华北隐伏型煤矿区地下水化学及其控制因素分析——以宿县矿区主要突水含水层为例

采用宿县矿区主要突水含水层四含、煤系、太灰地下水样常规离子(K^++Na^+,Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^-,SO_4^(2-),HCO_3^-,CO_3^(2-))、pH值、TDS等数据,利用离子组合比和主成分分析方法探讨了水化学成分的形成机制,进一步通过研究主成分荷载得分与水化学类型的空间分布规律,分析了矿区地下水水化学形成及其控制因素。研究结果表明:宿县矿区主要突水含水层水化学数据差异是不同地下水化学成分形成作用的综合反映,其中煤系以阳离子交替吸附或脱硫酸作用最为显著,而四含、太灰以黄铁矿氧化或碳酸盐、硫酸盐溶解作用最为显著。宿县矿区采矿活动与地质背景条件不同程度地影响了主要突水含水层水化学成分形成作用与水化学类型的空间分布,其中四含主要受采矿活动控制,煤系主要受断裂(层)控制,太灰主要受采矿活动、断裂(层)与褶皱控制。

采动影响下矿区地下水主要水-岩作用与水化学演化规律

煤矿开采势必破坏天然水化学环境,然而矿区多类含水层地下水系统水化学研究尚未从时空角度分析采动影响下水化学演化的本质。以临涣矿区为研究示范,基于历年常规水化学数据开展主成分分析,揭示采动影响下水化学演化过程中的水-岩作用机制。其中,第1主成分代表碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用,第2主成分代表阳离子交替吸附及脱硫酸作用。采动影响下矿区主要突水含水层地下水碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用均逐渐减弱,减弱区域不尽相同;然而,阳离子交替吸附及脱硫酸作用的变化规律不明显。研究成果为矿井突水水源识别和水资源保护与利用提供理论依据。

水稻Qb-SNARE蛋白OsNPSN11多克隆抗体制备、鉴定与应用

在真核生物细胞囊泡运输过程中的膜融合主要是由SNARE蛋白介导的,OsNPSN11是从水稻中克隆的Qb-SNARE家族基因,文章将OsNPSN11构建到原核表达载体pET-30a中与6个His标签融合,重组质粒pET-OsNPSN11转化BL21(DE3)0.5mmol/L IPTG诱导4h后获得了高效表达。用镍离子亲和树脂(Ni2+-NTA His Bind Resin)纯化融合蛋白,以纯化后的蛋白为抗原免疫新西兰家兔制备多克隆抗体,Western blotting结果显示,该抗体能特异识别在原核系统表达的抗原,以及水稻不同组织质膜组分中的OsNPSN11,可用于转基因水稻中目标蛋白的表达分析。

宿县矿区主要突水含水层水文地球化学模拟

为定量地揭示矿区水文地球化学环境演化的本质,更为深入探讨水文地球化学环境演化与人类工程活动和地质背景之间的联系及其联系程度,采用宿县矿区主要突水含水层(四含、煤系、太灰)地下水样的常规离子(K^++Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-、SO_4^(2-)、HCO_3^-、CO_3^(2-))、pH值以及总溶解固体(TDS)数据,确立了地下水流路径以及其中的矿物相。在此基础上,利用PHREEQC软件建立了水文地球化学模拟模型,对矿区地下水流路径中的水文地球化学演化进行了定量模拟。研究结果表明:矿区四含水力联系密切,黄铁矿氧化与阳离子交替吸附是其水文地球化学演化的主要水-岩相互作用;矿区煤系地下水总体径流条件差,黄铁矿氧化与阳离子交替吸附作用趋于稳定;矿区中东部太灰水动力条件较好,碳酸盐溶解沉淀是水文地球化学演化的主要水-岩相互作用,西部水力联系不畅,阳离子交替吸附作用与黄铁矿氧化作用是水文地球化学演化的主要水-岩相互作用。研究成果有望为华北隐伏型煤矿区矿井水害防治及地下水资源开发利用提供理论支持。

挖填工程影响下黄土丘陵沟壑区地下水数值模拟研究

文章以延安市新城北区一期工程为典型研究区,利用FEFLOW软件建立无硬化无导水、硬化无导水、硬化导水3种工况的数值模型。经过50a模拟,对比分析3种工况的地下水分布、埋深、变幅及地下水位动态变化,分析挖填工程影响下的地下水流时空分布及其稳定机制。研究结果表明:原始地形是控制地下水流场的主要因素,导水盲沟起着辅助作用;填土硬化能减小地表水入渗与黄土湿陷的面积,导水盲沟使上游和开挖区地下水及早稳定,填土硬化和导水盲沟措施使开挖区和上游水位下降4~10m,填土区水位上升4~8m;在模拟前期,次盲沟疏排效率比主盲沟疏排效率更高,主盲沟主要起到汇集地下水的作用,在40a模拟期后,主盲沟将承担主要疏排水工作。研究成果可为黄土丘陵沟壑区型城市"削山填谷"过程中的地质灾害防治提供理论依据。

植物光信号转导

植物的生长发育受到多种环境因素的影响,而光信号是其中最重要的环境信号之一。从植物的种子萌发开始到完成整个生命周期,光参与调控其中几乎每一个生长和生理发育过程。植物自身进化了一整套复杂而精细的光信号转导系统,以应对自然界中时刻变化的光环境。经过30多年的研究,植物光生物学家确定了光受体-E3泛素化连接酶复合体-转录因子为主要调控途径的光信号转导体系。这一信号转导网络控制了植物体内将近1/3基因的表达,从而在分子层面上确保植物的正常生长发育。

宿县-临涣矿区深部含水层水循环稀土元素示踪

为了凸显稀土元素在示踪深部地下水系统水循环中的应用基础意义,以宿县-临涣矿区深部开采主要突水含水层四含、煤系、太灰与奥灰为研究示范,选取深部主要突水含水层地下水样品稀土元素地球化学参数(LREE/HREE,(La/Yb)_N,δEu,δCe,(La/Sm)_N,(Gd/Yb)_N,Eu/Sm)与常规离子(K^++Na^+,Ca^(2+),Mg^(2+),SO_4^(2-),Cl^-,HCO_3^-,CO_3^(2-))作为分析变量,开展主成分分析的对比研究,阐明了深部地下水稀土元素地球化学参数的控制因子与稀土元素分异的水文地球化学机制。从而基于矿区地质与水文地质条件概化,在矿区主要突水含水层地下水稀土元素分布与分异研究的基础上,提出了补给水源分别从近水平、近垂直与混合三种渗流路径补充相应主要突水含水层的深部地下水循环模式。研究成果为矿区深部水害防治和深部水资源保护与利用提供理论依据。