表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层修复过程的数值模拟

根据含水层中水、表面活性剂和DNAPLs的运移规律和相互作用机理, 建立三维多相流数值模拟模型, 用以模拟表面活性剂强化的DNAPLs污染含水层的修复过程.将所建立的模型应用于一个被PCE污染的非均质含水层中, 并分别对污染物的污染过程以及修复过程进行模拟.研究结果表明: 数值模拟模型给出了表面活性剂强化含水层修复过程中非水相流体迁移转化的数学描述, 能够在短时间内、参数有限的条件下真实地刻画DNAPLs在含水层中的运移规律, 并能有效地模拟表面活性剂的修复过程.此外, 模拟结果显示, 由于表面活性剂对PCE的增溶增流作用, 有效地提高了PCE在水中的溶解性和迁移性, 其修复40 d的去除率达到63.5%, 与抽出处理法(去除率为31.8%)相比修复效果明显增强.      

化学分析电子谱法分析经表面活性剂处理的李咀矿矸石粉

采用化学分析电子谱法（ＥＳＣＡ）分析了经司班－８０和吐温－８５处理的淮南李咀矿矸石粉。结果表明,处理剂与矸石粉表面之间存在着物理和化学的共同作用,处理剂分子在矸石粉表面有一定的取向作用。     

非离子表面活性剂对两相系统毛细压力和饱和度关系的影响

表面活性剂至水相的引入将对原先包含纯水两相系统的毛细压力和饱和度关系存在影响.对含有非离子表面活性剂Triton X-100的水-气和水-油两相系统中的毛细压力-饱和度关系曲线进行了试验测定.试验结果表明,同不含表面活性剂的纯水系列相比,在同一饱和度情况下,含有表面活性剂的Triton X-100(0.1%)系列对应的毛细压力水头值都有不同程度的减小,说明在Triton X-100存在的情况下,驱替出同样数量的湿润相体积所需的毛细压力值较小.以van Genuchten关系式为基础的拟合结果表明,在已知纯水系列毛细压力饱和度关系的情况下,对于Triton X-100-气系统的毛细压力饱和度关系,考虑界面张力降低作用引入折算系数得到的拟合值更接近于真实值;而对于Triton X-100-油系统拟合值接近真实值的程度则随多孔介质的不同而有所不同.     

表面活性剂对机械钻速的影响

通过实践发现:(1)洗井液中的表面活性剂可以提高金刚石钻进的机械钻速。但表面活性剂和岩石种类不同,其提高幅度也不同;(2)钻速随阴离子表面活性剂(?)电位值的提高而增加;(3)表面活性剂对岩石微裂纹的渗透作用有助于提高钻速。     

非离子表面活性剂修饰纳米钛柱撑粘土材料的合成与应用

本文采用非离子表面活性剂聚乙烯醇(PVA)对粘土进行改性修饰,并以钛酸丁酯和盐酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料,对其进行了比表面积(BET)、热重分析(TGA)、X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征。实验结果表明,TiO2成功地插入了粘土层间,并以锐钛矿型的晶型存在,制备的柱撑粘土复合材料仍有较好的层状结构,其比表面积较原土有明显的增加,经过PVA修饰后柱撑粘土表面的疏水性得到了提高。以甲基橙的吸附和降解为模型反应,考察了柱撑粘土的吸附性能和光催化活性,实验结果发现PVA修饰疏水型纳米钛柱撑粘土材料对甲基橙表现出了良好的吸附能力和较好的光催化活性。     

混合表面活性剂对长石、石英浮选分离的影响

采用单矿物浮选、Zeta电位和芘荧光探针,研究由DDA和SDS组成的阴阳离子混合表面活性剂在不同的浮选条件下对长石、石英分离效能影响以及表面活性剂在矿物表面的吸附行为。结果表明:在相同浓度阴阳离子混合表面活性剂中,长石的疏水性要强于石英;Zeta电位在DDA∶SDS=1∶1时主要由阳离子决定,在DDA∶SDS=1∶2、1∶3时由阴离子决定。芘荧光探针结果表明:在pH=2.0,长石和石英表面极性在低浓度混合表面活性剂中与浓度呈负相关;在DDA∶SDS=1∶1、浓度为4×10-4 mol/L时,混合表面活性剂在矿物表面形成半胶束,且长石表面形成半胶束浓度低于石英。当DDA∶SDS=1∶2、1∶3时,长石表面形成半胶束浓度提高,而石英未能在实验条件内形成胶束。综合而言,在同一混合表面活性剂条件下,长石表面疏水性强于石英。     

基于Modflow的某表面活性剂生产项目对地下水环境影响预测研究

利用数值模拟方法预测与评价生产项目对地下水环境的影响,是科学制定地下水影响跟踪计划、减轻不良影响的重要手段。Modflow是广泛采用的三维地下水流和溶质运移模拟软件。以某表面活性剂生产项目为例,将项目埋深40 m以浅的浅层地下水作为预测评价的主要影响层位,使用Modflow数值模拟软件,选取COD_Cr和BOD₅为水环境的特征污染物,结合建设项目特征、水文地质条件预测污染物运移趋势和对地下水环境保护目标的影响,结果表明：正常工况下,本项目的各装置区、储存区、生产区和污水处理池构筑物等都有严格的防渗措施,不会对地下水造成污染。对地下水的污染途径表现在非正常工况下污水处理站生化池的底部破损发生渗漏,污水下渗对地下水造成的污染。在非正常状况下,至30 a模拟结束,污染影响范围和超标范围均是COD_Cr>BOD₅,污染物最大迁移距离约0.82 km(COD_Cr),最大超标距离约0.39 km(COD_Cr)。根据预测结果,应有针对性做好分区防渗措施和地下水监测工作...     

表面活性剂改善钻井液速溶的效果评价

针对钻井液材料溶解慢,达到理想性能时间长,提出使用表面活性剂降低配浆水的表面张力和接触角,同时对材料有润湿和增溶作用。通过分析表面活性剂的作用机理,测试表面活性剂对钻井液基本性能影响来优化表面活性剂;观察表面活性剂对土(上海佳友土、鄂州素土和碱土)和大分子材料的性能影响来优化表面活性剂的加量。结果表明,卵磷脂1在短时间内促进材料的水化分散效果最好,且最优加量为0.2‰,对于6%的上海佳友土、鄂州素土和碱土,表观黏度分别提高20%、20%和6%。0.2‰的卵磷脂可以促进配方(4%佳友土+1‰黄原胶+0.8%改性淀粉)表观黏度提高15%,润滑性提高37%,表面张力降低42%,大分子材料分散得更均匀,泥皮更致密。     

阴离子表面活性剂对黄土力学特性的影响

土体污染问题日趋严重,土体中污染物的环境效应已成为当前的研究热点问题之一,但对土体工程性质的影响关注不足。以黄土为对象,试验研究了阴离子表面活性剂对黄土力学性能的影响。阴离子表面活性剂具有弱化作用,可导致黄土黏聚力的下降、压缩性提高、渗透性降低,但可降低黄土的湿陷性。结合土-水特征曲线和扫描电子显微镜观察,进一步解释了污染物对土体力学性能产生影响的作用机制。在工程实践中,既要防止阴离子表面活性剂对黄土力学特性的劣化,同时又要注重其降低黄土的湿陷性。     

生物表面活性剂清洗土壤有机污染物的研究与展望

重点阐述了生物表面活性剂清洗土壤有机污染物的机理及影响因素.根据国内外最新文献,对使用生物表面活性剂溶液修复有机物污染土壤的研究进展进行了综述.并展望了生物表面活性剂在清洗土壤有机污染物中的研究前景.     

强化空气扰动技术中表面活性剂的选择

为了提高空气扰动技术（air sparging,AS）的效果,做了一系列的实验,研究了表面活性剂强化空气扰动技术（surfactant-enhanced air sparging, SEAS）中表面活性剂的选择方法。结果表明：在气流运行方式以鼓泡为主要机制时,表面活性剂的加入强化了气泡的起泡性和稳泡性,使空气饱和度增加;在气流运行方式以微孔道为主要机制时,表面活性剂的加入因减小了表面张力而减小了空气驱替水所需的毛细压力,使空气饱和度增加。比较Tween-80、TritonX-100、SDS和SDBS在介质上的吸附损失,确定出在中砂中TritonX-100为优,在砾石中SDBS为优。     

表面活性剂压裂液的防水锁增产机理实验

以进一步探索表面活性剂压裂液（1.5% KCl+0.05% AN）的防水锁增产机理为目的,采集河东煤田柳林地区沙曲矿的焦煤作为研究对象,通过表面张力和接触角测试、渗透率伤害实验、变压解吸实验,探讨煤储层水锁伤害的控制方法,揭示表面活性剂压裂液防水锁增产作用机理。研究结果表明：表面活性剂压裂液具有极低的表面张力和界面接触角,具备降低煤储层孔喉毛细管压力、增强压裂液可排性的能力,使得其水锁伤害率比活性水压裂液降低约40%,能够有效抑制煤储层的水锁伤害;这种防水锁作用不仅能够提高煤储层束缚水状态下的气相渗透率,实现增透增产,而且还能降低煤层气产出的临界孔径以促进煤层气解吸,实现增解增产。     

亚甲蓝分光光度法测定水中阴离子表面活性剂的方法研究

离子表面活性剂是水环境污染控制的重要指标。目前的水环境监测中,测定水中LAS的含量最常用的是亚甲蓝分光光度法,本文根据该方法的测定原理,就如何快速、准确测定阴离子表面活性剂的含量进行研究,对检测水中阴离子表面活性剂的国标法做了优化,由标准规定的加入25 ml亚甲蓝及氯仿萃取五次优化为加入20ml亚甲蓝及氯仿萃取两次,并通过绘制标准曲线和测定样品中亚甲蓝活性物质的含量来验证优化方法的准确性。实验结果表明:优化方法能够显著提高分析的快速性,且平行测定重现性较好,具有良好的实验精度。     

煤储层水基压裂液用表面活性剂的筛选实验

水力压裂会对煤储层造成水锁伤害,在压裂液中加入表面活性剂是减缓水锁伤害的有效途径。采用1.5% KCl溶液为基液,在其中加入不同浓度的阴离子型表面活性剂AS和非离子型表面活性剂NS,配置出8种压裂液,分别对河东煤田柳林沙曲矿的焦煤样和太原西山屯兰矿的瘦煤样进行静置沉降实验、毛细管压力测试和离心分离实验,最终优选出煤储层水基压裂液用最佳表面活性剂为0.05% AN复配溶液（AS：NS=9：1）,由此构成了表面活性剂压裂液（1.5% KCl+0.05% AN）。研究结果表明,在水基压裂液中加入0.05% AN复配溶液（AS：NS=9：1）,可以大幅度降低压裂液的表面张力,改变压裂液的界面状态,从而增加煤表面的亲水性,降低煤孔隙的毛细管压力,使得压裂液的可排性增强,进而能够有效控制储层的水锁伤害,实现增产。     

表面活性剂的应用研究--动力学光度法测定痕量硒碲

研究了表面活性剂在Se和Te诱导反应中的作用,对反应机理进行了初步探讨.实验表明,在选定条件下,加入适量非离子表面活性剂Tween-80,使Te的诱导反应速度加快,灵敏度提高1倍,并利用其对Se有抑制反应速度的作用,使Te对Se的抗干扰能力增强.阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对Se和Te均有加速反应的作用,Se的灵敏度提高1.3倍;Te的灵敏度提高40%.基于此,所建立的方法可用于地质样品中纳克级Se和Te的测定.测定Te的线性范围0.01～0.4 μg/L,相对标准偏差(n=5) 5.6%;测定Se的线性范围0.1～2 μg/L,相对标准偏差(n=5)7.5%.经4种地质标样分析验证,结果与标准值相符.     

阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石的制备与表征

利用阳离子表面活性剂--十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)和阴离子表面活性剂--十二烷基磺酸钠(SDS)制备了一系列阴-阳离子表面活性剂复合柱撑蒙脱石.同时采用多种测试手段(碳、硫、硅含量分析、X射线衍射分析和热分析)对产物进行结构表征和性能分析.结果表明,SDS难以单独进入蒙脱石层间,但与HDTMAB作用后,SDS可以进入到蒙脱石结构层间.在复合物中有机碳量较低时,SDS对有机碳含量增加贡献明显,但其柱撑效率随着HDTMAB加入量增加而下降,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量(CEC)时趋于平衡.在复合物中有机碳量较高时,HDTMAB负载量有下降的趋势,至HDTMAB加入量大于3倍阳离子交换容量时趋于平衡.SDS进入结构层内总体提高蒙脱石的有机碳含量,明显地增加产物的层间高度,并且改善其热稳定性.     

表面活性剂存在下姜黄素与铍铁钛锆的显色反应研究

本文研究了姜黄素与一些金属离子的显色反应,探讨了反应机理。结果表明,分别在CPB、TX-100、CPB-TX-100、SDBS存在下,姜黄素可与Be、Fe、Ti、Zr发生灵敏的显色反应。其表观摩尔吸光系数分别为1.25 ×10~5、3.03 ×10~4、6.24×10~4和4.93 ×10~4L·mol~(-1)·cm~(-1)。利用负峰效应提高了Be、Fe两显色体系的灵敏度并测定了络合比。     

土壤污染的修复方法研究——以表面活性剂强化微米Fe/Cu对有机氯农药的降解为例

利用Cu作为催化金属与微米铁制成双金属体系处理主要污染物为六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)的某污染场地土壤,探讨了不同表面活性剂(鼠李糖脂与Triton X-100(TX-100))对微米Fe/Cu双金属体系降解土壤中有机氯农药的影响。结果表明:相对于空白和只添加零价铁与微米Fe/Cu的三组的稳定,添加了两种表面活性剂的Fe/Cu双金属体系,35 d后土壤氧化还原电位(ORP)随时间呈缓慢上升趋势,Fe/Cu+TX-100至55 d时ORP由–400 m V升高到–300 m V;除Fe/Cu+鼠李糖脂组外,0~25 d内各组土壤p H随时间逐渐升高,从初始的5.0左右提高到6.5~7.2;微米Fe/Cu对污染物的降解效果相比零价铁有提高,鼠李糖脂与TX-100的投加能强化微米Fe/Cu对土壤中HCH和DDT的降解,TX-100的增强效果更为显著。当Fe投加量5%,Cu负载1%,TX-100浓度5 mmo L/L,初始p H 4.5时,处理55d后,α-HCH、γ-HCH、P,P’-DDD和P,P’-DDT的降解去除率达到100%、92.2%、95.7%和85.4%,总污染物去除率为90.0%。