煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO^2-₄)的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_SO4)与氧同位素(δ¹⁸O_SO4)以及氢同位素(δD_H2O)与氧同位素(δ¹⁸O_H2O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ³⁴S_SO4、δ¹⁸O_SO4、δD_H2O、δ¹⁸O_H2O以及水体水化学组成,辨析煤矿矿井水对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响以及流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐来源,并依据贝叶斯同位素混合模型量化其贡献比例。结果表明:窟野河流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐浓度、δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值分别为0.07～1 206.45 mg?L^-1、-2.7‰～32.9‰和-5.5‰～11.6‰,平均值分别为231.91 mg?L^-1、11.4‰和4.3‰; 窟野河流域河水溶解性硫酸盐浓度、δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值分别为73.23～171.83 mg?L^-1、4.3‰～13.0‰和-2.9‰～5.1‰,平均值分别为113.94 mg?L^-1、10.4‰和3.0‰,溶解性硫酸盐浓度平均值与区内煤矿矿井水存在差异,δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4平均值与区内煤矿矿井水差异不显著(p>0.05); 贝叶斯同位素混合模型结果显示,煤矿矿井水对上游乌兰木伦河溶解性硫酸盐的贡献比例为30.3%±18.9%,对下游窟野河溶解性硫酸盐的贡献比例为12.5%±10.2%,同时煤矿矿井水溶解性硫酸盐受裂隙水汇入影响,贡献比例为34.6%±16.5%,窟野河流域河水下渗补给煤矿矿井水溶解性硫酸盐的比例为18.8%±16.5%。结合硫和氧同位素组成,验证了煤矿矿井水溶解性硫酸盐的来源及其对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响,阐明黄土高原煤矿开采活动对黄河流域河水溶解性硫酸盐的影响途径和程度,为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学依据。     

龙子祠泉域岩溶水水化学－同位素特征

通过对２０１３年龙子祠泉域岩溶水进行调查及３５组样品测试分析,利用舒卡列夫分类法进行分类,龙子祠泉域岩溶地下水以ＳＯ_４·ＨＣＯ^３－Ｃａ·Ｍｇ型水为主,其中ＳＯ^２－_４ 在岩溶水水化学类型以及地下水质量类别确定中具有重要作用。ＳＯ^２－_４ 主要有两种来源,分别由中奥陶统碳酸盐岩石膏溶解和煤系地层中黄铁矿的氧化产生。氢、氧同位素分析结果表明,龙子祠岩溶地下接受古水和现代水的混合补给。硫同位素研究分析得出龙子祠泉水中源于煤系地层的ＳＯ^２－_４ 的比例为２２.２２％,说明泉域地球化学背景对岩溶地下水造成的污染是重要因素,但与２００４年的硫同位素结果计算比例（１４.３７％）相比较,目前泉水中源于煤系地层的ＳＯ^２－_４的比例增高７.８５％。     

大坪超大型金矿床铅和硫同位素组成特征及其地质意义

云南大坪超大型金矿床是哀牢山金矿带内最具代表性的金矿床之一,矿体赋存于海西期桃家寨闪长岩体内,矿石类型以石英脉型为主,与金伴生的是以黄铁矿、方铅矿为主的各种硫化物。本文对该矿床主成矿阶段石英脉型矿石中方铅矿的铅、硫同位素地球化学特征开展了系统研究,结果表明：大坪金矿床主成矿阶段铅同位素具有较窄的206Pb/204Pb值和相对较高的207Pb/204Pb值及208Pb/204Pb值,但变化范围不大,分布于正常铅范围。通过计算获得相关特征参数,利用铅构造模式图及相关图解综合分析,表明矿石铅为壳幔混合铅;硫同位素组成变化范围为-4.9‰-9.2‰,平均值为3.12‰,偏离陨石硫的范围,而与基性岩类的硫同位素组成非常接近,表明硫主要来源于深部,反映了地幔硫遭受地壳物质混入后的硫同位素组成。该矿床的成矿物质为深部幔源物质混合了壳源物质。     

超细矿粉对混凝土界面区硫酸盐腐蚀的影响

为了研究骨料与水泥石界面区(ITZ)的组成及结构对混凝土抗硫酸盐腐蚀性能的影响,利用紫外分光光度计绘制了硫酸钠溶液浸泡混凝土试样的SO2-4浸入浓度/深度曲线,并辅以扫描电镜(SEM)和电子探针能谱(EDS)等对ITZ进行观测;同时利用XRD定量分析研究了混凝土本体相和界面相的水化产物富集的差异.结果表明:Ca(OH)2、钙矾石(AFt)等晶体富集于硫酸钠溶液浸泡后试样的ITZ,引起AFt二次结晶型的硫酸盐腐蚀破坏.在适量石膏的激发下,掺入超细矿粉(GGBS)可阻止AFt转变成单硫型水化硫铝酸钙(AFm),减少AFt二次结晶的生成,明显提高抗硫酸盐侵蚀能力,试样的同深度硫酸根浓度最低,抗硫酸盐侵蚀性能最好.     

早期养护条件对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响

研究了早期高湿度空气养护、水中标准养护及密封养护对水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀的影响。采用X射线衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等方法分析了水泥石经180 d硫酸盐侵蚀后的腐蚀产物。结果表明,早期高湿度空气养护,水泥石碳化生成的CaCO3填充于孔隙中,使表层结构更加致密,阻碍了SO4^2-等有害离子侵入,延缓了水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀过程。比较而言,早期密封养护,水泥水化不充分,水泥石内部缺陷相对较多,SO4^2-等有害离子容易侵入,水泥石碳硫硅钙石型硫酸盐腐蚀最为严重。     

ABR处理含硫酸盐有机废水的启动特性研究

以人工配制的含硫酸盐有机废水为原水,对厌氧折流板反应器 (ABR)处理硫酸盐有机废水的启动过程进行了研究.实验结果表明,采用低COD和SO2-4负荷进水方式,经3个阶段成功启动了反应器,实现了产酸相、硫酸盐还原相及产甲烷相的分离:第1、2、3隔室为水解产酸及硫酸盐还原相,第4、5隔室为产甲烷与硫单质生成相.在启动过程中,pH的变化滞后于VFA变化,因此及时对各隔室VFA浓度进行监测能反映反应器的运行状况.     

Na2C2O4对硬石膏水化硬化的影响及作用机理

研究了草酸钠对硬石膏水化进程、硬化体显微结构与强度、液相离子浓度与二水石膏析晶过饱和度的影响,从二水石膏晶体成核与生长的角度探讨了草酸钠的作用机理.草酸钠使硬石膏水化率提高,水化热集中,水化潜伏期缩短,水化进程加快;草酸钠使二水石膏晶体细化,硬化体结构致密,强度提高,是硬石膏水化活性的高效激发剂.草酸钠作用机理归纳为：草酸钠与硬石膏反应形成草酸钙沉淀与可溶硫酸盐,使液相SO2-4浓度大幅提高;提高二水石膏析晶过饱和度,使二水石膏临界晶核半径减小,晶体成核与生长速率加快;草酸钠促进硬石膏溶解.     

不同混煤燃烧过程中硫污染物释放特性试验

为了降低电厂燃用高硫贫煤硫污染物的排放,在高硫贫煤中分别掺入低硫贫煤和低硫烟煤组成混煤.利用一维燃烧试验台,对不同混煤的硫析出特性进行研究.结果表明:在贫煤-贫煤混煤燃烧过程中,各单煤SO2析出基本没有相互影响,H2S析出较复杂;在贫煤-烟煤混煤燃烧过程中,随着烟煤掺入比例的加大,SO2析出也随之提前.     

内蒙古河套平原水体同位素及水化学特征

运用环境同位素和水化学技术,结合现场调查和室内分析,分析了河套平原不同类型水体氢、氧同位素和水化学特征,讨论了不同水体受蒸发浓缩和人类活动的影响,并利用氢、氧同位素示踪地下水的补给来源。结果表明：河套平原大气降水线斜率小于全球大气降水线斜率,不同水体的氘过量参数小于包头地区大气降水线和全球大气降水线,反映水体的蒸发作用导致氢、氧同位素的富集;河水、湖水以及地下水的氢、氧同位素组成变化差异明显,而且从湖水到河水再到地下水,氢、氧同位素组成有逐渐贫化的趋势;不同水体的水化学类型明显不同,河水主要为HCO3-Ca型,地下水主要为HCO3-Na、HCO3-Ca以及Cl-Na型,湖水为SO4-Mg和Cl-Na型;地下水与河水的氢、氧同位素组成和各离子质量浓度的相关性差,湖水的氢、氧同位素组成与K＋、Ca2＋、Mg2＋、Na＋、Cl-、SO42＋质量浓度,pH值,电导率以及矿化度则存在显著的相关性;河套平原南侧与西部地区地下水主要靠黄河水补给,北侧主要受降水和山前流水的侧向补给,而东部靠近乌梁素海地区的地下水氢、氧同位素组成和矿化度偏高,可能受湖水的影响较大。     

香港地区降水氢氧同位素多尺度演变特征分析

以香港站1973~2008年大气降水稳定同位素与气象资料为基础,应用线性回归、Mann-Kendall趋势检验、小波分析和Spearman相关分析等多种方法,探讨了月、季和年等不同时间尺度下降水氢氧同位素序列的演变特征及其影响机制.结果表明:1多年月均降水氢氧同位素组成与月均降水量、温度和水汽压之间呈显著的负相关关系,表明存在明显的降水量效应,而不存在温度效应;2降水氢氧同位素组成的季节变化明显:雨季(5~10月)偏低,旱季(11~4月)偏高,具有典型的季风气候降水同位素变化特征;3年均降水氢氧同位素序列年际变化大,总体呈下降趋势,下降率分别为-0.08‰/a(D)和-0.01‰/a(18 O),其变化趋势与年均降水量、温度、水汽压序列成相反关系,反映了降水同位素随长期气候变化的综合效应影响;4Morlet小波分析结果表明,年平均降水氢氧同位素序列存在4a、7~9a和16~22a等3类时间尺度的周期性变化规律,其中16~22a时间尺度表现最明显;5多年年均降水氘盈余值偏小,且没有明显的长期变化趋势.     

COD/SO4^2-对SRB处理含硫酸盐废水效果的影响

研究静态条件下硫酸盐还原菌处理硫酸盐废水时,COD/SO4^2-比值对硫酸盐废水处理效果的影响.模拟硫酸盐废水用无水硫酸钠配制,以乳酸钠为电子供体（COD）.实验结果表明,当T=35℃,初始pH=6.8时,COD/SO4^2-≥3时SO4^2-的去除率可达到90%以上,同时COD的去除率达到约55%,处理后体系的pH值有所上升.选择恰当的COD/SO4^2-比值对实际工程的工艺运行具有重要意义.     

高锰酸钾褪色分光光度法测定泛昔洛韦

采用高锰酸钾褪色分光光度法测定泛昔洛韦。在硫酸介质中,高锰酸钾能够氧化泛昔洛韦而使自身颜色发生明显变化,且吸光度的变化值与泛昔洛韦的浓度呈线性关系。在测定波长525nm处,泛昔洛韦的浓度在2×10^-5-7x10^-4mol·L^-1范围内符合比尔定律。方法的检出限为3．8×1O^-6mol·L^-1将该方法用于药物制剂和尿液中是昔洛韦浓度的测定,结果令人满意。     

SO42-/TiO2固体超强酸的制备及表征

以TiO2为载体，采用沉淀浸渍法制备负载型SO4^2-／TiO2固体超强酸催化刑．运用酸强度测试、比表面积、全硫测定、IR、XRD等方法对所制备的催化剂进行表征．测试结果表明，所制备的催化剂具有固体酸催化刑的特征．并探讨焙烧温度及浸渍液浓度对固体超强酸结构及酸性的影响．     

不同稻草投加量对SRB去除硫酸盐的影响

目的以稻草作为碳源,研究不同相对投加量对硫酸盐还原菌（SRB）处理硫酸盐废水的影响,确定去除硫酸盐的最佳稻草相对投加量．方法利用静态试验,在6组反应器（R1-R6）中接种富含SRB活性污泥,pH在7-7．5,T=35℃,w（SO4^2-）=2000mg／L的厌氧环境下,分别投加1g,5g,10g,15g,20g,25g稻草,测定体系中SO4^2-、COD、VFA、pH等指标变化情况．结果6组反应器硫酸盐去除率分别为7．72％,67．52％,100％,100％,100％,VFA去除率分别为89．45％,70．48％,32．12％,20．67％,19．58％,15．79％．R1、R2中COD去除率均达到100％,R3～R6中COD质量浓度不断增加．反应体系中C、N、P质量比为m（C）：m（N）：m（PR1）=7：6．5：1,m（C）：m（N）：m（PR2）=100：5：1,m（C）：rn（N）：m（PR3-R6）远大于100：5：1,碳硫质量浓度比为w（COD）／w（SO4^2-）R1=0．028,w（COD）／w（SO4^2-）R2=0．417,w（COD）／w（SO4^2-）R3-R6〉3．体系中pH均呈现出先降低后上升的趋势．结论稻草相对投加量为5g时,硫酸盐的处理效果最佳,此相对投加量下w（COD）／w（SO4^2-）值接近SRB完全降解硫酸盐的理论值0．617,SO4^2-、COD与VFA去除率较高,1g稻草去除0．132g硫酸盐,反应体系中C、N、P质量比与pH均达到SRB适宜生长的环境条件．     

支持向量机在矿井突水水源识别中的应用

为了正确地识别矿井突水水源,基于水化学成分对水源判别的重要性,选择K^＋ ＋Na^＋、Ca2^＋、Mg2^＋、Cl^-、SO4^2-、HCO3^-这6项指标作为特征向量,建立了矿井突水水源的支持向量机识别模型．此方法不仅结构简单,而且技术性能尤其泛化能力与BP神经网络相比有明显提高,能有效地识别矿井突水水源的类别,为防治水工作提供决策依据．     

硫酸钡浊度法测定硫代壳聚糖树脂的含硫量

研究硫酸钡浊度法测定硫代壳聚糖树脂含硫量的方法。用w（H2O2）=30%溶液和2.5 mol/L NaOH溶液预处理样品,再用王水消解,样品中硫几乎完全转化为硫酸根。以5%乳化剂OP为稳定剂,0.48 mol/L BaCl2溶液为沉淀剂,在420 nm波长处用浊度法测定含硫量。SO42-浓度在8～190μg/mL范围内与吸光度呈线性关系,检测限为0.6μg/mL,用于硫代壳聚糖树脂含硫量的测定,结果满意。     

钼催化作用下的煤成烷烃气碳同位素演化

为了阐释钼催化作用下的煤成气碳同位素演化特征和机理,采用在原煤中添加单质钼的方式,开展催化生气模拟试验,测定模拟系列气样的单体烷烃气碳同位素组成,并对其演化规律和模式进行探讨。结果表明：无论加钼与否,模拟气甲烷碳同位素组成（δ（13 C1））均以镜质组反射率1.1%为界分为演化趋势截然相反的2个阶段,乙烷碳同位素组成（δ（13 C2））不存在明显的演化阶段性,但加钼煤样δ（13C2）由在较低成熟度阶段重于原煤样变为在较高成熟度阶段轻于原煤样;加钼条件下,模拟烷烃气呈现出正碳同位素系列,δ（13C1）为（-25～-45）×10-3,δ（13 C2）重于-29×10-3,表明钼催化成因气属于有机热成因气范畴。对比模拟烷烃气碳同位素组成与镜质组反射率之间的关系,发现模拟烷烃气碳同位素组成演化规律与前人模式有所不同。加钼煤样的不同单体烷烃气碳同位素组成随有机质成熟度变化速率的不同而不同,指示生气作用在钼催化作用下得到增强,这一效应在裂解气生成过程中更为显著;加钼煤样δ（13 C2）在较高成熟度条件下轻于原煤样δ（13C2）的原因可能在于钼催化效应促进了煤中壳质组裂解生气。     

无机阴离子对两种淀粉酶活力的影响

分别讨论了F^-、I^-、SO4^2-、SO3^2-对α-淀粉酶和β-淀粉酶活力的影响。结果表明,F^-和I^-时α-淀粉酶活力表现为明显的抑制作用,对β-淀粉酶活性影响不大;SO4^2-对两种酶活力的影响较小;SO3^2-对两种酶活力的抑制作用强。     

固体超强酸TiO2/SO42-催化合成乙酸乙酯

用溶胶凝胶法制备了固体超强酸,用XRD和SEM对其进行了表征,并用该固体超强酸催化合成了乙酸乙酯。结果表明:TiO2/SO24-的最佳焙烧时间为3 h,最佳焙烧温度为500℃,最佳浸渍浓度为1.5 mol/L;TiO2/SO24-催化酯化反应的最佳反应时间15 min,反应温度100-105℃,固体酸的投加量2%,最佳醇酸比1 1.3;并可重复使用,使之成为安全、绿色、环境友好的催化剂。