不同粒径生物炭和活性氧化铝吸附含氟模拟废水实验研究

沱河芦岭段部分水样中氟含量超过《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中I~III类标准限值(1.0 mg/L)。为初步探究吸附法对该天然水域氟的去除效果,本文选用了八种不同粒径的生物炭和活性氧化铝对含氟模拟废水开展了室内吸附实验研究。研究结果表明,在F含量为1.3 mg/L模拟条件下,粒径为1~3 mm活性氧化铝、粒径为4 mm柱状椰壳生物炭和粒径为5~8 mm活性氧化铝三种吸附材料对氟吸附效果相对较好,氟的去除率分别为40.67%、37.41%和36.81%。本模拟实验研究初步筛选出的吸附材料可为开展下一步实际地表水降氟试验奠定基础。

区域注浆影响下煤层底板太原组灰岩水水文地球化学演化规律

淮北煤田下组煤开采,主要威胁水源是煤层底板灰岩水(包括石炭系太原组及奥陶系灰岩水),淹井事故时有发生。针对底板灰岩水害治理,目前多采用地面定向钻高压注浆技术,对煤层底板太原组第3层薄层灰岩(简称“三灰”)进行区域性加固改造,以封堵三灰岩溶裂隙并阻断穿过三灰的垂向导水通道。但大规模高压注浆工程的实施,受注含水层地下水流场会受到干扰,在大量浆液析出水的耦合作用下,地下水化学场必然会受到严重扰动。以淮北煤田桃园煤矿太原组灰岩含水层(简称“太灰水”)为研究对象,基于常量组分监测数据统计、Piper图、离子组合比及饱和指数分析,开展了区域注浆前-注浆期间-注浆结束后(即区域注浆前-中-后“三时段”)太灰水水文地球化学演化规律研究。结果表明:(1)三时段太灰水中Na^(+)+K^(+)、HCO_(3)^(-)、Cl^(−)先减小后增大,Ca2+、SO_(4)^(2-)和pH先增大后减小,Mg2+、TDS则整体减小。注浆治理区域Ca2+、SO_(4)^(2-)相对较高,碱度较大,而Na^(+)+K^(+)、HCO_(3)^(-)含量相对较低。注浆前以SO_(4)·Cl^(−)Na和SO_(4)·Cl^(−)Na·Ca(混合型)为主,区域注浆“中-后”时段,太灰水则以SO_(4)·Cl^(−)Na·Ca和SO_(4)·Cl^(−)Na型居多,混合型水占比增大。(2)注浆期间,太灰水中碳酸盐、硫酸盐溶解作用、脱硫酸作用和阳离子交换作用减弱,方解石、白云石的溶解作用增强,同时浆液析出水的混合影响作用明显。注浆结束后,碳酸盐、硫酸盐溶解作用、脱硫酸作用和阳离子交换作用逐渐增强,方解石、白云石的溶解作用逐渐减弱,浆液析出水的混合影响作用减弱。注浆结束1 a后水化学作用逐渐向注浆前状态恢复,但仍未恢复至注浆前状态,可知区域注浆治理对太灰水化学场扰动影响比较明显。(3)太灰水中白云石、方解石饱和指数较大,多呈现沉淀状态;石膏、岩盐饱和指数较小,多以溶蚀状态存在。三时段太灰水中方解石、白云石和石膏3种矿物饱和指数均呈先增加后降低趋势,其中白云石表现较为明显,而岩盐饱和指数变化不明显。多数矿物饱和指数与pH呈较强的正相关性,而石膏饱和指数则与TDS呈较强正相关性。(4)由于高pH的注浆浆液析出水的混扰,原来离子间平衡被打破,从而导致区域注浆以来太灰水常量指标相关性降低,且注浆结束后比注浆期间相关性更低。

淮北煤田宿临矿区中层水水文地球化学演化特征

为了解淮北煤田中层水化学演化过程,选择淮北煤田较具代表性的宿临矿区为研究基地,以历史监测水质数据为基础,采用离子组合比以及主成分分析等方法,分时段开展中层水水文地球化学时空演化特征分析。研究结果表明,宿临矿区中层水水化学类型主要是HCO_(3)·SO_(4)—Na·Mg型和HCO_(3)—Na·Mg型,短期内无明显变化。离子组合比和主成分分析结果显示,中层水常规离子组分主要受硅酸盐风化作用的影响,也伴有离子交换作用。主成分得分等值线图显示整个研究区中层水浓缩作用和阳离子交替吸附作用较稳定。中层水TDS等值线分析表明西部中层水相对东部而言,水流速度较快,滞留时间长。研究结果为矿区水源地实现科学管理提供一定的参考。

宿州市新汴河重金属污染特征及其生态风险分析

为研究宿州新汴河水环境重金属污染特征及其生态风险,2019年12月至2020年11月期间对新汴河9个样点进行了连续采集分析。在测定六种重金属(As, Cd, Cu, Cr, Pb, Zn)的基础上,分别采用内梅罗综合污染指数和商值法对重金属污染水平及其生态危害风险进行评价。结果表明:新汴河六种重金属总体含量较低,含量依次为As (5.40 ±3.65 μg/L) 】Zn (3.20 ±1.74 μg/L) 】Cu (0.88 ±0.75 μg/L) 】Cr (0.14 ±0.07 μg/L) ≥ Pb (0.10 ±0.08 μg/L) 】Cd (0.03 ±0.03 μg/L)。与《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002) III类水质限值相比,所测重金属含量均未超标,重金属平均污染情况均为安全风险水平;但与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)相比,As超标占比8.3%;风险商值(RQ)计算结果表明:六种重金属RQ由大到小依次为:Cu (0.419 ±0.357) 】As (0.106 ±0.072) 】Zn (0.101 ±0.055) 】Cr (0.061 ±0.033) 】Pb (0.008 ±0.007) 】Cd (0.004 ±0.004),其中Cu、As和Zn的RQ均值为中度生态风险(RQ 】0.1),RQ超过0.1的占比分别为98.1%、43.5%和46.3%。鉴于Cu的RQ在8月达到峰值(0.941),其在夏季的生态风险更应引起重视。

钙源厨余垃圾制备羟基磷灰石的可行性研究

目的为了提高钙源厨余垃圾利用率,改善水热合成法制备羟基磷灰石的工艺条件,更好的满足在水体和土壤污染中的修复应用。方法以典型的钙源厨余垃圾鸡蛋壳作为制备材料,采用水热合成法制备羟基磷灰石。通过正交实验筛选羟基磷灰石制备最佳工艺,并利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、及比表面积检测(BET)对其结构和合成产率进行表征分析,并探讨了羟基磷灰石制备主要影响因素钙磷摩尔比和陈化时间对合成产率的影响。结果鸡蛋壳制备羟基磷灰石的最佳工艺条件为pH值9.5,振荡时间3h,振荡温度70℃,煅烧时间1h;XRD与FTIR分析明确了制备得到的产物为羟基磷灰石,SEM表明羟基磷灰石微观形貌主要为棒状和片状,BET表明羟基磷灰石的比表面积、孔容和孔径分别为12.4m^(2)/g、0.18cm^(3)/g和58.12nm;通过调整钙磷摩尔比可以提升羟基磷灰石的合成产率至70.4%,延长陈化时间可以改善羟基磷灰石表面的晶体形貌和团聚现象。结论鸡蛋壳作为典型的钙源厨余垃圾,可以实现低成本地制备羟基磷灰石,应用到环境污染修复中。