岩溶作用过程试验方法研究——以岩溶作用仪研制为例

通过对前人试验装置的分析,以岩溶作用原理及其影响因素为基础,结合仪器使用单位的试验需求,研制岩溶作用仪。通过分析不同的CO₂起源、岩溶发育深度、不同pH条件以及地下水循环深度的地质环境条件,提出了仪器的基本功能和适用条件,进行岩溶作用仪功能模块的论证设计和研制,并进行了验证性试验,且达到预期目标。得到如下成果:提出了四种岩溶作用模式,研制了五个岩溶作用功能模块,总结分析了功能模块与岩溶作用内在关系以及功能模块组合原则,提供不同地质环境条件下的岩溶作用试验。仪器可以实现:模拟地下水循环深度0～200 m,环境温度0～70℃,CO₂起源:表生、内生起源Pco₂=0.0～2.0 MPa,不同酸度背景条件:pH可控,不同水流速度条件下的沉积作用可控,岩溶裂隙张开度的沉积作用(可组合)。     

NaCl侵蚀环境下水泥固化铬污染土的强度及淋滤特性EI北大核心CSCD

日益严重的环境污染问题导致土壤中的重金属离子越来越多,这不仅使得土的工程性质受到影响,而且有害重金属离子的渗出也会威胁人类的健康。目前常采用水泥固化技术（S/S法）来处理重金属污染土。但当地下水中富含侵蚀性盐离子时,固化后的重金属污染土会受到影响,进而改变其强度及重金属离子的滤出特性。通过系统的室内试验,对水泥固化铬污染土在NaCl溶液浸泡后的强度特性及重金属离子的滤出特性进行了研究。试验结果表明,水泥固化铬污染土的无侧限抗压强度随NaCl溶液浓度的增加而减小,而随浸泡时间的增加呈先减小后增大的趋势,浸泡7d时最小。毒性特征沥滤试验（TCLP）结果显示,浸出液中Cr3＋浓度随NaCl浓度增加而增大,随浸泡时间增加而减小;而浸出液的pH值随NaCl浓度增加而减小,随着浸泡时间的增加呈先减小后增大的趋势,浸泡7d时最小;浸出液的pH值在4.0～5.5范围内时,Cr3＋滤出量随pH值增大而减小。     

聚合物驱在渤海旅大10—1油田的应用

海上油田开发具有勘探投入大、采油平台使用寿命短、生产操作费用高和水驱采收率低等特点,如何提高采收率是油田开发面临的重大技术难题。从海上油田LD10—1开发实际需求出发,结合油藏地质特征和流体性质特点,利用理论分析和室内评价实验,开展了早期聚合物凝胶和聚合物驱增油效果及其影响因素实验研究。结果表明,早期实施聚合物驱不仅大大缩短油田开发时间、节省操作费用,而且最终采收率也比中后期实施时高。在化学药剂费用相同条件下,“聚合物凝胶＋聚合物”段塞组合驱的增油效果要好于单纯聚合物驱。A23井单井组聚合物驱矿场试验于2006年3月23日开始,矿场监测结果表明,注入压力大幅度提高,吸液剖面明显改善,部分油井已陆续见到“增油降水”效果。     

湖北黄梅菱铁矿矿床成矿作用的古水文地质学研究

本文从古水文地质角度探讨了黄梅菱铁矿矿床的成矿机制,结果证实,古水文地质学研究无论对矿床学,还是对水文地质学,都可以提供一些新的信息和认识。作者的研究表明,黄梅菱铁矿矿床是含矿岩系（石炭系黄龙组和二叠系栖霞组碳酸盐岩）沉积期后变化与印支运动共同作用的产物;以沉积水为主,后期的混合水为次的地下水,构成了该矿床的成矿溶液。     

KNO3溶液结构:密度泛函理论和分子动力学研究

基于密度泛函理论,采用ωB97XD方法和6-311++G(d,p)基组,系统研究了[K(H₂O)_n]⁺,[NO₃(H₂O)_n]-和KNO₃(H₂O)_n水合团簇的结构和性质;并结合经典分子动力学、OPLS-AA全原子力场以及SPC/E水模型模拟了不同水盐比(WSR) KNO₃溶液,目的在于深入理解KNO₃溶液中K⁺和 NO-₃的微观水合结构,以及K⁺-NO-₃离子间缔合作用特征。研究发现,对于KNO₃(H₂O)_n (n=6,8,10和12)水合团簇,K⁺第一水合层稳定结构为四、五和六水合结构,其中五水合结构最稳定。K⁺和NO-₃主要以溶剂共享离子对形式存在。随着团簇尺寸减小,直接接触离子对(CIP)物种出现。同时,分子动力学模拟证实KNO₃溶液中形成了直接接触K⁺-NO-₃离子对,且随着溶液浓度增加,CIP物种形成需越过更大能垒。以上结果表明在KNO₃稀溶液中主要存在物种为水合K⁺和NO-₃,随浓度增大,单齿直接接触离子对(MCIP)逐渐出现。在高浓溶液或过饱和溶液中,K⁺-NO-₃离子缔合主要以单齿CIP和少量双齿CIP结构存在。     

方解石与柠檬酸/酒石酸模拟实验中的反应规律

柠檬酸/酒石酸可使方解石产生矿物溶蚀及生物矿化等现象,研究它们之间的反应规律对富含有机酸环境中方解石矿物的稳定性评估及相应的地球化学效应研究具有重要意义。通过批量平衡法,研究开放系统条件下方解石与柠檬酸/酒石酸之间的反应规律及对应的溶液化学变化。结果表明：(1)初始浓度为20 mg·L^-1条件下,初始pH值由7.7升至9.7,柠檬酸与酒石酸的反应去除量均显著下降,这是由于方解石表面的静电效应及溶液中HCO^-₃与CO■的竞争效应不断增强,对两种酸的表面吸附反应起抑制作用。(2)初始pH值为7.7及8.3条件下,初始浓度为20 mg·L^-1的两种酸与方解石反应7 h后便达到平衡,pH值和Ca浓度较空白值变化不大,辅证了反应的主导机制为表面吸附。(3)在0～900 mg·L^-1浓度范围内,柠檬酸和酒石酸在初始pH值为8.3条件下,其反应去除量均能用Langmuir吸附模型很好地拟合,辅证了以上的反应去除机制均为表面吸附;初始pH值为7.7条件下,柠檬酸的反应去除量可用Langmuir...     

X射线及中子散射在溶液结构研究中的应用

X射线和中子散射是互补的液态结构研究的有效方法。通过数据解析可提取偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等,从而给出溶液在原子层次上的三维结构信息。介绍了利用X射线和中子散射研究溶液结构的实验及数据解析方法,回顾了近些年研究团队利用该方法在纯水结构、硼酸盐水溶液结构及溶液中"二氢键"等研究中的应用。简述了X射线及中子散射在溶液结构研究中存在的问题,并展望了上述方法在溶液结构研究中的发展方向。     

氯化钾标准溶液制备技术研究

参照78国际实用盐标基本定义及其背景材料,利用国内现有的技术条件,成功地配制出了特定电导率的KCl标准溶液.采用国际标准海水重新定值法对标准溶液的电导率准确度进行了验证.实验结果表明,新的盐度测量值与原标称值之差最大为-0.0008,最小为0.0000,均在国际标准海水盐度标称值总不确定度士0.001范围之内,复现技术达到国际同等水平,该项研究为建立我国海水实用盐度全程量值传递奠定了基础.     

锂硼同位素MC-ICP-MS分析中的记忆效应研究

锂(Li)和硼(B)同位素是地质作用过程中良好的示踪剂,被广泛应用于岩石起源、矿床成因和环境演化等领域。但锂、硼在MC-ICP-MS仪器分析中的“记忆效应”明显,不同实验室已报道的MC-ICP-MS分析中锂、硼背景占信号比变化范围大(0.01%～5%),所采用的背景控制方法和效果也各不相同,因此给锂、硼同位素的准确测定带来困难。为研究MC-ICP-MS锂、硼同位素记忆效应及其抑制方案,提高测试的稳定性,本文参考前人研究成果,设计不同背景清洗方案,并对各种国际标样(IRMM-016、JG-2、ERM-AE121、ERM-AE122、NASS-7)和实验室内部标准(Alfa Li、Alfa B)进行长期测试,检验实验方案的长期重现性。结果表明：仅使用0.3%氯化钠溶液清洗背景可以显著降低锂背景信号,从20mV下降至4mV,并保证⁷Li背景值在24h内低于5mV,实验室内部标准溶液Alfa Li的δ⁷Li长期测试外精度为0.13‰(2SD,n=73)。氟化钠、氨水等清洗液并不能显著降低本研究所使用仪器的硼背景,因此选择使用灵活的空白扣除方法来保证数...     

溶液法制备钻井泥浆用的钠羧甲基淀粉(CMS)的试验研究

淀粉是一种多羟基有机高分子化合物.利用相似相溶原理,以甲醇或乙醇为溶剂,溶解淀粉,制成的钠羧甲基淀粉不溶于乙醇,有利于生成物的分离提纯;同时一氯乙酸在醇溶液中的电离度低,对反应的影响较小,有利于反应的进行.此方法具有合成工艺简单,生产效率高,成本低等特点.