摘要:重点阐述环境矿物材料基本性能,包括矿物表面吸附、孔道过滤、结构调整、离子交换、化学活性、物理效应、纳米效应及与生物交互作用等,旨在发掘、凝炼并新提出物理方法和化学方法之后与有机界生物同效的无机界矿物天然自净化功能的基础理论与应用方法,以发展和完善无机矿物与有机生物所共同构筑的自然界中存在的天然自净化系统,并就目前笔者在黄铁矿、锰钾矿、金红石、蛭石、蒙脱石、苋铁铁钒等天然矿物方面已经完成和正在开展的一系列环境矿物材料研究工作进行了举例说明。
摘要:微生物-矿物的相互作用是地球上广泛发生的一种地质作用,它直接导致矿物的溶解和沉淀,并进而对环境产生重要的影响。微生物-矿物相互作用对环境修复具有重要意义,如金属还原细菌(DMRB)可通过与Fe^3 -氧化物矿物的相互作用催化氧化降解含芳香环的化合物如苯酸盐、苯、甲苯等,或催化还原降解(聚)硝基芳香化合物及四氯化碳等,还可通过表面吸附作用或氧化还原作用使一些重金属元素如U、Np等高毒性的污染物固着或形成不溶的矿物形式,从而有效去除其毒性。另外,微生物亦可催化氧化形成对环境有高度污染的酸性矿山废水(AMD)等,总之,深入研究微生物-矿物的相互作用对环境的影响具有重要意义。
摘要:硫化物矿物的表面反应机理决定了以硫化物矿物为主的尾矿的重金属释放、吸附、解吸机制,其反应动力学与矿山环境污染程度存在内在联系。本文系统介绍了硫化物矿物的表面反应研究现状,包括反应机理、表面结构、表面位、反应产物、反应速率等,并指出了有待进一步研究的几个问题。
摘要:环境矿物界面反应动力学主要探讨地表中各种有毒、有害离子或分子与矿物表面之间的反应速率与反应机制。矿物表面存在一组化学活性很强的表面功能基,当它们与环境中毒害物质发生作用时,会因其极性、荷电性和Lewis酸碱性不同而表现出不同的作用力和反应速率,进而控制有毒、有害物质在大气、水体和沉积物中的赋存形态,稳定性及迁移转化速率。本文简要介绍了环境矿物界面反应动力学理论,并给出几个应用实例。
摘要:介绍了近年来有机酸与矿物之间相互作用的研究进展,重点探讨有机还可能与矿物间相互作用的环境意义、作用模式以及低分子量有机酸和高分子量腐殖酸在与矿物作用时各自的特点和彼此间的差异。有机酸-矿物界面作用控制着金属、有机污染物的迁移、转化与归宿以及生物可给性。有机酸-矿物界面作用存在多种模式,主要受有机酸和矿物的活性基团类型、含量分布以及有机酸分子量大小和疏水性等因素的影响。
摘要:对富水水库大坝渗漏水和析出物进行了分析和研究。析出物的主要成分为Fe2O3,并含少量Al2O3和SiO2,铁质析出物的XRD、IR、SEM和TEM分析表明,氢氧化铁的结晶程度较低,主要结晶相为针铁矿,其次为少量伊利石、蒙脱石和石英。电子显微分析观察到在非晶质氢氧化铁凝胶团和亚微米级微粒聚集体中存在特殊的显微管状和螺旋状针铁矿,显示出明显的生物矿化特征。
摘要:毒砂氧化溶解和释放的砷将对周围水体造成污染。本文用混合流流动反应器研究了毒 砂在温度为15、25、35和45℃的FeCl3酸性地表水作用下的氧化溶解过程。结果显示:在温度为 15~35℃内,毒砂的氧化随FeCl3溶液浓度增加和反应温度升高而加速,而45℃时毒砂的反应速 率反而降低;毒砂在与氧化剂FeCl3酸性溶液(浓度小于1×10-4mol·kg-1)反应时释放到溶液中 的砷为As(Ⅲ),As(Ⅲ)在FeCl3酸性溶液中很快被氧化成As(Ⅴ)。
摘要:研究表明,细菌作用下形成针铁矿、水针铁矿和赤铁矿的过程中,细菌对矿物的作用贯穿于溶解吸附、络合、转换、结晶成核的全过程。细菌对矿物的作用具专属性。细菌作用不仅使原来矿物产生溶解、形成新矿物,生物化学显微环境的差异也可导致生成矿物的不同。同时细菌作用对矿物晶体结构、表面性质也产生影响。
摘要:天然矿物是自然演变的产物,在其形成和变化的整个过程中,不同时间和空间尺度上的环境变化都会在矿物中留下烙印,使得矿物成为环境演变信息的载体。本文对黄土、河流、湖泊、海洋、大气等自然环境体中的天然矿物所标识的环境演变规律进行了系统的概括,揭示了矿物的外部微形貌、内部微结构、化学组成、化学性质、物理性质、谱学特征、成因及其共生组合等方面特征与环境演变的关系,显示出矿物标识环境演变的信息载体作用。
摘要:选择中国的黄土-古土壤序列的超磁细菌作为研究对象,以透射电镜、扫描电镜、生化实验和有机地球化学方法先后研究了从黄土地区陕西段家坡、甘肃西峰以及陕西洛川富集的趋磁细菌,结果表明,虽然趋磁细菌在黄土和古土壤层的形态有所差异,但它们均由细胞膜、细胞质和沿长轴排列的磁小体与气泡组成,在适宜的条件下它能生长出较多的磁小体。磁小体由氧化铁组成,并可从体内排出,使环境中部分Fe^2 转变为Fe^3 ,促使地层磁化率增高,尤其在古土壤层段,中国黄土剖面中趋磁细菌的产量是地表温度、湿度、pH、铁含量的函数,与湖沼中的趋磁菌相比,它在菌体形态、磁小体的数量与排列方式上有很大差距,因而中国西北黄土地区的趋磁细菌是典型的生态物种。
摘要:化学组成、微量元素、X-射线粉末衍射、红外吸收光谱、扫描电镜分析等研究,显示合肥市各个取样点大气颗粒物组成基本稳定,矿物组成为:伊利石、石膏、绿泥石、石英、长石、方解石、白云石、无定型非晶质物,具有异常的钙、钴、铜、铅、锌含量,主要为微米粒级颗粒,综合分析结果揭示合肥地区大气颗粒物主要源于水泥工业和交通造成的污染,部分来源于地面扬尘和工业窑炉。大气降尘中较多石膏(大于10%)的存在,说明大气SO2污染比较严重。
摘要:利用天然沸石、膨润土作载体制备的TiO2 /矿物复合体光催化材料 ,在阳光照射下对有机染料罗丹明 -B具分解脱色性能。实验证实未经高温处理的样品光催化性能优于经高温处理的 ,沸石的脱色率 6小时达 10 0 %,膨润土的脱色率达 94 %。晶相分析和热分析证实锐钛矿在有沸石、膨润土存在的水相体系中可直接在矿物表面生成 ,结合牢固 ,同时引起矿物结构的调整。
摘要:采用阳离子交换法制备矿物锌肥.蒙脱石和蛭石对Zn2+的等温吸附线呈双"S"型,而沸石对Zn2+的等温吸附线则呈"Langmuir"型.3种矿物对Zn2+的吸附容量大小顺序为蒙脱石>蛭石>沸石.盆栽试验结果显示,施用锌肥后,两造玉米幼苗的生物产量都高于CK(未施用锌肥),在第一造中蛭石锌的增产量最高,而第二造中蒙脱石锌的增产量最高.运用粉晶X射线衍射、红外光谱、差热及热重分析等技术对矿物及矿物锌肥的结构特征进行了研究,结果表明,蛭石锌可作为速效锌肥,而蒙脱石锌则可作为长效缓释锌肥.
摘要:以溴化十六烷基三甲铵为改性剂,对天然钙基膨润土进行有机化改性,系统地研究了改性剂用量以及钠化,热活化和酸活化对有机膨润土吸附苯酚、苯胺、苯、甲苯和二甲苯的影响,并初步探讨了有机膨润土与有机物间的作用机理。实验结果表明,改进剂用量是影响有机膨润土对有机物吸附性能的主要因素;改性剂用量相同时,钠化土的吸附效果明显好于直接改性的6.0%土,而热活化和酸活化对于有机膨润土吸附不同的有机物时影响程度也不同。应用有机膨润土建造垃圾填埋场防渗衬层具有一定的可行性。
摘要:简要概拓了重金属污染物在土壤、水、沉积物中的存在形式,并重点介绍了利用层状硅酸盐矿物和粘土矿物治理重金属污染的原理、可行性及应用现状。另外,还提出了一种新的思路-利用层状硅酸盐在风化过程中的结构变化治理重金属污染。
摘要:以沈阳红阳三矿的煤样为研究对象,用氧化亚铁硫杆菌对其进行了生物直接浸出脱硫和生物预处理浮选脱硫的实验研究。结果表明,在煤样含硫(全硫)2.30%的条件下,用细菌浸出20d,可以使煤样的含硫量下降到1.20%,脱硫率达47.83%,当对煤样进行生物预处理浮选脱硫时,氧化亚铁硫杆菌菌液可明显改善脱硫效果,在适宜的菌液用量下,经过3~10min的预处理,可以使脱硫率比不经预处理时提高10%左右。
摘要:采用云母 粘土 碳酸盐三元矿物复合材料制成隔热绝缘抗静压材料,分析了其主要化学成分、矿物组成、电性能、机械性能和使用温度,并确定了合成云母复合材料及薄板的一般程序,在高温和较高压力条件下进行试验,云母复合材料是较好的隔热、绝缘和抗静压材料,可以在烧制人造金刚石制品过程中取代石棉。
摘要:电气石具有永久性的自发电极,电气石微粒的周围存在着以c轴轴面为两极的静电场.在电场作用下,水分子发生电解,形成活性分子 H3O+,吸引水中的杂质、污垢,净化水质;OH- 和水分子结合形成负离子,改善人们的生活环境;电场对带电粒子有吸附作用,可以吸附粉尘,净化空气.电气石还具有高的机械化学稳定性,与沸石、蒙脱石等的吸附作用相比,电气石不具有饱和极限,可持续使用,重复利用率高,在环境领域具有很好的发展前景.
摘要:利用二甲亚砜、丙烯酰胺、硅烷等多种有机改性剂对高岭土进行了有机夹层、吸附改性。经有机改性。高岭石的层面间距d(001)可增大到1.1454nm,并且与丙烯酰胺加热后形成稳定的了聚丙烯酰胺-高岭土有机无机复合材料,与硅烷形成稳定的有机无机复合体。改性后的高岭土与有机物的相溶性大大提高,从而为更好地开发应用高岭土做准备。
摘要:综述了改性膨润在环境修复、环境净化、环境替代功能等环境保护方面的应用研究最新进展,并展望了改性膨润土在环境保护中的应用前景。
摘要:利用天然矿物蛭石的阳离子交换特点,通过离子交换法将Cu^2 植入到蛭石中,制得铜含量高达5.5%(相当于蛭石阳离子交换容量的80%)、具良好抗菌性能的铜型蛭石。经XRD、TEM、AAS分析,结合晶胞参数及晶体化学式的计算,铜型蛭石的XRD特征值更接近于标准的Mg^-蛭石,这与Cu^2 与Mg^2 半径相近,电价相等的特点相符合,Cu^2 部分以水合物的形式存在于蛭石层间,部分进入八面体中以六次配位的形式存在。铜型蛭石的a0和b0值无明显变化而c0值略有减小,这对于Cu^2 的稳定是有利的,上述各特点有利于铜型蛭石抗菌剂的稳定性和持久性。
摘要:高掺量粉煤灰(掺量≥50%)绿色建筑制品的研究开发是目前粉煤灰综合利用的重点开发研究课题。高掺量粉煤灰砖固化技术是高效高值利用粉煤灰的一项新技术,具有显著的经济效益、社会效益和环保效益。本课题组发明的粉煤灰固化技术其粉煤灰掺量达到85%以上,砖强度达到10MPa以上,本文对粉煤灰砖的抗冰性能及其强度的影响因素进行了讨论。
摘要:凹凸棒石矿为稀有的非金属矿种,近年来,在甘肃中、西部第三纪地层中发现了大型凹凸棒石矿,矿石总储量可达2.5亿吨,矿石中碘含量较高,西部凹凸棒石含碘约为0.0418%,中部平均含量约为0.0425%,与智力碘硝石的含碘量(0.04%)相当。伴生碘总资源量可达11.7万吨,其中水溶性碘占80%以上,这是世界上首次发现的含碘凹凸棒石矿。将含碘凹凸棒石作为鸡饲料添加剂可以提高产蛋量,所产蛋含碘22~57mg/kg。
摘要:主要介绍了碳材料在石油废水处理,给排水水质处理、大气治理中的应用。膨胀石墨含有大量孔隙,密度很低,用作吸附材料可以治理石油废水。碳材料可作为生物增殖的载体,分解生物能降解的污染物。用于给排水水质处理,能够提高水质;而经过特殊处理的石墨可以与金属纳米复合,形成金属基石墨层间化合物,改善石墨的抗菌性能。碳材料的比表面积大,可用作气相污染物的吸附脱除材料,在大气污染方面,表现出良好的应用前景。
葛学贵 , 黄少云 , 马广伟 , 陈亦凡 , 靳化才 , 杨密纯
摘要:介绍了水玻璃-乙酸乙酯、植物栲胶化学固沙浆材在柱撑蒙脱石、缺铝型沸石的制备方法及性能,并将柱撑蒙脱石、缺铝型沸石、SAP、生根素等以一定的配比和方式复合在一起,制备成具有保水、保肥、保墒等多项功能的“复合富水营养包”,实验室初步证明,在无水、无肥、昼夜温差较大,不采取任何植保措施的情况下,营养包可使树苗在沙土中度过3个月的成活期。根据两种固沙浆材的特性及营养包的功能,提出一种新的治理沙漠的设想;用化学固沙浆材料在较大范围内固定流沙,为树木生长创造一个相对稳定的环境,然后用营养包保活单株树木,当大量树木构成规模林带、林地后,即可实现地下保水、地表固沙、地上成林三维结合的立体综合治荒目标。
摘要:在对新疆且干布拉克蛭石矿尾矿进行矿物学研究的基础上,进行了高温膨胀实验、结果表明,蛭石尾砂的膨胀倍数因粒度的增大、时间的延长而提高,较为理想的膨胀温度在950~1050℃之间,利用碳酸钙为固硫剂、膨胀土为粘结剂,蛭石尾矿为膨胀添加剂对肥城烟煤进行高温燃煤固硫实验。结果表明,蛭石尾砂能较大幅度地提高肥城烟煤的固硫率,经XRD、SEM和EDX等分析表明,燃煤灰渣的主要固硫物相为硫酸钙,且因燃烧条件、添加剂和燃煤种类的差异而以不同的形态存在。蛭石尾砂对燃煤固硫促进机理可解释为营造型煤内部氧化气氛,抑制新物相硫酸钙的分解。
摘要:分析了贵州工业固体废物的现状、主要特点和发展趋势,探讨了资源化的主要途径和具体措施。
摘要:通过实验确定了生产石膏尾矿墙体材料的配合比及CaO、复合外加剂的最佳掺量,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜以水化产物的种类及结构形态进行了分析研究,并对其物理力学性能做了测试与分析。
摘要:由于层间含有高价态金属阳离子的蒙脱石对特定有机物的吸附能力可大大增强 ,故分别用层间含有Na+ 、Ca2+、Al3+ 和Cr3+ 的蒙脱石对垃圾渗滤液中的有机物进行吸附实验 ,研究它们吸附苯酚、二甲苯和COD的能力及离子形态对吸附效果的影响。结果表明 ,含高价金属阳离子的蒙脱石对苯酚和COD的吸附能力较高 ,吸附能力由小到大的顺序为 :Na
摘要:对湖泊和河流等水体的富营养化及水华的形成机理、临界发生条件、治理等做了简要介绍,针对近年来兴起的生物控制治理水华的技术,结合抗菌技术的研究成果,探讨通过对湖泊水体中的微量元素,特别是抗菌金属元素的调控来治理水华的新技术的可能性。
摘要:一种由多种天然矿物组成的复合材料,可将高氟饮用水的含氟量降至0.1mg/L,Sr增至矿化水水平,其他指标也符合卫生标准,且使用寿命长、成本低、操作简便,是一种新型的环保矿物材料。
摘要:就使用柱层累托石材料对有机废水处理的实验研究进行讨论。采用累托石材料,在用量为15kg/t时,加入用量为4kg/t的还原剂FE,废水中COD去除率达70%;如果再用累托石进行二次吸附,其COD去除率达92%;处理水COD值降为96mg/L,达到GB8978-1996一级排放标准,同时实验了累托石的再生利用效果。
赵 谨 , 鲁安怀 , 姜 浩 , 陈 浩 , 郑德圣 , 侯华丹
摘要:利用重金属离子可在水合金属氧化物和氢氧化物矿物表面产生吸陵作用的原理,进行了天然磁铁矿处理含Hg(Ⅱ)废水的实验研究,结果表明:当温度为25℃,吸附平衡时间为60分钟、试样用量为20g/L,试样粒径为200目以下、pH值为6.40,离子强度为零时,Hg(Ⅱ)初始浓度为1.12mg/L的溶液的吸附率可达98%,使废水中Hg(Ⅱ)的浓度达到国家排放标准。pH值、离子强度、粒径、试样用量、废水浓度、温度、时间均对Hg(Ⅱ)的吸附率有一定的影响,其中pH值的影响最大,Hg(Ⅱ)在天然磁铁矿上的吸附等温曲线不同于Langmuir和Freundlich等温曲线,而是表现为台阶段,符合分级离子/配位子交换等温曲线。
郑德圣 , 鲁安怀 , 秦 善 , 姜 浩 , 郑喜珅 , 赵 谨
摘要:利用粉碎分级的天然锰钾矿去除水溶液中Hg^2 的实验研究表明:反应平衡时间约为20小时;pH值对其吸附率影响很大,在中性(氯化物在偏碱性)条件下吸附率较高;溶液中阳离子的存在会产生竞争吸附而降低对Hg^2 的吸附量,2价金属离子较1价金属离子对Hg^2 竞争干扰明显;溶液中Cl^-的存在能明显降低对Hg^2 的吸附量。对等温吸附曲线的回归分析得出在浓度为5~350mg/L段能很好地符合Langmuir单吸附位吸附曲线,并计算出在该实验条件下其最大理论吸附量为27.6mg/g。解吸实验结果表明,在无其他电解质参与的条件下解吸量较少,受多种电解质干扰时其解吸率不超过20%。
摘要:对蒙脱石进行化学改性后生成的硫代蒙脱石热稳定性好,并且对金属离子Pb^2 、Hg^2 有很好的吸附性能,是一种处理污水中有害金属离子有效的矿物材料。
摘要:用固相反应法和sol-gel法合成了不同类型的磷灰石(AP),并采用TEM、XRD、IR、BET比表面积法及静、动态吸附等方法研究了不同AP的比表面积、结晶度、晶胞参数、结晶尺寸、晶格缺陷度、Ca/P摩尔比和煅烧温度等与吸氟能力的关系,结果表明:结晶度高、晶粒大的AP有较小的吸氟量,属表面单分子层化学络合吸附机理;酸活化的AP有较大的吸氟量,属溶解-沉淀与沉淀物表面纳米尺寸效应吸附的复合去氟机理;具纳米尺寸的HAP在常温、常压、无二次污染、小于11mg/L的低含氟浓度废水中且不酸化情况下有较大吸氟量,属纳米尺寸效应吸附机理。
摘要:在pH=4,t=23℃和微量浓度条件下,不改变离子浓度,通过增加吸附液体积进而增加体系中重金属离子含量的方法进行了蒙脱石、伊利石、高岭石对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cr3+等重金属离子吸附容量的实验研究,结果表明,3种矿物吸附容量大小顺序为:蒙脱石>伊利石>高岭石,与其阳离子交换容量密切相关。Cu-蒙脱石和Cr-蒙脱石的X射线衍射结果表明,Cu2+、Cr3+通过离子交换作用进入了蒙脱石的层间。同一矿物对不同重金属离子也有不同的吸附容量:蒙脱石Cr3+>Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+;高岭石Cr3+>Pb2+>Zn2+>Cu2+>Cd2+;伊利石Cr3+>Zn2+>Cd2+>Cu2+>Pb2+。
摘要:对影响膨润土吸附重金属离子Zn^2 的因素进行的初步研究表明:在一定条件下,提高吸附温度,提高溶液的pH值,增加溶液中Zn^2 初始浓度,增加吸附作用时间,提高搅拌速度和减小膨润土的粒度都能不同程度地提高吸附量。同时讨论了吸附机理。
摘要:对羟基磷灰石(Hap)固定水溶性Cd2+的影响因素进行了较为系统的实验研究。实验表 明:去除率与Cd2+初始浓度呈负相关,在Cd2+初始浓度<10 mg/L时,与作用时间、pH值、Hap 用量呈正相关,温度对去除率的影响较小。通过正交实验确定了最佳吸附条件:Hap用量为5 g/L,pH值为6,作用时间5 min。
摘要:羟基磷灰石吸附剂对铬黄废水中Pb^2 吸附的间歇实验结果表明:当每吨废水中吸附剂用量为200~400g时,常温搅拌60min后,在弱酸性或中性废水中,铅离子质量浓度由2.74mg/L降至0.5mg/L以下,完全符合GB8978-1996工业废水排放标准1.0mg/L。