高硫酸盐矿山废水的处理方法研究进展

高硫煤矿闭坑后成为埋藏在地表以下深部的产酸污染场,对相邻含水层和周边环境造成了潜在危害,且因采动效应影响和矿井空间分布复杂导致相邻含水层的污染过程与污染程度评价困难。以某闭坑矿区为研究对象,选取SO₄ ²⁻作为特征污染物,考虑多煤层采动裂隙对含水层结构的破坏影响,运用数值模拟技术对闭坑矿区酸性矿井水中SO₄ ²⁻污染迁移特征进行研究,并分析流体扩散系数对含水层污染物运移的影响。结果表明：SO₄ ²⁻在二叠系童子岩组砂岩含水层中水平迁移面积随时间增大而增大,增大速率逐渐减小,垂向渗透系数扩大10倍,空间变异性增强;闭坑5、10、15 a后,最大水平迁移距离分别为215、414、612 m,最大垂向迁移距离分别达到50、65、70 m;而扩散系数越大,产酸时间越长,SO₄ ²⁻迁移距离和污染范围将随之增大,相较于水平方向,垂向上SO₄ ²⁻浓度变化对扩散系数的敏感度更高。基于模拟结果,结合闭坑矿区实际条件,针对性提出了“源头减量−过程阻断−末端治理”的综合防控与治理方案。研究结果将为该闭坑煤矿酸性矿井水污染治理与防控提供理论基础,也为其他同类矿井提供科学借鉴。

     

受酸腐蚀砂岩的物理力学性质探讨

考虑化学作用的岩土力学性质研究及其稳定性问题已成为国内外学者关注的焦点。采用酸性环境下的加速试验,研究了钙质胶结砂岩受酸腐蚀后在不同时段单轴压缩应力作用下表现出来力学特性,揭示了砂岩腐蚀过程和受酸腐蚀机制,其目的是为酸雨环境下,研究岩体的物理力学性质提供可以借鉴的思路和方法。     

酸性土壤中20种元素有效态浸提体系浅析

通过对酸性土壤中Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Fe、Mn、Cd、K、Na、Ca、Mg、Si、P、S、Mo、F、Se、As、Hg20种元素有效态的浸提与测定，拟定了一个操作条件宽松、质量稳定，能满足区域调查需要的浸提体系和分析方案。该分析配套方案对20种元素的检出限在（0.0001～4.9）×10     

磺基水杨酸光度法连续测定岩石中的铁和钛

本文提出用磺基水杨酸(SSA)作显色剂,在不同pH值和同一波长下.于一分试液中连续测定铁和钛的分析方法。测定波长为420nm,测铁的pH值为8—11,Fe量在0—10μg/ml范围内服从比尔定律;测钛的pH值为2,TiO_2量在0—14μg/ml范围内服从比尔定律。     

钾长石粉酸浸除铁的实验研究

在利用钾长石粉合成沸石分子筛和制取碳酸钾技术中，铁的存在会降低沸石的白度。对北京平谷、天津蓟县、内蒙白云鄂博三地钾长石粉进行硫酸酸浸除铁实验，获得最大铁浸出率分别为88．6％、93．2％和64．6％，且前两地钾长石粉中铁的浸出行为相似，酸浸除铁效果均优于白云鄂博钾长石粉。采用正交实验法研究硫酸浓度、酸浸温度和时间对除铁效果的影响，表明三者对不同地区钾长石粉酸浸除铁效果的影响程度各不相同。钾长石酸浸除铁反应开始时，铁的溶解极快，反应速率主要由化学反应控制；其后溶解相对缓慢，反应速率则由扩散作用控制。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

大庆长垣以西地区扶余油层次生孔隙预测

为了在普遍低孔、低渗的背景下寻找次生孔隙发育的储层,在次生孔隙形成机制分析和储层成岩作用研究的基础上,结合考虑影响次生孔隙形成的多种因素,对大庆长垣以西地区扶余油层次生孔隙发育区进行预测。研究表明,该地区次生孔隙的形成主要受青山口组下排有机酸和碳酸的影响,且受到断层的控制和超压的影响,次生孔隙主要分布在齐家地区和龙虎泡阶地等凹陷周边区域,在西部斜坡区亦发育由大气水淋滤所形成的次生孔隙。在次生孔隙发育区,若发育岩性圈闭或构造圈闭,则为有利的油气聚集场所。      

对磺基苯偶氮变色酸分光光度法测定岩石样品中的氟

采用对磺基苯偶氮变色酸分光光度法对岩石样品中氟的含量进行测定。确定的最佳测定条件为:测定波长570 nm,放置2 h后测定,盐酸介质浓度0.84 mol/L,显色剂用量5.0 mL。氟离子浓度在0~1.4 mg/L时符合比尔定律,方法检出限为0.06μg/g。以岩石标准物质代替氟标准溶液制作标准曲线,可有效降低杂质元素的干扰。对国家一级标准物质和日本玄武岩标准物质6次测定的相对标准偏差(RSD)为2.37%~6.32%。     

硫酸参与的长江流域岩石化学风化速率与大气CO2消耗

流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。以往的流域水化学碳汇通量估算大多是基于碳酸的风化作用。而实际上,硫酸和碳酸一样,也参与了流域碳元素的地球化学循环,从而对全球碳循环过程产生影响。长江流域水体近几年出现酸化现象,大部分河段SO42-和Ca2+含量增高,其对应的岩石风化过程和大气CO2消耗速率也发生变化。文章对长江干流及主要支流2013年不同季节的离子组成进行监测,利用水化学平衡法和Galy估算模型,对长江流域岩石化学风化速率和CO2消耗通量进行了估算,对硫酸参与下的长江流域岩石风化和碳循环过程进行了分析。结果表明,长江流域水体离子主要来源于硅酸盐岩风化和碳酸盐岩风化。其中碳酸盐岩风化对河水离子贡献率为92%。在硅酸盐岩广泛分布的赣江流域,碳酸盐岩风化离子贡献也达85%。分析表明,硫酸参与了长江流域的岩石风化过程,对水体中离子产生一定影响。硫酸的参与加快了碳酸盐岩的化学风化速率,平均提高约30%,但是使流域大气CO2消耗速率降低。在不考虑蒸发岩溶蚀作用下,平均从516×103 mol/km2·a降至356×103 mol/km2·a,降低约31%。在各支流中,硫酸对乌江流域碳酸盐岩的风化和碳循环的影响最大,而对雅砻江的影响最小,这与乌江流域的含煤地层、矿床硫化物及大气酸沉降有关。     

Comment on: Mass Fractions of Forty‐Six Major and Trace Elements,Including Rare Earth Elements,in Sediment and Soil Reference Materials Used in Environmental Studies. Fiket et al. (2017), Geostandards and Geoanalytical Research, 41, 123–135

This paper is intended to be a constructive discussion of Fiket et al. (2017, Geostandards and Geoanalytical Research , 41 , 123–135), who dealt with the determination of major, trace and rare earth elements in several sediment and soil certified reference materials. In the present author's view, the paper by Fiket et al. (2017) suffers from a lack of reference to several publications in which somewhat similar results had already been reported. The present contribution therefore provides a comparison of previously published results with those of Fiket et al. for the CRMs soil NCS DC 77302 (GBW 07410), stream sediment NCS DC 73309 (GBW 07311), marine sediments MESS‐3 and NCS DC 75301 (GBW 07314) and estuarine sediment IAEA‐405. It is argued that this fuller consideration (a) allows critical evaluation of the quality of the results presented by Fiket et al. and (b) highlights the advantages of their work. Finally, attention is drawn to the (possible or real) problems that can arise during simultaneous determination of multiple trace elements.