出对磷的专性吸附,是低浓度磷的潜在吸附材料。本文通过铁(氢)氧化物对水溶液中磷酸根的等温吸附实验,初步对比研究了针铁矿、合成氧化铁黄、赤铁矿和无定形氢氧化铁对水中低浓度磷的吸附作用。结果表明,无定形氢氧化铁对水溶液中磷酸根的吸附能力最强(对低浓度磷的吸附达到5.5mg/g),其次是氧化铁黄和针铁矿,赤铁矿的吸附能力最差。几种铁(氢)氧化物对磷吸附容量的差别主要受比表面积控制。无定形氢氧化铁、合成氧化铁黄、针铁矿、赤铁矿对磷的吸附符合Freundlich等温方程。针铁矿和赤铁矿对磷的吸附动力学符合双常数速率方程。     

铁氧化物光催化氧化锰的实验研究及其环境意义

天然锰氧化物广泛存在于地表多种生态环境中,了解其形成过程对于厘清地表物质演化与元素循环具有重要意义.本研究首次开展了在常见氧化铁矿物催化作用下Mn2+的直接快速光氧化途径与反应机理实验.实验结果显示,不同水溶液体系中赤铁矿、针铁矿的光催化氧化Mn2+速率可达3.5～12.3 μM/h,可形成钡硬锰矿、斜方水锰矿等不同类型的氧化产物.反应过程中铁氧化物矿物价带上的空穴直接氧化Mn2+形成Mn(Ⅲ/Ⅳ),氧气充当导带电子的唯一受体.矿物催化剂种类和溶液化学成分能显著影响光氧化速率与最终产物的晶体结构.本研究揭示的光化学过程与地表暴露环境中广泛存在的铁锰共生现象吻合,可为揭示天然锰氧化物结构的多样性提供新的解释.     

合成铁氧化物矿物对苯酚的吸附实验研究

采用TEM、X射线衍射分析及BET比表面积测定等手段对合成的针铁矿、赤铁矿两种矿物进行表征,对此两种矿物对苯酚的吸附特性并批处理吸附实验研究结果表明,针铁矿对苯酚的吸附量大于赤铁矿的吸附量;针铁矿吸附苯酚的pH吸收边为峰型曲线,且峰值在pH 7～8。Langmuir方程拟合结果的吻合程度较之Henry线性方程与Freundlich方程高。实验中氧化铁矿物表面对苯酚的吸附则主要表现为表面分子吸附,可能存在表面疏水性作用,而静电离子交换和表面配合吸附模式不明显。     

天然铁细菌生物矿化针铁矿吸附铬离子的研究

针铁矿,特别是生物成因的针铁矿,具有较大的比表面积和较强的吸附能力,是一种良好的环境修复材料。铬在环境中常以Cr()和Cr()存在,是一种能持久存在具有氧化还原活性的毒性金属离子。本文以水体中铁细菌矿化形成的针铁矿为材料,研究了Cr()和Cr()在该生物矿化针铁矿上的吸附行为,发现其符合Langmuir与Freundlich等温吸附模型。扫描电镜、透射电镜显微成分分析表明铬在该针铁矿上的吸附存在不均匀性,明显受其显微结构影响。显微球团结构的针铁矿比螺旋状针铁矿具有更强的结合铬离子的能力。X射线光电子能谱结果表明吸附在生物矿化针铁矿表…     

铁氧化物对土壤解吸阿特拉津的影响

阿特拉津是一种典型的环境激素, 铁氧化物是土壤矿物质的主要成分之一, 研究铁氧化物对阿特拉津的吸附行为有助于深入了解环境激素在环境中的行为.在研究阿特拉津的污染土壤与铁氧化物的混合物对阿特拉津吸附与解吸作用机理的基础上, 通过采用不同配比的土壤与铁氧化物的混合物对农药阿特拉津进行解吸行为过程的模拟, 并改变解吸时间、温度、pH值等因素, 研究影响解吸行为的主要因素.结果表明: 温度、pH值、铁氧化物与土壤的不同配比等因素均会对阿特拉津的解吸作用产生不同程度的影响.混合物对阿特拉津的解吸一般在4h左右便可达到动态平衡, 酸性或碱性环境以及适当的温度条件均会在一定程度上增强解吸作用, 且发现混合物比原土壤的解吸效果更明显.      

国外铁氧化物铜-金矿床的特征及其研究现状

铁氧化物铜-金矿床是一类具许多共同特征但成因联系不太密切的矿床类型，近来已成为国外铜-金勘探的主要矿床类型之一。该类矿床以矿石中含有大量的铁氧化物（磁铁矿或赤铁矿）且伴有很强的区域性钠（-钙）质蚀变为特征，可以产于元古代克拉通内或新生代大陆边缘岛弧环境，其周围具火成岩或含蒸发盐层，时空上与之有关的侵入岩为磁铁矿系列花岗岩，矿化主要产于近区域主断裂的羽状次级断裂中。部分该类矿床的形成与一定的主岩类型有关，而多数矿床可能由高盐度 H₂O-CO₂-盐混合流体的不混溶作用形成，且矿化通常与钾化有关。对成矿流体是主要来自岩浆还是受围岩控制尚有争论，成矿模式有蒸发盐来源模式、外来流体加热模式和岩浆-热液流体模式。但对部分该类矿床详细的流体包裹体和稳定同位素研究表明成矿流体主要源于岩浆。对该类矿床进行地球物理勘探需要考虑磁铁矿、硫化物和Cu-Au矿化之间的相互关系。在我国开展对该类矿床的研究将有益于发现新的铜资源基地。     

基于漫反射光谱的铁氧化物定量分析在南方黄土中的适用性研究

基于漫反射光谱(DRS)的铁氧化物定量分析已用于北方黄土的研究,而在南方黄土中的适用性尚不清楚。本文选取江西九江黄土为研究对象,采用柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠(CBD)方法去除其中的游离铁,以此为基体分别加入不同比例的赤铁矿和针铁矿,通过多元线性回归方法建立了标样的铁氧化物含量与光谱反射率之间的校准方程。经检验,校准方程应用于未经CBD处理的剖面天然样品时,获得的赤铁矿含量较准,而针铁矿含量不准。原因可能在于:(1)混合体系中,赤铁矿与针铁矿互为基体,赤铁矿对针铁矿的干扰远大于针铁矿对赤铁矿的影响,这种差异在南方地区尤为明显;(2)CBD处理不能完全清除南方黄土中的针铁矿,可能与样品中含有部分结晶较好、粒度较粗的针铁矿有关,这也增加了针铁矿定量分析的不准确性;(3)铝的同晶替代现象对南方黄土影响更为显著,其中受晶格结构等影响,针铁矿的铝替代量比赤铁矿更大,可能对定量分析结果的准确性影响也更大。因而在南方黄土中,基于DRS的铁氧化物定量分析方法对于赤铁矿是适用和有效的,对于针铁矿的应用则需要慎重。     

坡缕石黏土负载铁锰复合氧化物吸附磷的性能

以氧化还原共沉淀的方法将铁锰复合氧化物负载于坡缕石黏土表面,制备负载型吸附剂,由静态吸附实验研究了吸附剂对磷的吸附性能,探讨了吸附的动力学特征、热力学参数和吸附机理。结果显示,吸附剂对磷的吸附受溶液初始pH值、吸附时间及温度的影响,在中性条件下吸附平衡时间为90 min,pseudo-second-order吸附动力学方程能较好描述吸附过程,吸附表观活化能为11.76 k J/mol;吸附等温线与Freundlich方程的拟合结果略优于Langmuir方程,由Langmuir方程得到最大吸附量为26~31 mg/g。吸附焓变为9.29 k J/mol,吸附熵变为正值,自由能变为-4.3~-5.8 k J/mol,吸附作用有多层不均匀吸附的性质,同时包含物理作用和化学作用,但不属强的化学键作用。     

铁、锰和铝氧化物吸附硒的行为研究

表生环境中,吸附是硒进入固相沉积环境的重要途径之一。为了厘清硒氧阴离子团吸附行为及其影响因素,本文选择赤铁矿、二氧化锰和氧化铝作为吸附剂,采用批次实验的方法,研究了溶液pH、硒浓度以及反应时间等对硒的吸附影响。结果表明:为了达到较理想的吸附效果,溶液的pH应控制在4~6之间,在室温、pH为5时,赤铁矿、二氧化锰和氧化铝对亚硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.62×10-3、0.33×10-3和1.07×10-3,对硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.0×10-3、0、0.55×10-3;其吸附规律均符合Langmuir等温吸附方程,且理论最大吸附量与实验得出的最大吸附量基本一致。运用准一级动力学、准二级动力学、Elvoich方程和颗粒内扩散模型4种动力学模型对实验数据进行拟合,发现硒吸附过程运用准二级动力学方程表示时相关性最好,表明了硒氧阴离子团在铁、锰、铝氧化物表面的吸附过程较为复杂,可能涉及表面物理吸附和颗粒扩散等过程。     

铁锰氧化物在碱性条件下对镉的吸附特征研究

实验研究了不同的pH值、初始离子浓度、矿物用量、温度以及时间等因素对针铁矿和软锰矿吸附镉的影响。结果表明:在pH值从酸性到近中性的范围内,两种氧化矿物对镉的吸附量增加较快,然后在碱性条件下吸附量保持着最大值;反应前后两种氧化矿物溶液的pH值均有不同程度的变化,其中针铁矿和软锰矿的临界pH值分别为8和6.5;两种矿物对镉的吸附在6 h左右达到了吸附平衡,吸附等温线都较好地符合Freundlich等温方程式;随着两种氧化物用量的增加,其吸附量也有增加;室温下,针铁矿和软锰矿对镉的吸附效果较好。     

煤体结构对煤层气吸附-解吸及产出特征的影响

煤的孔隙、物理化学结构差异对煤层气的吸附-解吸及产出特征有巨大影响。基于对不同煤体结构煤的孔隙、结构、力学性质的认识,利用现场实测资料,分析了煤体结构对煤层气产出的影响。结果表明：构造变形使煤的孔容和比表面积增大,吸附能力增强。含气量和损失量呈正相关关系;在含气量相同的情况下,逸散速率相对大小依次为：原生结构煤<碎裂煤<碎粒煤<糜棱煤。原生结构煤和碎裂煤的临界解吸压力大于糜棱煤。在0~45 min、45~95 min、95~185 min,平均解吸速率关系为：原生结构煤<碎裂煤<糜棱煤,而在185~485 min内,平均解吸速率关系反生改变,即：糜棱煤<原生结构煤<碎裂煤。在含气量大致相等时,原生结构煤和碎裂煤的解吸量及解吸时间明显大于糜棱煤。     

淋溶条件下石英砂柱中铁锰氧化物的形成特点

用不同浓度铁锰离子混合溶液对石英砂柱进行40次淋溶实验,研究砂柱中铁锰氧化物的形成状况.结果表明,淋出液中铁锰离子浓度与其pH值随着淋溶次数的增加呈现先降低后升高的趋势;各处理所形成的铁锰氧化物含量之间存在极显著差异,淋溶液中铁锰离子浓度越大,形成的铁锰氧化物含量越高,当淋溶液中铁锰摩尔浓度比即c(Fe2+)/c(Mn2+)为2∶1时最有利于铁锰氧化物的形成;随着淋溶次数的增加,铁锰氧化物含量的增长逐渐减慢;不同层次铁锰氧化物含量差异显著,下层(20～30 cm)含量明显高于其它层次;各阶段(每淋溶10次为一阶段)不同形态(非晶形态、晶形态)铁锰氧化物含量间的相关性存在差异,铁锰氧化物尤其是非晶形态的相对比例(Fe/Mn)随着淋溶次数的增加逐渐增大.     

光照强度对隐藻吸收铁和磷的影响

在模拟条件下,通过深入研究光照强度对隐藻生长率的影响,以及不同光照强度下藻细胞对Fe和P的吸收差异,提出了光照强度控制藻细胞对营养元素的吸收,最终限制赤潮藻爆发性增殖的作用途径.研究表明,藻细胞的生长率与光照强度之间呈指数相关关系;隐藻生长的光饱和值与光半饱和值分别为150 μmol/(m2·s)和47 μmol/(m2·s);在低光照强度下藻细胞的生长率较低,但是藻细胞却需要吸收更多的Fe和P,以及Zn、Mn、Co和Mo等微量元素,在光照强度为10 μmol/(m2·s)时,藻细胞生长率仅为光照强度150 μmol/(m2·s)时的十分之一,而藻细胞对Fe和P的吸收量分别提高了1.5倍和1倍.这些研究结果为揭示导致赤潮常在光照良好天气后发生的根本原因提供了全新的认识.     

石英砂表面铁胶膜的形成——温度和老化时间的影响

以石英砂为载体,在pH值为7和铁摩尔比R为0.1的条件下合成了石英砂表面针铁矿胶膜,并探讨了不同温度和老化时间对针铁矿胶膜形成的影响,以揭示铁胶膜的形成机理。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成胶膜样品分别进行矿物成分和形态的分析。研究结果表明:当石英砂添加量为10 g、老化时间为25 d时,随着温度由30、50、70增加到90℃,胶膜中针铁矿的XRD峰强度明显增强,SEM图像中针铁矿的结晶程度逐渐增强,晶形逐渐变大;当石英砂添加量为10 g、老化温度为60℃时,随着老化时间的延长,胶膜中针铁矿的XRD峰强度先逐渐增强,矿物晶形也先逐渐增大(前18 d),18 d左右时矿物的晶形较大且较均一,18 d之后XRD峰强度逐渐减弱并趋于稳定,晶形又逐渐变小。     

云南省勐腊县曼洒菱铁矿床Fe同位素特征及其地质意义

首次研究了云南省勐腊县曼洒菱铁矿床碳酸盐岩层中菱铁矿的Fe同位素组成特征,并利用菱铁矿Fe同位素对矿床成因及成矿环境进行了制约。曼洒矿区菱铁矿δ~(56)Fe值变化范围为-0.337‰~-0.201‰,平均值为-0.261‰;δ~(57)Fe范围为-0.518‰~-0.289‰,平均值为-0.380‰。菱铁矿样品Fe同位素组成非常均一,富集铁的轻同位素。通过大量对比分析,提出曼洒铁矿床的成矿作用与海底热液活动有关,为含矿热水溶液喷溢出海底后快速堆积成矿,矿床形成于局限深水洼地的还原性环境。     

几内亚福雷卡里亚YML铁矿区的富铁矿床地质特征及找矿前景探讨

YML铁矿区位于几内亚福雷卡里亚省,富铁矿以条带状赤铁矿和铁角砾岩矿为主。矿区内共发育7条矿体,条带状赤铁矿体6条,铁角砾岩矿体1条。条带状赤铁矿体赋存部位多为向形地段,次级紧密褶皱发育,沿走向和倾向有逐渐变薄和尖灭的趋势;铁角砾岩矿体覆盖于地表,以风化壳的形式出现。矿床类型属复合类型,即海底热液喷气沉积叠加后期构造变质型+风化淋滤型。该区具备铁矿形成和保存的地质条件,且已发现具一定储量、品位较高的条带状赤铁矿和大面积的铁角砾岩分布区,区内铁矿找矿远景较好。     

基于气象要素的中国积雪类型划分及积雪特征分布

积雪分类对于深刻认识积雪性质及其时空分布具有重要意义。积雪是气候的产物, 气象参数是导致积雪性质差异的主要因素, 利用实测的气象参数能够对积雪性质进行大范围的有效分类。应用长时间序列高时空分辨率全国地面气象驱动格网数据集, 提取中国区域冬季大气温度、 降水量和近地表风速信息, 基于冬季气象要素的二叉树积雪类型划分方法, 采用Sturm等提出的季节性积雪类型划分体系, 对中国区域的积雪类型进行了划分, 相比Sturm等的积雪分类结果空间分辨率显著提高, 利用“中国积雪特性及分布调查”项目2017—2018年全国实测雪坑数据, 描述了积雪类型对应的空间统计分布特征, 为制定符合中国区域特色的积雪类型分类系统奠定了基础。积雪分类结果表明： 中国区域的积雪类型划分为5种, 分别是大草原型、 泰加林型、 苔原型、 高山型及瞬时型, 不同的中国积雪类型表现出与Sturm等的分类描述有所不同的积雪特性。     

基于MapGIS组件二次开发MT成果数据的查询及应用

为了方便快捷地利用大地电磁测深来研究深部地壳和上地幔岩石圈层的信息,这里以首次建立的大地电磁测深成果MicrosoftSQLSever数据库为基础,结合VisualBasic语言与MapGIS组件二次开发技术,实现了大地电磁测深成果的空间数据和属性数据信息的查询等功能,其可为不同研究区的岩石圈壳幔电性结构特征的研究提供便捷的技术支持。同时以长江中下游重要成矿区带为例,利用大地电磁测深成果数据的查询功能,开展了岩石圈电性结构的初步研究,并取得了一定的应用效果。     

1953 - 2016年华山积雪变化特征及其与气温和降水的关系

利用华山气象站1953 - 2016年气象观测资料和1989 - 2016年Landsat TM卫星遥感影像数据, 分析华山积雪变化的基本特征及其与气温、 降水和大气环流的关系。结果表明： 1953 - 2016年华山平均积雪日数78.5 d, 积雪主要出现在每年的10月 - 次年5月, 64 a来积雪初日推迟, 终日提前, 初终间日数减少, 年度、 冬半年、 冬季积雪日数分别以8.3 d?（10a）^-1、 7.6 d?（10a）^-1、 4.7 d?（10a）^-1的减少率显著减少。1981 - 2016年华山年度最大积雪深度减少趋势不显著, 年度累积积雪深度以88.2 cm?（10a）^-1的减少率显著减少, 一年中积雪日数、 最大积雪深度和累积积雪深度的减少（小）趋势均以3月最为显著。1989 - 2016年华山区域积雪面积、 浅雪和深雪面积减少趋势不明显。1953 - 2016年华山年度、 冬半年、 冬季平均气温升高, 降水量减少。积雪日数与平均气温存在显著的负相关, 与降水量存在显著的正相关, 气温是影响华山积雪日数的最主要因素。年度、 冬半年和冬季积雪日数突变年份与相应时段平均气温突变年份相近。1953 - 2016年华山冬半年、 冬季平均气温和降水量均与大气环流指数相关显著, 华山冬半年和冬季积雪日数与同期西藏高原指数、 印缅槽强度指数、 南极涛动指数和西太平洋副高西伸脊点指数为明显的负相关, 与850 hPa东太平洋信风指数、 亚洲区极涡面积指数为明显正相关。     

灰色系统与神经网络组合模型在地下水水位预测中的应用

灰色GM(1,1)模型与人工BP神经网络对于预测非线性数列变化趋势都具有很好的适用性,但同其他预测方法一样也存在各自的局限性。本文采用灰色GM(1,1)模型与人工神经网络相结合的方法,对GM(1,1)模型预测结果进行了修正。以收集到的某地区1996～2006年的地下水水位埋深数据为算例,计算结果表明,经人工神经网络修正后的灰色系统的预测值比原预测值的预测精度有了很大提高。