优势植物对电解锰渣中Mn迁移的影响

本研究对一电解锰渣堆场两种植物(五节芒、一年蓬)定植条件下的植株Mn含量、电解锰渣全Mn含量、电解锰渣有效态Mn含量和渗透水中Mn含量进行测定,计算富集系数,探讨植物定植对电解锰渣中Mn迁移的影响。结果表明,五节芒植株内Mn含量37.62 mg/kg,一年蓬植株内Mn含量98.30 mg/kg。五节芒定植后,电解锰渣有效态Mn含量下降了48.25%,一年蓬定植使电解锰渣有效态Mn含量下降了37.19%。此外,与对照相比,五节芒定植使渗透水中的Mn含量下降了65.64%~80.66%,一年蓬定植使渗透水中Mn含量下降了12.87%~19.48%。综上,两种植物定植均能减少电解锰渣中Mn向水体迁移,其中五节芒的阻控效果优于一年蓬,具有治理电解锰渣堆场Mn污染的潜力。

Mn在铁素体Fe-25%Cr合金中的迁移行为研究

铁素体合金是目前广泛应用于固体氧化物燃料电池(SOFCs)的连接体材料。掺杂Mn的Fe-Cr合金连接体会在服役过程中形成两层氧化膜,即Cr_(2)O_(3)和(Cr,Mn)_(3)O_(4),可有效避免其高温抗氧化性不足以及Cr挥发会毒化阴极等问题。而Mn原子在Fe-Cr合金体系中的迁移对(Cr,Mn)_(3)O_(4)的形成至关重要,但其微观机理尚不明晰。利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Mn在铁素体Fe-Cr合金表面的迁移过程,以及由内部向表面的跃迁过程。分别构建并优化了Fe-25%Cr合金的晶体模型和合金(110)表面模型,计算了Mn在(110)表面的稳定吸附位和势能面分布,并确定了Mn在表面的迁移路径。进一步结合弹性带方法计算了各种迁移路径对应的迁移势垒。结果表明,Mn原子在表面迁移路径的势垒低于0.191 eV,以及由体内向表面跃迁路径的势垒低于4.480 eV。在此基础上计算了不同迁移路径的扩散系数随温度的变化关系,可知Mn更易沿表面迁移。从微观尺度上揭示了Mn原子在铁素体Fe-Cr合金内部向表面跃迁及在表面迁移的迁移机制,确定了Mn原子由晶体内部向表面的跃迁是影响Mn扩散的决定性因素,为铁素体Fe-Cr合金在SOFCs连接体上的应用提供了理论支持。

植被自然恢复对煤矸石堆场Fe/Mn淋溶迁移的影响及其作用效果

[目的]探讨植被自然恢复下植被类型对煤矸石堆场Fe,Mn淋溶迁移的影响及其作用效果,为煤矿区煤矸石堆场的生态环境治理及生态修复提供科学依据。[方法]通过对贵州省中部废弃煤矿区不同植被条件下煤矸石堆场地表径流进行采样分析,同时通过移植煤矸石堆场上生长的马尾松、光皮桦和类芦进行盆栽试验以及采集基质渗透水样品。[结果]马尾松、光皮桦及类芦生长的煤矸石基质渗透水和煤矸石堆场地表径流水中Fe,Mn含量均显著地低于无植物生长的煤矸石,煤矸石堆场植被自然恢复后地表径流水中Fe,Mn含量下降率分别达45.27%~85.60%,60.17%~90.13%,植被作用效果的大小顺序为:马尾松幼林>阔叶树幼林>类芦草丛。同时,马尾松幼林、阔叶树幼林、类芦草丛煤矸石堆场地表径流水中泥沙含量分别比无植被裸露的煤矸石堆场平均减少了40.18%,30.67%,27.91%。煤矸石中矿物颗粒态Fe,Mn的迁移量也出现明显的降低。[结论]植被自然恢复能显著地减少煤矸石堆场Fe,Mn向水体的迁移及改善废弃煤矿区地表水环境质量。植物生长,特别是马尾松生长对减少煤矸石中Fe向水体迁移产生的环境效应大于Mn。