Distribution of Cd,Pb, Zn and Cu and their chemical speciations in soils from a peri-smelter area in northeast China

An exploratory study on soil contamination of heavy metals was carried out surrounding Huludao zinc smelter in Liaoning province, China. The distribution of total heavy metals and their chemical speciations were investigated. The correlations between heavy metal speciations and soil pH values in corresponding sites were also analyzed. In general, Cd, Zn, Pb, Cu and As presented a significant contamination in the area near the smelter, comparied with Environmental Quality Standards for Soils in China. The geoaccumulation index showed the degree of contamination: Cd > Zn > Pb > Cu > As. There was no obvious pollution of Cr and Ni in the studied area. The speciation analysis showed that the dominant fraction of Cd and Zn was the acid soluble fraction, and the second was the residual fraction. Pb was mostly associated with the residual fraction, which constituted more than 50% of total concentration in all samples. Cu in residual fraction accounted for a high percentage (40–80%) of total concentration, and the proportion of Cu in the oxidizable fraction is higher than that of other metals. The distribution pattern of Pb and Zn was obviously affected by soil pH. It seemed that Pb and Zn content in acid solution fraction increased with increasing soil pH values, while Cd content in acid soluble fraction accounted for more proportion in neutral and alkaline groups than acidic one. The fraction distribution patterns of Cu in three pH groups were very similar and independent of soil pH values. And the residual fraction of Cu took a predominant part (50%) of the total content.     

利用MC-ICPMS对水样中硼同位素比值的测定

采用Amberlite IRA-743硼特效树脂进行水溶液中硼的分离,对洗脱液温度、体积以及树脂动态交换容量等进行了实验.它的动态交换容量为4.2 mg/g,在室温条件下,用5 mL 2%HNO3可定量从树脂柱上洗脱被吸附的硼.采用Neptune型MC-ICPMS进行硼同位素组成的测定,1 μg/g浓度的硼标准溶液获得放大的信号强度约为0.7V,硼的化学分离过程有效避免了质量歧视效应.实验结果表明,MC-ICPMS对硼存在严重的记忆效应,通过采用5%HNO3-(1%HNO3 0.1%HF)-H2O-20%NH3H2O-H2O的交替清洗方法,可在约1 h内消除硼的记忆效应.在最佳仪器条件下,对含有250 ng硼的水样,可以快速测定硼的同位素组成,占δ11B测定的绝对偏差为0.4‰-0.5‰(SD).     

等温微量热法在土壤微生物研究方面的进展

土壤微生物是陆地生态系统中分解者亚系统的主要组成部分, 参与了包括有机质降解、营养转化、 植物生长的促进或抑制以及各种土壤物理过程在内的一系列反应活动. 土壤微生物则是土壤质量重要的生物指标, 可以用来监控土壤质量的变化. 等温微量热法是一种简便、快速地测量微生物活性的方法, 在土壤微生物代谢热效应的研究领域中广泛应用. 就等温微量热法在土壤微生物活性中的研究进展进行综述: 等温微量热法的简介, 微量热方法与传统方法的比较, 等温微量热法在各种外界环境和土壤条件影响下的土壤微生物活性研究中的应用, 并对等温微量热法在土壤微生物和其它方面的研究进行了展望.     

无外加流体、350℃和差异应力条件下硫化物再活化实验研究

红透山块状硫化物矿石主要成分为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和石英、角闪石、黑云母等脉石矿物。将此矿石烘干后作为试料置于岩石三轴应力试验机,在13h内将轴压、围压和温度分步升至1276MPa、414MPa和350℃,然后在空气中自然冷却至室温。实验产物中黄铁矿、石英、长石等以脆性碎裂为主,而磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和云母等以塑性变形为主。再活化的黄铜矿、磁黄铁矿和少量闪锌矿呈脉和网脉穿插黄铁矿碎斑。实验结果表明,即使没有外来流体加入．构造动力作用所导致的流体包裹体破坏所释出的流体,就足以使成矿物质发生活化转移和再活化。     

大沽河下游咸水入侵区含水砂层水敏感性评价

通过室内砂柱的水平渗流试验,对大沽河下游成水入侵区含水砂层的水敏感性进行了评价。对海水入侵治理的注淡压成和抽成方案过程中含水层的渗透性变化进行了研究．提出了控制和减小方案实施过程中含水砂层渗透性降低的方法和措施。研究结果表明：该含水层具有显著的水敏感性特征,注淡压成过程导致其渗透性下降幅度超过了两个数量级;注淡和抽成的流速分别超过21ml／min和42ml／min时,亦能引起含水砂层水敏感性的发生,称为临界流速;淡水驱替咸水过程中存在一个临界离子强度-7638us／cm,驱替水的离子强度不宜小于该值以避免水敏性的发生。     

不同粘土矿物水敏性特征

通过改变砂样中的粘土矿物的种类和含量,结合咸淡水之间的单一和驱替实验,研究不同粘土矿物的水敏性特征。在单一的咸水和淡水情况下,当砂柱中的粘粒含量≤1.5%(重量比)时,其渗透系数基本不发生改变,即使粘粒含量从1.5%增加10%,其渗透系数也仅下降约一个数量级。各种粘土矿物中,蒙脱石导致含水介质渗透系数的下降最为明显,高岭土和伊利石约是其影响值的一半。咸淡水驱替实验中,加入蒙脱石颗粒的砂柱的渗透系数急剧下降,当蒙脱石含量达3~4%时,渗透系数已经下降的极低,可以看作不透水层,而加入高岭土和伊利石的砂柱的渗透系数没有急剧变化。对于这种现象的解释是:不同类型的粘土颗粒吸附不同数量的水分子,形成数量和大小不同的胶体团,使得介质渗透系数的变化量不同。     

蒲石河抽水蓄能电站上库三维渗流数值模拟

根据蒲石河抽水蓄能电站上库的地质及水文地质条件,建立了裂隙岩体三维渗流数值模拟模型,计算分析了水库-岩体系统地下水运动规律及各种运行工况下的上库渗漏量和渗流场的分布特征。将模拟计算区地下水流系统概化为非均质各向异性三维稳定地下水流系统,综合利用压水试验得到的平均渗透系数值和统计学方法得到的渗透张量方向,获得裂隙岩体的渗透系数张量。数值模拟结果表明,正常蓄水位运行工况下,整个库区均未进行防渗处理时,上库总渗漏量为5832.92m3/d,防渗后渗漏量减少了3571.27m3/d。     

利用地下水位监测资料分析水文地质条件的实例研究——新疆奎屯河流域南洼地

地下水动态长期监测资料不仅是地下水资源评价和开发利用管理的基础依据,而且可为分析和认识水文地质条件提供重要信息。本文以新疆奎屯河流域南洼地为例,通过对地下水长期监测资料的分析,对地下水径流特征有了更进一步的认识,即:奎屯河入渗补给地下水后向西侧的径流量大于向东侧的径流量;奎屯河东侧地下水向下游径流的三个通道中,沿乌兰布拉克沟构造豁口的径流是主要的。这一认识对论证评价独山子石化第二水源地的地下水资源保证程度具有重要意义。     

松散砂粒孔隙结构、孔隙分形特征及渗透率研究

多孔介质孔隙结构特征是决定流体微观运移机制的重要方面。文章用环氧树脂固结松散石英砂磨制出二维多孔介质薄片,并用孔隙结构图像处理方法提取出孔隙结构参数信息;根据孔隙结构参数,建立描述孔隙结构的分形几何模型,分析松散地层孔隙结构的分形特征;进行多孔介质渗透率的实验测量和分形计算。结果表明:多孔介质的孔隙率和孔径与粒径之间存在线性相关性,拟合度分别达到-0.976 5和0.996 6;在方格边长ε和含有孔隙的格子总数N(ε)的双对数坐标系中,lnε-lnN(ε)数据点近似成直线,且不同样品的孔隙分布分维数值比较接近;而在孔径r与大于该孔径的孔隙总数N(r)的双对数坐标系中,lnr-lnN(r)的数据点必须进行分段回归分析,以便能更好地反映孔隙结构的实际情况;孔隙分布分维数和孔径分维数与粒径也存在较高的对应关系;中砂渗透率的实验测得值是5.19×10-5mm2,孔径分维数分段回归法计算的大孔隙多孔介质渗透率为5.75×10-5mm2,测量值与计算值较为接近,孔径分维数可以计算多孔介质的渗透率。     

连续多通道管监测井成井技术

连续多通道管监测井是一种新型监测井。此种监测井井管无接头、无泄漏、内壁光滑,滤水管现场制作,对位准确;连续多通道管监测井下管可以一次完成,多管到位,并围绕一根连体管从地表填砾、止水,施工方法简单可靠。连续多通道管监测井达到了一孔监测多层地下水目的,为地下水污染监测提供了一种新的技术方法。结合工程实例,介绍了连续多通道管监测井的成井工艺。