矿物法--环境污染治理的第四类方法

总结介绍了近10年开展环境矿物材料研究所取得的较为系统的研究成果。新提出环境矿物材料基本性能,包括矿物表面效应、孔道效应、结构效应、离子交换效应、结晶效应、溶解效应、水合效应、氧化还原效应、半导体效应、纳米效应及矿物生物交互效应等。展示环境矿物材料开发应用方面的崭新成就,包括利用天然铁的硫化物矿物强还原性,发明一步法还原Cr(Ⅵ)与沉淀Cr(Ⅲ)废水处理新工艺;利用天然锰的氧化物矿物强氧化性,发明处理高浓度与强污染的印染和酚类废水新方法;利用天然钛的氧化物矿物日光催化性,发明光催化降解卤代有机污染物新方法;利用天然蛭石高温脱水膨胀热效应,发明能大幅度提高型煤固硫率与除尘新方法;利用天然钙基蒙脱石低成本制备出同时防止水体与无机和有机污染物渗漏的自愈性强的填埋场衬层建造用新型防渗材料,发明生活垃圾尤其是危险废物填埋场衬层建造新工艺;发现凝灰岩与花岗岩中长石类矿物发育有良好的孔道结构,核素进入可发生固定化作用,成为有效阻滞核素迁移的天然屏障;利用天然纳米管状纤蛇纹石成功制备二氧化硅纳米管,接枝有机物可由亲水性变为疏水性;利用黄钾铁矾的胶体特征作为多金属矿山废石堆隔离防渗层,防止金属硫化物矿物氧化分解与矿山酸性废水污染等。着重指出今后环境矿物?     

广饶县河流污染带地下水水质现状评价与污染分析

多年来由于接纳上游和境内工业、生活污废水,淄河、阳河、织女河三条河流大部分时间水质为劣V类,沿河两测形成2km左右的浅层地下水污染带。对污染带内地下水水质现状进行评价与分析、应用模糊综合评价法进行污染程度评价。得出的结论是河流两岸浅层地下水水质由以优良或良好为主变为以较差或极差为主,污染和微污染的地下水井占81．2％,石油类、亚硝酸盐氮、氨氮、挥发酚、硝酸盐氮、高锰酸盐指数等主要污染参数超标率均在30％以上。     

珠江水系沉积物重金属元素背景值估算及污染特征分析

估算水系沉积物的地球化学背景值和识别其异常对人为污染判别与环境风险评估非常重要。采集并分析了珠江58件水系沉积物样品,经分析检验,Al、Fe和Sc被选作参考元素,并对比了确定地球化学背景及识别异常值的方法。其中,基于最小截断二乘法的回归分析是定义地球化学背景的有效方法,它是一种对异常值不敏感的稳健统计方法,而基于局部富集因子的箱线图和回归诊断图更适用于识别异常值。珠江不同河段重金属污染存在差异,北江和河网区主要受As、Cd、Cu、Pb和Zn污染,东江主要受Cu、Cr和Ni污染,而西江几乎不存在重金属污染。水系沉积物的主要污染类型是点源污染,主要污染来源是采矿和电镀等相关的工业活动。     

湖南株洲地区Cd、Pb污染土壤的修复实验

以海泡石、膨润土和生石灰为修复材料,对湖南株洲地区重金属元素Cd、Pb污染农田土壤进行了室内修复实验。盆栽小白菜的正交实验结果表明,对于Cd含量为1.23 mg/kg、Pb含量为136.7 mg/kg的土壤,当每10 kg土壤添加膨润土60 g、海泡石20 g、石灰6 g时,种植的小白菜中Cd含量为0.154 mg/kg,Pb含量为0.141mg/kg。与未修复土壤的实验结果对比,小白菜中Cd含量降低61%,Pb含量降低46%。     

石家庄市地下水中氮污染分析

通过对石家庄市地下水中“三氮”污染状况的分析，发现硝酸盐是地下水中的主要氮污染物，利用氮同位素方法分析了地下水中硝酸盐氮的来源，讨论了人类开采地下水和施放环境物质对地下水中氮聚集的影响，在人类活动影响强度小的地区，地下水中的硝酸盐污染强度大大低于市区。NO3-浓度与硬度变化趋势表明：氮污染与硬度等指标值升高有一定的联系，但在不同的水文地球化学环境中，在迁移和转化等方面又有着自己的特性。     

柴北缘布赫特山一带达肯大坂岩群变质岩变形特征、地球化学特征及地质意义

古元古代达肯大坂岩群为柴北缘构造带的变质结晶基底,是柴北缘造山带的重要组成部分。前人在德令哈以西的鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带和大柴旦等地对达肯大坂岩群做了较深入的研究,但对于柴北缘东段的研究还相对薄弱,缺乏东西段的对比研究。通过对布赫特山一带达肯大坂岩群中片麻岩和斜长角闪片岩的岩石学、岩石地球化学、年代学研究和区域对比,认为研究区的岩性、矿物组合、变质程度与德令哈以西鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带达肯大坂岩群具有较高的相似性。布赫特山一带达肯大坂岩群主要为一套碎屑岩夹火山岩的岩石组合,变形强烈,其形成环境为岛弧与活动性陆缘的过渡环境,且岩浆来源为壳幔混染。由采集的2件Sm-Nd同位素样品得到了2组等时线年龄分别为2085±14Ma和2027±19Ma。由此可知达肯大坂岩群为古元古代柴北缘地区的变质结晶基底,是柴北缘古元古代造山带的重要组成部分。     

德兴铜矿矿山污染高光谱遥感直接识别研究

利用高光谱图谱结合特征开展矿山污染直接识别研究.首先详细分析了德兴铜矿矿山污染(废矿、废水以及植被) 地物的光谱特征, 总结出可利用于直接识别和提取这些污染物的特征光谱, 从而利用矿区航天Hyperion高光谱数据并以矿物识别谱系技术为主有效地识别出矿区的污染类型及其分布.对于以黄铁矿等含铁矿物为主的围岩或贫矿矿石的氧化污染利用70 0nm、10 0 0nm以及2 2 0 0nm附近的特征吸收分别识别出含Fe3 + 矿物及其Fe2 + 和Fe3 + 混合矿物, 并进一步根据光谱特征识别出赤铁矿和针铁矿; 根据矿区水体在6 0 0nm附近吸收特征的差异相对区分出酸性水、碱性水和中性水; 根据植被在6 85nm附近的最大吸收深度相对地划分植被污染程度.最后建议建立矿山污染地物光谱数据库.该研究为利用高光谱的技术优势快速且有效地直接识别与提取出污染源的种类、类型并分析其潜在的污染趋势提供了新的思路, 为矿山污染监测、治理规划和复垦提供了新技术和知识支撑.      

Magnitudes, spatial scales and processes of environmental antimony mobility from orogenic gold–antimony mineral deposits, Australasia

Antimony (Sb) is strongly concentrated into hydrothermal mineral deposits, commonly with gold, in metasedimentary sequences around the Pacific Rim. These deposits represent potential point sources for Sb in the downstream environment, particularly when mines are developed. This study documents the magnitude and scale of Sb mobility near some mineral deposits in Australia and New Zealand. Two examples of New Zealand historic mining areas demonstrate that natural groundwater dissolution of Sb from mineral deposits dominates the Sb load in drainage waters, with Sb concentrations between 3 and 24 μg/L in major streams. Mine-related discharges can exceed 200 μg/L Sb, but volumes are small. Sb flux in principal stream waters is ca 1–14 mg/s, compared to mine tunnel fluxes of ca 0.001 mg/s. Dissolved Sb is strongly attenuated near some mine tunnels by adsorption on to iron oxyhydroxide precipitates. Similar Sb mobilisation and attenuation processes are occurring downstream of the historic/active Hillgrove antimony–gold mine of New South Wales, Australia, but historic discharges of Sb-bearing debris has resulted in elevated Sb levels in stream sediments (ca 10–100⁺ mg/kg) and riparian plants (up to 100 mg/kg) for ca 300 km downstream. Dissolution of Sb from these sediments ensures that river waters have elevated Sb (ca 10–1,000 μg/L) over that distance. Total Sb flux reaching the Pacific Ocean from the Hillgrove area is ca 8 tonnes/year, of which 7 tonnes/year is particulate and 1 tonne/year is dissolved.     

中国东北新生代火山区CO2释放规模与成因

板片俯冲过程将地表碳带入地球内部,火山作用将深部碳输送至地球外部圈层,两者构成了地球深部碳循环的主要方式,进而影响了地史时期的气候变化.我国东北新生代火山活动被认为是太平洋板片深俯冲作用的产物,板片俯冲导致岩浆源区强烈的碳酸盐组分交代作用,进而使东北亚上地幔成为一个新生代时期的巨型深部碳库,它的活动和释放将会对全球的气...     

包气带的水分分布特征及给水度的探讨

文中用不等径的葫芦状毛管网络模型讨论了均质土的重力释水机制,认为重力释水与变动后的潜水位以上原饱水带及与其相联系的支持毛细水带有关;据此定义了给水度。 均质土给水度的大小与重力释水前后包气带的水分分布特征有关。由模型的分析说明,蒸发条件下的初始水分分布特征曲线偏低,造成均质土的重力释水减量,使给水度变小。