三相萃取法处理油田含油污泥研究

在室内常规实验条件下研究了通过三相萃取处理含油污泥的方法。在萃取剂-污泥体系中加入1.5-2.0倍萃取剂体积的高矿化度采油污水,可以有效防止乳化,顺利实现油、水、固相分离。在30℃用汽油萃取含油32.70%、干基55.93%的胜东污泥和含油9.95%、干基79.35%的孤东污油时,萃取相饱和含油量分别为萃取剂质量的16.32%和12.03%,污油在萃取剂和污泥间的分配比分别为1.04和3.47;在30℃和40℃用煤油萃取时,饱和含油量和分配比都较低。在30℃用汽油逆流三相萃取胜东和孤东污泥,萃取剂、污泥干基质量比(相比)分别为3.787和0.890,萃取级数分别为三级和二级,测得污泥中剩油含油量分别为0.839%和0.801%。每次萃取的萃取剂损失率以体积计为5%。导出了表达污泥初始和剩余含油量、萃取级数、相比、分配比之间关系的公式。按公式计算的剩余含油量与实验测定结果之间的偏差分别为7.27%和1.00%。图4表3参14。

哈萨克斯坦东部水体氢、氧同位素和水化学特征

哈萨克斯坦是中亚干旱-半干旱地区最大的内陆国家,东部以阿尔泰山、天山与我国相隔,区内河流众多,是该国水资源的主要来源地,额尔齐斯河、伊犁河是中哈两国重要的跨境河流。通过对哈萨克斯坦东部不同区域河水和湖水的主要离子、氢、氧同位素分析,初步研究了该区域的水化学和同位素空间分布特征及其对地表水循环的指示意义。结果表明:哈萨克斯坦东部河水离子组成以HCO_3-Ca为主,局部有HCO_3-Na水型分布。湖水以SO_4-Na为主,有少量HCO_3-Ca和SO_4-Ca型水。研究区内水体Ca^(2+)、Na^+、SO_4^(2-)均表现出南北低中间高的空间特征。河水氢、氧同位素变化范围分别为-123.46‰^-71.22‰和-16.09‰^-10.21‰,湖水氢、氧同位素变化范围分别为-97.82‰^-9.20‰和-12.74‰~2.44‰。额尔齐斯河河水与周围补给水体的氢、氧同位素差异显著,表明其主要来源于上游补给。河水和湖水氢、氧同位素关系式分别为δD=7.546×δ^(18)O+3.507和δD=5.737×δ^(18)O-24.14,且河水氢、氧同位素与经、纬度显著相关,反映了明显的内陆效应,而湖水氢、氧同位素的变化则主要反映了水体的蒸发程度,水体氢、氧同位素变化敏感地示踪了该区域水体的来源与循环特征。

^137Cs示踪法研究太湖流域土壤侵蚀分布与总量

利用137Cs示踪法研究了太湖流域不同地貌和土地利用类型的土壤侵蚀速率分布,初步估算了太湖流域的土壤侵蚀总量。结果表明,土地利用类型相同时,丘陵山坡中点的土壤侵蚀速率与整个坡面的平均值相近;太湖流域山坡中上部以自然坡地为主,土壤侵蚀速率仅为186.6t/km2.a;山坡下部以茶园种植为主,土壤侵蚀速率为3898.5t/km2.a。平原区水田的侵蚀速率与其到山脚的距离正相关,随距离的增大由堆积转变为侵蚀并逐渐增大,山脚水田堆积量和湖岸水田侵蚀量分别为2585.9和6325.7t/km2.a,平均侵蚀速率约为1869.9t/km2.a。太湖流域土壤侵蚀总量约为3446.7×104t,流域土壤侵蚀导致的输入太湖的泥沙量年均约为34.5×104t,与实际监测结果基本一致,说明土壤侵蚀是太湖泥沙输入的主要来源。本研究结果初步证明了利用137Cs示踪法研究太湖流域土壤侵蚀与湖泊沉积通量定量关系的可行性。

蒙新高原湖泊水质状况及变化特征

蒙新高原位于干旱/半干旱气候区,区内湖泊众多,但多为盐湖和咸水湖.近年来,由于湖泊咸化、萎缩甚至干涸的过程加快,区内多数湖泊水资源严重短缺,湖泊及其流域的生态环境遭遇巨大破坏.本文选取蒙新地区11个淡水和微咸水湖泊,通过对不同区域和不同类型的湖泊水质状况分析和对比研究,揭示蒙新地区湖泊水质现状及其变化特征与原因.结果表明,新疆地区湖泊类型多样,湖水阴、阳离子涵盖了各种水化学类型,而内蒙湖泊均为钠组-氯化物型.不同湖泊间湖水离子浓度和矿化度差异较大,湖水交换是蒙新地区湖泊水体矿化度的主要影响因素;与1988年相比,哈纳斯湖、阜康天池和赛里木湖等山地湖泊矿化度无明显变化或呈下降趋势,反映了区域气候变化特征;柴窝堡湖和红碱淖湖水矿化度快速升高,而达里诺尔水体矿化度增幅较小,其差异反映了修筑水库、地下水开采等人类活动在湖泊水环境变化中的不同作用.近50年来,乌伦古湖、博斯腾湖、吉力湖和乌梁素海水体矿化度波动升高,尤其近年来矿化度升高趋势加快,反映了流域内工农业等人类活动增强而导致入湖污染物增加以及气候干旱引起湖水浓缩两个方面所产生的叠加效应.

近50年来抚仙湖重金属污染的沉积记录

文章以抚仙湖污染严重的北部和基本未受人类活动影响的中部为研究对象,分别采集了沉积岩芯FB和FZ,通过对岩芯的137Cs测年和重金属元素(Cu,Ni,Ti,Cr,V,Pb,Cd和Zn)的含量分析,研究了湖泊重金属来源和污染历史,并利用地质累积指数法评价了湖泊重金属污染程度。结果表明:抚仙湖北部的平均沉积速率约为2.0～2.8mm/a;20世纪80年代以前,湖泊北部和中部的重金属元素(Cu,Ni,Ti,V,Pb,Cd,Zn)以自然来源为主;80年代以后,抚仙湖受到人类活动的影响,但湖泊中部Cu,Ni,Ti,V,Pb,Zn以及湖泊北部Cu,Ni,Ti,V仍以自然来源为主;湖泊北部Pb和Zn地质累积指数值小于1,属无污染到中度污染;北部Cd地质累积指数为3～4,达强度污染;中部Cd地质累积指数为2～3,属中强度污染;且Pb,Zn和Cd污染程度有加速增大的趋势。

塔吉克斯坦水体同位素和水化学特征及成因

2011年9～10月采集了中亚干旱半干旱地区塔吉克斯坦不同区域的河水、泉水和湖水,通过不同水体样品水化学指标、氢氧同位素分析,初步研究了该区域水化学类型和同位素空间分布特征,并探讨了其形成原因和环境意义。研究结果表明:塔吉克斯坦河水和泉水的主要水化学类型为Ca-HCO3-型,水体离子主要来源于方解石和白云石风化,局部地区受蒸发岩风化和硅酸盐风化的影响,偶见Ca-SO24-和Na-HCO3-型水体分布。湖泊多分布在东部山区,受多年干旱蒸发影响,水化学类型为Mg-SO24-和Na-Cl-型,以微咸水和咸水湖为主。研究区内河水和泉水氢氧同位素变化范围分别为-129.38×10-3～-65.19×10-3和-17.06×10-3～-9.33×10-3,空间上从东向西逐渐富集。受水体来源的区域差异影响,东部和西部河水水体氢氧同位素关系式存在明显不同。反映了东部地区河水以冰川补给为主,西部地区以降水补给为主,而湖水氢氧同位素的变化主要反映了水体蒸发程度。

外源对太湖河口沉积物有机质贡献的同位素示踪

分析了太湖流域不同土地利用类型土壤、河口表层沉积物及主要生物的有机碳含量和同位素分布特征,并利用端元混合法求取了陆源输入对湖泊沉积物有机质的贡献及分布。研究结果表明,流域表层土壤有机质δ13C受植物群落的δ13C值影响,不同植被类型的土壤有机质δ13C值存在差异。茶园、菜地、林地和农田δ13Corg平均值分别为-25.4‰、-25.8‰、-27.1‰和-28.1‰,其中茶园有机碳同位素值最高。河口表层沉积物有机碳同位素变化范围为-27.5‰～-25.1‰,平均值为-25.7‰。河口近岸区域表层沉积物δ13Corg偏低,且以河口为轴心向湖心逐渐增大,呈扇形条状分布,其分布主要受低δ13C值的陆源有机质输入影响。利用端元混合法求得近河口表层沉积物中陆源有机质贡献高达70%～80%,随着离岸距离的增加,陆源有机质贡献量逐渐减少。

长江中下游不同营养水平湖泊水体环境变化特征及机制

选择长江中下游49个湖泊进行不同季节的水体溶解无机氮(DIN)、总氮(TN)、总磷(TP),溶解性无机磷(DIP)以及叶绿素a(Chla)等环境参数分析,开展不同营养水平湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:DIN、TN/TP随TP的变化规律反映了不同营养水平和季节下地球化学作用的影响;氨氮(NH4-N)、TP、DIP、Chla尤其是NH4-N的季节性变化规律与营养水平关系密切;TP<0.05 mg/L时,NH4-N随总磷升高的趋势夏季大于其他季节,TN/TP与硝态氮(NO3-N)、TN相关性好,营养源组成和氨化作用是主要影响因素;0.05 mg/L<TP<0.1 mg/L时,各季节NH4-N随总磷升高的趋势基本相同,TN/TP与亚硝态氮(NO2-N)、NO3-N、TN相关好,水生植物利用、氨化和反硝化作用是主要影响因素。TP>0.1 mg/L,冬季NH4-N随总磷升高的趋势明显大于其他季节,TN/TP在冬季和春季与TN、NO3-N相关性好,夏季和秋季与TP相关性好,其主要原因在于夏季和秋季水生植物对DIN的利用量、反硝化作用和湖泊内源释放的显著增强。

淡水氨氮和硝态氮氮同位素分析方法

这是一种基于连续流同位素质谱分析法测定水体氨氮和硝态氮氮同位素的预处理方法。该方法先利用阴阳离子树脂交换法对水体氨氮和硝态氮进行浓缩，然后凯氏定氮法将氨氮和硝态氮转化为氨气，用过量稀硫酸接收。接收液加入氢氧化钡去除过量的硫酸根，滤液冷冻干燥后获得纯净的硫酸铵固体，可满足连续流同位素质谱仪分析的进样要求，从而减少了氮同位素分析所需的氮量。实验结果表明，离子交换法对氨氮和硝态氮的吸附和洗脱效率均高于95．1％，洗脱液的转化效率高于95．0％，不会产生明显的同位素分馏。不同类型（雨水、河水、湖水和井水）、不同浓度（O．035～11．047mg／L）的氨氮和硝态氮水样的氮同住素分析结果表明，该方法具有较好的可靠性。

中国湖泊现状及面临的重大问题与保护策略

我国湖泊数量多、类型全、分布广,湖泊的形成演化不仅受流域自然环境因素及变化的影响,而且还深受人类活动的干扰,呈现出不同的区域演变特征和生态环境问题.近几十年来,我国湖泊数量、面积和分布都发生了较为显著的变化,并面临着湖泊萎缩与调蓄能力减少、水质下降与富营养化加重、生物多样性减少与生态退化、河湖水力和生态联系阻隔以及湖岸线和环湖地带过度开发等问题,引发一系列生态与环境后果,严重影响流域居民日常生活和经济的可持续发展.本文通过大量湖泊野外考察和调查,查清了我国面积大于1km2湖泊的数量、面积和分布状况,结合历史湖泊调查和相关研究资料,系统分析了近几十年我国湖泊面临的重大生态环境问题及区域特征,提出了我国湖泊保护的策略.

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-、SO2-4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。

长江中下游湖泊水体氧同位素组成

通过长江中下游45个湖泊不同季节水体δ18O分析,对湖泊水体演化过程进行了研究。结果表明,湖泊水体δ18O主要反映了湖泊水源变化及湖泊水体与长江洪水期/枯水期交替演变的特征关系。受江湖关系随季节变化影响,处于长江中下游中段安徽省境内的巢湖、石塘湖等湖泊各季节水体δ18O都相对较高,处于上段和下段的鄱阳湖群和太湖湖群湖泊水体δ18O相对较低。因此,长江中下游上段和下段湖泊水体交换受长江影响较大,中段较小。对不同季节湖泊水体δ18O比较分析表明,长江对湖泊水体的影响主要在夏季,秋、冬季节湖泊水体稳定。黄盖湖、大冶湖等湖泊夏、秋两季水体δ18O大幅度变化与长江的水位波动直接有关,在长江洪水期,湖泊与长江相连;在长江枯水期,湖泊与长江分离。玄武湖水体δ18O的大变幅是人为换水造成的。

新疆博斯腾湖水质水量及其演化特征分析

于2008年8月对博斯腾湖进行了系统的水质和水量监测,并结合近50 a来气候水文资料,进行了博斯腾湖演化过程和阶段特征分析。结果表明,目前湖泊最大水深为13.9 m,湖泊面积928 km^2,蓄水量52.65×108m^3,湖水体矿化度平均1.48 g/L。近50 a来,博斯腾湖水质水量经历了3个明显的不同时期。1966年以前,湖泊处于1 048 m以上的高水位,矿化度低,湖泊受人类活动影响弱。第二个时期为1966-1996年,湖泊水位低,矿化度高,其中1987年湖泊水位处于历史低值而矿化度为最高。随后,湖泊水位明显上升、矿化度下降,湖泊扩展水体淡化。第三个时期为1996-2005年,湖泊水位处于历史高值段,矿化度有所下降但不明显。期间,人类活动对湖泊的影响显著,除流域农业用水影响外,城市和工业用水的影响也明显增加。最近几年,湖泊水位快速下降,并于2007年出现历史的低水位,湖泊矿化度也呈现升高趋势,鱼类种群和产量受人类强烈干预。另外,流域社会经济发展带来的城市化和工业化,也导致湖泊污染和富营养化,引起水质进一步恶化,湖泊面临新的生态环境压力。

人类活动对太湖水环境影响的稳定氮同位素示踪

人类活动对湖泊环境变化的影响是目前全球变化研究的热点之一.识别水体中人为氮源的贡献对于研究人类活动对湖泊环境变化的影响十分重要.稳定氮同位素组成(δ15N)是水环境中人为氮源的有效示踪剂.太湖是我国典型的大型浅水富营养湖泊,位于人口稠密、经济发达的长江三角洲地区,是研究人类活动对水环境影响的理想对象.太湖水体δ15N值的空间分异规律大致反映了不同湖区人类活动影响水环境的方式,上游宜兴小流域及河口主要受农业活动影响,胥口湾和东太湖则主要是水产养殖的贡献,梅梁湾受城市生活污水影响较大.而且水体δ15N值的水平反映了人类活动的影响从南部湖区到北部湖区逐渐加强的趋势,表现为南部河口—东太湖—梅梁湾不同水体从草型水体到藻型水体δ15N值增加的趋势.另外,夏季(6月)太湖水体δ15N值的变化响应于初级生产力的变化,体现了生物作用的影响.在蓝藻水华暴发时期,利用水体δ15N值识别人为氮源的结果可能会受到生物过程的干扰.

氧化塘去除高含盐采油废水挥发酚的动力学研究

胜利油田现河采油厂采油废水矿化度高达14.0~16.8g/L,含COD160~240mg/L,BOD115~155mg/L,挥发酚0.76~1.98mg/L,温度变化范围5~32℃。在直径0.8m、高0.8m,底部铺垫2~3cm厚桩西氧化塘底泥的模拟反应器中,在4℃、15℃、25℃、32℃测定了现河采油废水中挥发酚浓度Cw随时间t(0~120h)的变化。实验结果表明,在15℃以上经150h氧化塘处理,现河采油废水中挥发酚浓度可达到二级排放标准。对所得实验数据进行曲线拟合,求得挥发酚的兼性厌氧生物降解符合一级反应动力学规律,得到的Cw^t指数关系方程的R值在0.979~0.994之间,R0.05在0.602~0.811范围。在4~25℃范围降解反应速率常数K的温度系数θ=1.056,在25~32℃范围K基本不变。图5表3参8。

蒙新高原湖泊高等水生植物和大型底栖无脊椎动物调查

2008年7月和9月调查了我国蒙新高原12个湖泊的高等水生植物和大型底栖无脊椎动物,除阜康天池外皆采集到了水生植物和底栖动物.水生植物共有8科12种,优势种为芦苇和蓖齿眼子菜.底栖动物共鉴定出4门8纲26科64种(属),优势类群为摇蚊和水丝蚓.乌梁素海的水生植物和底栖动物种类最丰富,分别为9种和35种(属).乌梁素海和哈素海全湖都有水生植物分布,但其它湖泊仅分布在个别湖湾.不同湖泊间的底栖动物群落相似性很低.将蒙新地区湖泊湖区分为敞水区、沿岸带水生植物区和强劲湖流区.底栖动物在沿岸带水生植物区的多样性比敞水区高,优势集中性比敞水区低,而强劲湖流区无底栖动物.沿岸带水生植物区不同类型生境中的底栖动物群落相似性分析表明沉水植物密布、风生湖流微弱生境中的底栖动物最丰富,风生湖流强劲生境中无底栖动物.总体上,蒙新高原湖泊水生植物和底栖动物群落相似性较低,要保护湖泊生物多样性,建议对每个湖泊进行适当保护,重点保护风生湖流较弱的沉水植物区.

内蒙古河套地区陈普海子湖泊沉积物粒度特征及其环境意义

对河套地区陈普海子湖泊及其流域不同类型表层沉积物的粒度特征进行了分析,并结合放射性同位素210Pb测年,探讨了湖泊的沉积演变过程。通过主成分分析,对沉积物剖面粒度不同粒级组分含量进行了研究,分析了湖泊沉积物的物质来源,得到两个主控因子F1和F2,它们控制了湖泊沉积物近98.68%的粒度变化特征。研究表明,F1代表了以6.18μm为众数粒径的次总体,主要受流水作用控制;而F2为以42.75μm为众数粒径的次总体,主要来源于地表风沙作用。通过粒径-标准偏差方法,提取了湖泊沉积物中不同时期的环境敏感粒度组分,结果表明：在1996AD之前,流水作用所携带的细颗粒（〈14.1μm）决定了沉积物的粒级特征,在1960—1985AD期间表现出风沙活动强烈;1996AD以来,由于人类开展了大规模的沙荒土地开垦,流沙活动强烈,流域风沙活动所携带的粗颗粒（14.1~224.35μm）控制了沉积物的粒度组成。

新型内构件内循环三相流化床流体力学和氧传质特性的研究

对一种导流筒内置静态混合元件的改进型内循环三相流化床 (MITFB)的流体力学和氧传质特性进行了试验研究。结果表明 :相对于普通流化床 (CITFB) ,MITFB上升区气体含率增大 1 8— 3 7倍 ,体积氧转移系数KLa和氧转移效率EA 值平均增大 72 5 % ;而液体循环流量则减小了 2 5 6 %— 37 0 %。上升区气含率和液体循环流速可分别用Fan公式和Chisti公式预测 。

河套平原表层土壤元素含量与空间分布特征

文中分析了河套平原不同表层土壤的元素含量,并运用统计学方法探讨了河套平原表层土壤元素的组成和空间变化。结果表明:河套地区土壤Al、Fe等元素与Na、Sr化学活动性元素的特征差异较大;而重金属元素Cu、Mn、Pb、Zn等元素存在异常,变异系数较大,明显受人类活动的影响,可作为人类工业活动的指标。表层土壤元素的空间变异特征表明,Ca、Mg等稳定元素存在明显的空间相关性,反映了土壤母质对元素含量影响较大;P元素的理论模型为线性,与河套地区大面积农田使用磷肥过量有关;重金属元素为中等强度的空间相关性,表明受到工农业生产等小尺度因素的影响。河套平原地区重金属元素空间分布总体呈现北部和南部地区较高,且北高南低,东西向变化不明显的特征,这与当地的工业开矿、城市化发展以及工农业的生产等人类活动密切相关。

吉尔吉斯斯坦表土元素组合及分布特征

通过对吉尔吉斯斯坦境内40个不同采样环境下采集的表土中元素含量的分析,结合系统聚类(HCA)、降趋势对应分析(DCA)等方法,研究了吉尔吉斯坦境内不同采样环境下表土中元素的组合差异及其控制因素。结果表明:(1)大部分路边采集的表土、农田采集的表土和河边采集表土在聚类分析中各自组成独立的类别,显示出具有不同于其它采样环境下表土的元素组合特征。(2)由于Ca、Mg、Sr在表生地球化学上具有一定共性,这些活动性元素容易发生相对明显的迁移或富集,DCA分析显示其与Al、Fe等稳定性元素的相对含量存在反相关,Ca、Sr、Mg等含量高低直接影响了Al等稳定元素的相对含量。P、Pb、Zn、Cu与Al、Fe、Ti等稳定元素含量受不同的影响因素控制。在上述基础之上,结合不同采样环境下表土中元素含量的对比分析,路边采集的表土中Pb、Zn、Cu元素富集显著,而农田采集的表土中P和Cu元素明显富集,反映了P、Pb、Zn、Cu元素已经受到了人为因素的影响,导致在DCA分析中具有不同于Al、Fe等稳定元素的显著特征。