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氡(^(222)Rn)在地下水-地表水相互作用中的应用研究进展 被引量:6
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作者 廖福 罗新 +3 位作者 谢月清 易立新 李海龙 王广才 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期76-87,共12页
地下水地表水相互作用是水资源管理和地表水生态系统保护中重要的一个环节,氡同位素(^(222)Rn)由于其在地下水与地表水中含量差异显著、性质保守、检测难度低,广泛运用于地下水地表水相互作用的研究当中。本文通过总结分析^(222)Rn在不... 地下水地表水相互作用是水资源管理和地表水生态系统保护中重要的一个环节,氡同位素(^(222)Rn)由于其在地下水与地表水中含量差异显著、性质保守、检测难度低,广泛运用于地下水地表水相互作用的研究当中。本文通过总结分析^(222)Rn在不同地表水体(海水、河水、湖水等)中的应用,指出刻画地下水氡浓度的异质性是估算地下水排泄的重点和难点。在估算海底地下水排泄(SGD)时,氡的混合损失项估算不确定、海水氡浓度时空变异性、SGD的多组分特征等可能给估算结果带来较大不确定性;在估算河流地下水排泄时难以确定氡的大气逃逸量;研究人员对氡在示踪地表水补给地下水方面的研究程度相对不足。本文从科学研究和实际生产方面,对^(222)Rn的研究应用提出以下潜在方向:(1)降低地下水氡空间变异性对估算地下水排泄量的影响;(2)针对不同水体、不同水文条件,准确刻画氡的大气逃逸量;(3)拓展^(222)Rn示踪能够解决的科学问题;(4)将氡质量平衡模型计算与不确定分析相结合,实现软件化。 展开更多
关键词 氡(^(222)Rn) 地下水地表水相互作用 地下水排泄
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化隆—循化盆地不同类型含水层组高氟地下水的分布及形成过程 被引量:12
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作者 邢世平 郭华明 +3 位作者 吴萍 胡学达 赵振 袁有靖 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期115-128,共14页
天然成因的高氟地下水是世界范围内备受关注的环境问题和饮用水安全问题。前人对高氟地下水的形成过程已开展了大量研究,但是对于高原盆地复杂水文地质条件下不同类型含水层组(第四系松散层含水层、基岩裂隙或岩溶含水层以及新生代古近... 天然成因的高氟地下水是世界范围内备受关注的环境问题和饮用水安全问题。前人对高氟地下水的形成过程已开展了大量研究,但是对于高原盆地复杂水文地质条件下不同类型含水层组(第四系松散层含水层、基岩裂隙或岩溶含水层以及新生代古近纪以来的碎屑岩含水层)高氟地下水的分布和形成过程尚不明确。本文以化隆—循化盆地为研究区,通过采集、测试研究区内的各类地下水样品,分析研究区内不同类型含水层中地下水的化学特征及同位素特征。结果表明,高氟地下水(1.00~7.73 mg/L)主要分布在沿黄河的河谷区域和巴燕低山丘陵区域的泉水和潜水中以及深部的承压水中,在垂向上高氟地下水无明显分布规律。接受黄河水入渗补给的河谷潜水中氟离子浓度较低,补给黄河的河谷潜水中氟离子浓度较高。贫钙富钠的弱碱性苏打型水有利于地下水中氟的富集。泉水和潜水中氟主要来源于萤石的溶解,而承压水中氟除了来源于萤石外,还来源于其他含氟矿物。对于潜水和第四系松散层泉水,蒸发浓缩作用促进了地下水中氟的富集。另外,阴离子竞争吸附作用、阳离子交换吸附作用是泉水(第四系松散层泉水和基岩裂隙泉水)和潜水中氟元素富集的主要原因,而承压水中氟离子浓度受竞争吸附作用影响较大,阳离子交换吸附作用影响较小。研究成果可为化隆—循化盆地低氟地下水的勘查和开发提供科学依据。 展开更多
关键词 地下水 高原盆地 水化学特征 水-岩相互作用
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生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂的制备及去除地下水中铅和铜 被引量:9
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作者 杨梦楠 孙晗 +4 位作者 曹海龙 贾增华 冯政远 郑丽君 陈男 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期563-575,共13页
壳聚糖作为天然多糖有机物,具有对环境友好的特性,其含有的大量含氮官能团可吸附水中的金属离子。但壳聚糖类吸附剂在酸性条件下适应性差,实际使用过程中需要调节pH值,因此增加了运行成本。本文选用农林废弃物花生壳(CC)和玉米芯(PS)制... 壳聚糖作为天然多糖有机物,具有对环境友好的特性,其含有的大量含氮官能团可吸附水中的金属离子。但壳聚糖类吸附剂在酸性条件下适应性差,实际使用过程中需要调节pH值,因此增加了运行成本。本文选用农林废弃物花生壳(CC)和玉米芯(PS)制备生物炭,与壳聚糖进行结合,并引入磁性因子Fe3O4,制备了花生壳生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(PSC)和玉米芯生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(CCC),并研究这两种吸附剂对水中Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附性能,同时利用实际含多种金属离子的地下水对所制备的材料进行实验,以评估其实际应用潜能。比表面积仪(BET)分析表征显示,CCC相比PSC的比表面积和平均孔径更大,两种吸附剂在pH 4~7范围内均表现出稳定的吸附性能。循环5个周期后,两种吸附剂仍对Pb^(2+)和Cu^(2+)的去除率保持在85%以上,表现出良好的循环利用性能。CCC对Pb^(2+)和Cu^(2+)的最大吸附容量分别为169.10mg/g和18.69mg/g,均大于PSC的最大吸附容量。同时,CCC可有效去除含重金属地下水中的多种金属离子。在处理实际含Pb^(2+)和Cu^(2+)的废水时可优先选择CCC材料作为吸附剂。吸附动力学实验结果表明,两种材料对Pb^(2+)的吸附以物理吸附为主,对Cu^(2+)的吸附以化学吸附为主。pH值影响实验和X射线光电子能谱(XPS)表征结果说明两种材料主要通过静电吸引和含氮官能团与金属离子的螯合作用去除Pb^(2+)和Cu^(2+)。本文使用农林废弃物制备生物炭降低了成本,引入的磁性因子方便了脱附过程,生物炭-壳聚糖磁性复合材料的制备方法有效地改善了壳聚糖类材料在酸性条件下的适应性,所制备的材料是一种去除地下水中Pb^(2+)和Cu^(2+)污染的有效潜在吸附剂。 展开更多
关键词 生物炭 壳聚糖 吸附 含氮官能团 X射线光电子能谱
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钒系催化剂在环境保护中的应用研究进展 被引量:8
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作者 李家欣 张宝刚 +2 位作者 高玥琪 施春红 闫政 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期179-189,共11页
钒是典型的氧化还原敏感金属,具有优异的催化性能,在现代工业中广泛用作催化剂。该文综述了钒系催化剂在环境保护中的应用,主要是通过促进氧化或还原反应,以增强污染物的去除。在水处理中,钒系催化剂主要用作光催化剂,通过光催化过程处... 钒是典型的氧化还原敏感金属,具有优异的催化性能,在现代工业中广泛用作催化剂。该文综述了钒系催化剂在环境保护中的应用,主要是通过促进氧化或还原反应,以增强污染物的去除。在水处理中,钒系催化剂主要用作光催化剂,通过光催化过程处理染料废水、重金属污染水体、药物和抗生素废水;在大气治理中,主要用作化学催化剂,在大气脱硝、脱硫、CO2还原和二噁英降解等方面发挥作用。最后展望了钒系催化剂的研究重点、发展趋势与应用前景。 展开更多
关键词 催化剂 环境保护 应用
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微生物合成金属纳米材料及环境应用研究进展 被引量:2
5
作者 石嘉鑫 张宝刚 +1 位作者 王微 吕清 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期141-147,共7页
金属纳米材料因结合不同金属的特性以及纳米材料本身的优势而被备受关注,在环境领域应用日趋广泛。微生物合成法具有成本低、污染小、条件温和等优点。文章综述了微生物法合成不同类型金属纳米材料的研究进展,并总结了其在环境领域的应... 金属纳米材料因结合不同金属的特性以及纳米材料本身的优势而被备受关注,在环境领域应用日趋广泛。微生物合成法具有成本低、污染小、条件温和等优点。文章综述了微生物法合成不同类型金属纳米材料的研究进展,并总结了其在环境领域的应用状况。该法不仅能对废水中难回收的金属进行资源化利用,有效处理含重金属废水,其合成的金属纳米材料还可以用于环境污染物的去除与监测。最后展望了微生物合成金属纳米材料方面的发展趋势与其在环境领域的应用前景。 展开更多
关键词 生物合成 金属纳米材料 微生物 环境修复 重金属
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电化学传感器检测不同水环境中砷(Ⅲ)的研究进展 被引量:1
6
作者 刘瑶 薛强 +3 位作者 王荣 畅春文 刘泽宇 何林 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期99-108,共10页
砷是一种有毒类金属元素,广泛存在于自然界中,在天然水中,砷主要以无机形式存在。As(Ⅴ)和As(Ⅲ)是最常见的离子,但As(Ⅲ)具有高毒性,长期暴露于As(Ⅲ)含量超标的环境中,会导致人体出现皮肤角质化、皮肤癌等慢性砷中毒症状。因此,开发... 砷是一种有毒类金属元素,广泛存在于自然界中,在天然水中,砷主要以无机形式存在。As(Ⅴ)和As(Ⅲ)是最常见的离子,但As(Ⅲ)具有高毒性,长期暴露于As(Ⅲ)含量超标的环境中,会导致人体出现皮肤角质化、皮肤癌等慢性砷中毒症状。因此,开发快速、有效的检测水环境中As(Ⅲ)的方法十分重要。与传统检测方法相比,电化学传感器具有灵敏度高、检出限低、选择性好、易于原位监测等优点。该综述总结了电化学传感器检测水环境中As(Ⅲ)的最新发展和趋势,并且讨论了电极的改性方法和材料。与此同时,也更加关注电化学传感器在不同水环境中检测As(Ⅲ)的实际应用,提出了现存的问题和未来的挑战,以为今后开发水环境As(Ⅲ)电化学传感器提供新的思路。 展开更多
关键词 电化学 传感器 水环境 检测
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珠江源区南、北盘江丰水期水化学组成特征及来源分析 被引量:32
7
作者 吴起鑫 韩贵琳 +1 位作者 李富山 唐杨 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1289-1296,共8页
为了解珠江上游高侵蚀地区流域水环境现状,于2014年7月采集了珠江源区的北盘江和南盘江河水样品进行分析.结果表明,南、北盘江丰水期河水p H值在7.4—8.4之间,为弱碱性;TDS平均含量为307 mg·L-1,高于珠江、长江干流.Ca2+和Mg2+是... 为了解珠江上游高侵蚀地区流域水环境现状,于2014年7月采集了珠江源区的北盘江和南盘江河水样品进行分析.结果表明,南、北盘江丰水期河水p H值在7.4—8.4之间,为弱碱性;TDS平均含量为307 mg·L-1,高于珠江、长江干流.Ca2+和Mg2+是主要的阳离子,含量分别为61.64、10.98 mg·L-1,HCO-3是最主要的阴离子,含量范围在71.86—222.89 mg·L-1之间.离子组成分析和相关性分析表明,研究区河水离子主要受碳酸盐岩风化控制,存在部分玄武岩、砂岩的影响,硫酸参与了流域碳酸盐岩的风化,农业活动也有部分贡献.SO2-4和NO-3相关性分析表明,北盘江SO2-4和NO-3应该主要来源于煤炭及煤炭工业,而南盘江则受到更强烈的城镇和化工废水的影响.Cl-/Na+与SO2-4/Na+、NO-3/Na+相关性表明,Cl-与NO-3有共同的来源,受农业活动影响明显.南盘江流域管理要侧重城镇工业废水、农业面源污染治理,而北盘江流域除了城镇、工业废水外,还需要特别加强对流域内煤炭企业的的监管. 展开更多
关键词 水化学 化学风化 人为影响 南盘江 北盘江.
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基于文献计量学分析水文地球化学研究进展及趋势 被引量:30
8
作者 王广才 王焰新 +1 位作者 刘菲 郭华明 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期25-36,共12页
水文地球化学研究在可持续发展中起到重要作用,然而目前对该领域的阶段性总结分析研究还较少。本文使用文献计量学可视化分析方法,以1982年1月1日到2021年11月17日被Web of Science收录的有关水文地球化学的检索信息为基础,使用CiteSpac... 水文地球化学研究在可持续发展中起到重要作用,然而目前对该领域的阶段性总结分析研究还较少。本文使用文献计量学可视化分析方法,以1982年1月1日到2021年11月17日被Web of Science收录的有关水文地球化学的检索信息为基础,使用CiteSpace和VOSviewer等软件对水文地球化学研究现状和趋势进行分析。结果表明,水文地球化学论文发文量与被引量整体呈现上升趋势,2010年以后发文数量是2010年以前发文数量的两倍,水文地球化学研究仍然具有较大的发展空间。其中,中国积极参与水文地球化学领域的研究,近几年的发文量增长幅度高于美国、德国、加拿大等发达国家,这与中国国家自然科学基金会的资助以及各个科研机构的研究分不开。通过关键词分析,1982年至2021年水文地球化学研究的主题为:地下水质量与人体健康、同位素的研究与应用、元素的迁移转化和微生物作用以及地下水-地表水水文地球化学过程。文献计量工具方法与“水岩相互作用国际学术会议”统计共同表明:不同空间尺度和环境下的水岩相互作用、同位素技术的开发与应用、生物地球化学以及地下水质量是未来水文地球化学领域的主要研究趋势。 展开更多
关键词 文献计量学 CITESPACE VOSviewer 水文地球化学 水岩相互作用
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微生物燃料电池技术治理重金属污染的研究进展 被引量:5
9
作者 李云龙 张宝刚 +1 位作者 程铭 周顺桂 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期254-258,共5页
随着工业的快速发展,重金属污染日益严重,传统重金属污染治理技术存在成本高、容易产生二次污染等问题。微生物燃料电池作为新兴的污染治理技术,可在处理污染物的同时回收能量,引起研究者的广泛关注。文章从阴极同步还原、阳极协同去除... 随着工业的快速发展,重金属污染日益严重,传统重金属污染治理技术存在成本高、容易产生二次污染等问题。微生物燃料电池作为新兴的污染治理技术,可在处理污染物的同时回收能量,引起研究者的广泛关注。文章从阴极同步还原、阳极协同去除及与其他工艺结合等方面,综述了微生物燃料电池去除重金属离子的研究进展,并且分析评价了微生物燃料电池在治理重金属污染方面的优势,即不仅可以有效去除重金属离子,还可以回收有价金属,并进一步展望了微生物燃料电池在重金属污染防治与资源回收及与其他工艺结合方面的发展前景。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 重金属 产电 废水处理
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微生物燃料电池处理印染废水与同步产电研究进展 被引量:2
10
作者 杨盟 张宝刚 +1 位作者 王志俊 施春红 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期11-14,22,共5页
从微生物燃料电池单独及与其他工艺结合等方面,综述了微生物燃料电池同步处理印染废水与产电性能的研究进展,并分析评价了该技术的优势,即在有效脱色并降解复杂污染物的同时可回收电能,当与其他工艺结合时,效果更加。最后展望了微生物... 从微生物燃料电池单独及与其他工艺结合等方面,综述了微生物燃料电池同步处理印染废水与产电性能的研究进展,并分析评价了该技术的优势,即在有效脱色并降解复杂污染物的同时可回收电能,当与其他工艺结合时,效果更加。最后展望了微生物燃料电池在印染废水处理中的应用前景。 展开更多
关键词 微生物染料电池 印染废水 脱色 产能
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微生物脱盐池性能提升及应用的研究进展 被引量:2
11
作者 曹学龙 张宝刚 +2 位作者 王志俊 周顺桂 施春红 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期7-10,16,共5页
微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴的生物电化学系统,它通过阴阳离子交换膜的使用,可以实现盐分的高效去除,从咸水中得到淡水,同时去除有机物,而且无需额外的能量输入,具有广阔的应用前景。在详细介绍微生物脱盐池... 微生物脱盐池是在微生物燃料电池的基础上发展而来的新兴的生物电化学系统,它通过阴阳离子交换膜的使用,可以实现盐分的高效去除,从咸水中得到淡水,同时去除有机物,而且无需额外的能量输入,具有广阔的应用前景。在详细介绍微生物脱盐池工作原理的基础上,对影响其性能的主要因素如电池结构、电极材料及操作条件进行了总结,并对已有的改进措施如结构优化、使用离子交换树脂、阴阳极液循环进行了评述,同时介绍了微生物脱盐池在重金属污染防治、二氧化碳固定封存方面的应用情况及前景。 展开更多
关键词 微生物燃料电池 微生物脱盐池 脱盐 重金属
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砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究 被引量:7
12
作者 崔迪 杨冰 +2 位作者 郭华明 连国玺 孙娟 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期217-226,共10页
地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在1... 地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在12 h以内达到平衡,铀初始浓度越高,砂岩的铀吸附容量越大;砂岩对铀的吸附为吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。溶液pH值和共存HCO_(3)^(-)浓度会对铀的吸附作用产生强烈的影响:pH值在7左右时,铀的吸附量最高;HCO_(3)^(-)浓度越高,铀的吸附量越低。这些影响是通过改变溶液中铀的络合形态和砂岩矿物表面的电荷性质实现的。柱实验表明,pH值、铀浓度、流速和HCO_(3)^(-)浓度是影响铀在饱和砂岩含水介质中迁移的重要因素。pH值≤7时,pH值越高,砂岩柱越不易被铀穿透;而铀浓度、流速、HCO_(3)^(-)浓度越高,砂岩柱越易被铀穿透。两点非平衡模型可以很好地拟合不同条件下铀在砂岩柱中的迁移过程。批实验获得的分配系数是柱实验的1.1~6.6倍。通过对比实验条件、含水层特性和地下水化学特征,确定分配系数为48.1 mL/g时,较适合描述研究区内砂岩含水层中的铀迁移。上述认识为地浸铀矿山地下水铀的反应运移过程和天然自净化机理提供了理论依据。 展开更多
关键词 地下水 吸附 柱实验 两点模型 分配系数
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硫改性纳米零价铁活化过硫酸钠降解菲的工艺研究 被引量:1
13
作者 陈昌照 赵楠 +1 位作者 凌昊 鞠峰 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期123-129,共7页
土壤与地下水环境中的多环芳烃(PAHs)污染治理已成为世界范围内亟待解决的重要环境问题。针对化学降解过程中铁基活化材料降解效能不足的问题,以菲为代表性的污染物,采用液相还原法制备了纳米零价铁(nZVI)和硫改性纳米零价铁(S-nZVI),... 土壤与地下水环境中的多环芳烃(PAHs)污染治理已成为世界范围内亟待解决的重要环境问题。针对化学降解过程中铁基活化材料降解效能不足的问题,以菲为代表性的污染物,采用液相还原法制备了纳米零价铁(nZVI)和硫改性纳米零价铁(S-nZVI),并通过降解动力学、活化材料表征和氧化剂配比试验优化降解工艺。结果表明:S-nZVI在S/Fe摩尔比为0.28时表现出最好的活性,活化过硫酸钠在90 min时对菲的降解率为88.44%。活化效果由高到低的顺序为S-nZVI>nZVI>Fe^(2+)>不添加活化剂。能谱分析结果表明制备得到最适合的S-nZVI纳米活化材料表面的参考S Fe摩尔比为0.08;在过硫酸盐S-nZVI摩尔比为200的情况下依然可以保持较高的活化降解效能。 展开更多
关键词 硫改性 纳米零价铁 过硫酸钠 化学降解
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冶炼场地钒污染土壤稳定化研究
14
作者 申中俊 路建平 +1 位作者 史新悦 张宝刚 《环境科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第2期16-23,共8页
该研究对四川省攀枝花钒冶炼场地附近钒污染土壤进行了稳定化实验。结果显示:土壤中钒的含量高达1028.56 mg/kg。不同添加量下,11种稳定化剂中3%焦磷酸钾、7%磁黄铁矿和7%电石渣的稳定化效果更好,稳定率分别为29.9%、41.4%和72.7%,且稳... 该研究对四川省攀枝花钒冶炼场地附近钒污染土壤进行了稳定化实验。结果显示:土壤中钒的含量高达1028.56 mg/kg。不同添加量下,11种稳定化剂中3%焦磷酸钾、7%磁黄铁矿和7%电石渣的稳定化效果更好,稳定率分别为29.9%、41.4%和72.7%,且稳定化效果随着稳定化时间而提高。稳定化前后的钒形态及土壤性质的分析结果显示土壤中钒的稳定性得到提高。作者进行了复配实验,并使用Design-Expert得到了5.0%焦磷酸钾、2.7%磁黄铁矿和4.7%电石渣的最优配比,稳定率实测值提高到了85.9%。 展开更多
关键词 土壤修复 稳定化 稳定化剂
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