铀矿开采及铀污染地下水修复技术研究进展

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作者 蒙萍 李江 +2 位作者 李琪航 刘亚洁 孙占学 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第10期39-52,共14页

在全球应对气候变化的“双碳”战略框架下,核能作为清洁低碳、安全高效的能源形式发挥着不可替代的作用。铀资源的地质赋存特征直接影响其开发模式与经济价值,受开采方式及溶浸剂差异影响,铀矿开采中地浸采铀易引发多重环境问题,特别是... 在全球应对气候变化的“双碳”战略框架下,核能作为清洁低碳、安全高效的能源形式发挥着不可替代的作用。铀资源的地质赋存特征直接影响其开发模式与经济价值,受开采方式及溶浸剂差异影响,铀矿开采中地浸采铀易引发多重环境问题,特别是矿区地下水污染。系统论述了铀矿开采的一般方式及地浸采铀对矿区地下水的影响,重点剖析了铀污染地下水修复技术研究进展,包括可渗透反应墙(PRB)、化学修复、物理修复及微生物修复。对现有修复技术的修复原理、应用场景、影响因素和优缺点等进行了详细对比分析,剖析了各种修复技术存在的关键问题,并针对性地展望了铀污染地下水修复领域未来的研究方向,以期为铀污染地下水治理提供理论支撑和参考,助力核能产业的绿色可持续发展。 展开更多

关键词 铀矿 地浸采铀 地下水污染 地下水修复 微生物修复

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不同来源SRB菌株在铀矿山污染地下水中脱硫及固铀效果差异性研究

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作者 陈宏亮 彭洪娇 +2 位作者 刘亚洁 余小霞 孙占学 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第5期154-162,共9页

酸法地浸停采铀矿山地下水污染已成为一个亟待解决的环境问题。研究了不同来源的硫酸盐还原菌(SRB)在铀矿山污染地下水中脱硫固铀效果的差异性。选取4株来源不同的SRB菌株,包括A3m-21ZLL、A1SXC21Q、C31YC21D和GnLF21,开展在不同铀浓度... 酸法地浸停采铀矿山地下水污染已成为一个亟待解决的环境问题。研究了不同来源的硫酸盐还原菌(SRB)在铀矿山污染地下水中脱硫固铀效果的差异性。选取4株来源不同的SRB菌株,包括A3m-21ZLL、A1SXC21Q、C31YC21D和GnLF21,开展在不同铀浓度梯度地下水中的试验,系统比较其硫酸盐还原能力和铀去除效果。结果表明,菌株来源显著影响其脱硫及固铀性能。铀矿周围废弃农田土壤样品中富集的菌株A1SXC21Q在3~5 mg/L铀浓度下表现最佳,72 h内硫酸根完全去除,铀去除率达100%;酸法地浸停采铀矿山污染地下水中富集的菌株C31YC21D在7~10 mg/L环境中优势显著,72 h铀去除率超过80%。相较而言,铀矿渗浸场尾渣中富集的菌株A3m-21ZLL和填埋场滤沥液中富集的菌株GnLF21去除效率较低,特别是GnLF21在铀浓度较高的环境中脱硫固铀效果最差。本研究有助于为生物修复铀矿山污染地下水的菌株筛选提供依据。 展开更多

关键词 铀矿山污染地下水 硫酸盐还原菌 菌株来源 脱硫固铀性能 差异性

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廉价复合填料耦合异养硝化好氧反硝化菌处理稀土矿山地下水氮污染性能和机理

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作者 吴俊哲 宋勇 +5 位作者 蒋涛 宣铿 吴琳伟 王师齐 钟家乐 高柏 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第5期171-180,210,共11页

硫酸铵浸出工艺提取稀土元素导致稀土矿山地下水氮污染严重超标。针对稀土矿山地下水氨氮浓度高、酸性强以及重金属离子丰富等特点,采用玉米芯、陶粒和水泥作为复合填料,耦合构建了异养硝化-好氧反硝化(HNAD)高效脱氮反应器。研究了HNA... 硫酸铵浸出工艺提取稀土元素导致稀土矿山地下水氮污染严重超标。针对稀土矿山地下水氨氮浓度高、酸性强以及重金属离子丰富等特点,采用玉米芯、陶粒和水泥作为复合填料,耦合构建了异养硝化-好氧反硝化(HNAD)高效脱氮反应器。研究了HNAD在复合填料耦合作用下处理稀土矿山地下水的脱氮性能和机理。结果表明,23天内NO_(3)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N的去除率可分别稳定在94.20%和81.22%以上,且反应器可以为脱氮提供碱性环境。FT-IR和CLSM分析表明,在使用玉米芯作为缓释碳源时,复合填料可以为微生物提供良好的附着点,并且能够生成稳定的胞外聚合物(EPS)以促进脱氮。微生物多样性分析结果表明,Thauera和Treponema能够适应稀土矿山地下水环境,为反应器的主要脱氮微生物。本研究为HNAD在稀土矿山地下水中的应用提供了理论依据和技术参考。 展开更多

关键词 稀土矿山地下水 氮污染修复 异养硝化-好氧反硝化 复合填料 菌群结构

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大同盆地地下水硝酸盐分布特征及来源解析 被引量：2

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作者 葛勤 张俊朋 +5 位作者 汪洋 王袆曼 邵政 李翔 刘海燕 李昕妍 《中国环境科学》 北大核心 2025年第2期1004-1015,共12页

利用水化学分析和多同位素联合技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究大同盆地地下水硝酸盐来源及转化过程,借助MixSIAR模型定量解析各污染源的贡献率.结果表明,地下水中NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和N... 利用水化学分析和多同位素联合技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究大同盆地地下水硝酸盐来源及转化过程,借助MixSIAR模型定量解析各污染源的贡献率.结果表明,地下水中NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和NH_(4)^(+)-N平均浓度分别为32.07,0.96,0.61mg/L,以NO_(3)^(-)-N为主,最高浓度达538.61mg/L,超过地下水质量(GB/T 14848-2017)Ⅲ类标准(20mg/L)27倍,超标率达39.13%;垂向上,地下水NO_(3)^(-)-N浓度随井深增加而降低,即浅层地下水(均值34.26mg/L)>中层地下水(22.05mg/L)>深层地下水(13.07mg/L).硝化作用是地下水氮转化的主要机制,反硝化作用不明显.污水粪肥、土壤氮和化学肥料是造成地下水硝酸盐污染的主要原因,其平均贡献率分别为浅层地下水:污水粪肥(33.6%)>土壤氮(33.5%)>化学肥料(21.5%),中层地下水:污水粪肥(43.3%)>土壤氮(34.4%)>化学肥料(18.1%),深层地下水:土壤氮(54.4%)>化学肥料(25.1%)>污水粪肥(18.5%),不确定性分析表明化学肥料和土壤氮的不确定性指数UI90值较高,对硝酸盐污染的贡献率表现出较大的不确定性.研究成果为地下水氮转化和污染来源解析提供参考依据. 展开更多

关键词 地下水 硝酸盐 硝化作用 氮转换 贝叶斯同位素混合模型

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某退役铀矿山地下水中铀空间分布特征及其健康风险评价 被引量：1

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作者 王蓉 成霖 +3 位作者 吴啸宇 高柏 马文洁 宋勇 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第12期129-138,共10页

以南方某退役铀矿山为对象,分别在平、丰、枯水期对铀矿山尾矿库下游地下水进行采样分析,查明地下水中典型放射性核素铀的时空分布特征;探究铀存在形式与地下水环境参数间的相关关系;使用健康风险评价模型对不同人群的致癌风险进行分类... 以南方某退役铀矿山为对象,分别在平、丰、枯水期对铀矿山尾矿库下游地下水进行采样分析,查明地下水中典型放射性核素铀的时空分布特征;探究铀存在形式与地下水环境参数间的相关关系;使用健康风险评价模型对不同人群的致癌风险进行分类评估,为铀矿山退役后的地下水环境质量评估提供依据。研究结果表明:尾矿库下游平水期地下水中铀的平均含量最高,为0.14 mg/L,丰水期和枯水期地下水中铀含量较低,浓度在0.017~0.049 mg/L;地下水中铀的主要存在形式有UO_(2)(CO_(3))_(3)^(4-)、UO_(2)(CO_(3))_(2)^(2-),存在形式受水文地球化学参数pH、Eh以及主成分Cl^(-)、HCO_(3)^(-)影响显著;不同水文期地下水中铀的致癌风险值均未超过规定阈值,对成人和幼儿暂无健康威胁,但仍应加强该区域地下水质量监测,以保障周边环境安全。 展开更多

关键词 铀 地下水 存在形式 水文地球化学参数 健康风险评价 相关性分析

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江西省对流层NO_(2)柱浓度时空分布特征及影响因素分析 被引量：1

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作者 钱悦 周媛 +4 位作者 陈燕玲 邓力琛 刘诚 王欢 钱宏超 《环境化学》 北大核心 2025年第1期243-254,共12页

本文利用臭氧监测仪(OMI)卫星传感器反演江西省对流层NO_(2)柱浓度与地面观测站点监测的NO_(2)质量浓度进行相关性分析,发现卫星反演的NO_(2)柱浓度与地面NO_(2)质量浓度呈显著的正相关,能够反映地面真实的NO_(2)污染状况.再结合全省气... 本文利用臭氧监测仪(OMI)卫星传感器反演江西省对流层NO_(2)柱浓度与地面观测站点监测的NO_(2)质量浓度进行相关性分析,发现卫星反演的NO_(2)柱浓度与地面NO_(2)质量浓度呈显著的正相关,能够反映地面真实的NO_(2)污染状况.再结合全省气象数据和NO_(x)排放量、社会经济等统计数据,通过线性拟合、相关性分析、趋势分析等方法分析研究2005-2023年江西省对流层NO_(2)柱浓度空间分布和变化特征及其影响因素.结果表明,2005-2023年江西省对流层NO_(2)柱浓度高值区主要分布在九江-南昌-新余一带,低值区主要位于赣南地区.江西省对流层NO_(2)柱浓度季节变化特征明显,其中冬季NO_(2)污染区域和浓度最大,其次是秋季和春季,夏季最小.江西省对流层NO_(2)柱浓度呈现较为明显的两个变化阶段,2005-2012年为增长阶段,年增长趋势率为0.36×10^(15)molec·cm^(−2)·a^(−1);2013年《大气污染防治行动计划》实施后,NO_(2)柱浓度为下降阶段,年下降趋势率为0.09×10^(15)molec·cm^(−2)·a^(−1).从月尺度上分析发现,气温和降雨量与江西省对流层NO_(2)柱浓度呈显著的负相关,说明高温可以抑制NO_(2)柱浓度的升高,而降雨对NO_(2)柱浓度具有削减作用.从年尺度上发现,气象因素在年际变化上对江西省对流层NO_(2)柱浓度影响不显著前提下,江西省生产总值、人口数、煤炭消费总量和石油消费总量逐年增长的同时,对流层NO_(2)柱浓度不升反降,这表明了在国家及地方政府强有力执行相关政策和法规下经济发展和环境保护可以实现良性发展. 展开更多

关键词 NO_(2)柱浓度 江西省 OMI 时空分布特征 影响因素

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电动-化学淋溶联合修复铀污染土壤 被引量：1

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作者 姜方荣 潘进礼 +4 位作者 蒋文波 宋勇 高柏 马文洁 赵崇祯 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2024年第12期99-108,176,共11页

矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境及人体健康构成威胁,亟需对铀污染土壤展开高效修复技术研究。以某铀矿区的放射性污染土壤为研究对象,探究不同淋溶剂类型、淋溶剂浓度、液固比及复合淋溶剂配比去除铀的最佳工艺参数。结果表明:... 矿山周围土壤放射性污染问题对生态环境及人体健康构成威胁,亟需对铀污染土壤展开高效修复技术研究。以某铀矿区的放射性污染土壤为研究对象,探究不同淋溶剂类型、淋溶剂浓度、液固比及复合淋溶剂配比去除铀的最佳工艺参数。结果表明:化学淋溶剂对铀污染土壤中铀的去除性能存在明显的差异,表现为无机酸(48.70%)>有机酸(31.91%)>螯合剂(23.31%)>无机盐(17.26%)。复合淋溶剂及电动化学淋溶法的联合使用可有效提高污染土壤中铀的去除率,其中,在电压30 V、柠檬酸+氯化铁复合浓度0.1 mol/L+7.5 g/L、液固比5 mL/g、温度25℃的最佳条件下,污染土壤中铀的平均去除率达59.75%,较单一化学淋溶提高了13.37个百分点。 展开更多

关键词 铀土壤污染 化学淋溶 电动-淋溶联合修复

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酸性铀污染地下水原位生物修复技术:进展与挑战

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作者 刘亚洁 李江 +2 位作者 王学刚 柯平超 孙占学 《地学前缘》 2026年第1期250-268,共19页

酸性铀污染地下水是全球亟待解决的重大环境问题。原位生物修复因其经济性与可持续性等优势,成为极具潜力的治理策略。本文系统解析酸性铀污染地下水原位生物修复的技术原理、现存问题与发展方向:追溯铀采冶活动引发的酸性污染成因,阐... 酸性铀污染地下水是全球亟待解决的重大环境问题。原位生物修复因其经济性与可持续性等优势,成为极具潜力的治理策略。本文系统解析酸性铀污染地下水原位生物修复的技术原理、现存问题与发展方向:追溯铀采冶活动引发的酸性污染成因,阐释金属还原微生物作用的代谢特征及原位修复技术发展历程,评述生物还原(核心)、生物矿化(稳定固化)、生物吸附(快速截留)和生物累积(资源化潜力)等多元固铀机制;剖析极端酸性环境(pH<4.0)、竞争性电子受体(硝酸盐等)、寡营养环境、微生物群落动态演替及U(IV)产物稳定性等关键制约因素,提出针对性解决策略;未来应以自主适应微生物群落构建、稳定性强化技术(如晶态U(IV)生成调控)与多机制协同融合(生物化学耦合、电子供体智能投送等)的创新研究为方向,以提升复杂酸性系统中修复效能与长效性。 展开更多

关键词 铀污染 酸性地下水 原位生物修复 铀固化机制 挑战

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湘鄂渝黔交接区隐伏型红色岩溶地貌形态成因及其区域分布 被引量：2

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作者 姜伏伟 赖海青 +3 位作者 杨庆坤 陈友智 于宁 杨涛 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期948-956,共9页

红色岩溶为新发现的隐伏型地貌,是埋藏于土下、颜色红艳、形态奇特的岩溶地貌。目前,红色岩溶研究主要集中于定义特征、形成条件、地质成因、演化模式等方面,但其独特的形态的形成机制、塑形过程及隐伏的分布范围尚未深入讨论。文章从... 红色岩溶为新发现的隐伏型地貌,是埋藏于土下、颜色红艳、形态奇特的岩溶地貌。目前,红色岩溶研究主要集中于定义特征、形成条件、地质成因、演化模式等方面,但其独特的形态的形成机制、塑形过程及隐伏的分布范围尚未深入讨论。文章从物质成分差异、节理裂隙切割及差异溶蚀作用三方面分析红色岩溶地貌形态的形成机制,并讨论了塑形的基本过程及关键地质作用。依据红色岩溶地貌发育的判定条件及地层特征,确定了湘鄂渝黔红色岩溶的分布范围。结果表明:(1)岩层中可溶性物质含量差异及层状韵律层是红色岩溶地貌形态塑形的物质条件。它的动力条件是构造节理裂隙切割与岩体差异溶蚀;(2)红色岩溶地貌形态演化经历四个基本阶段,其中节理裂隙切割、岩土界面溶蚀及节理裂隙面溶蚀是塑形的关键地质作用;(3)湘鄂渝黔四省红色岩溶地貌分布总面积达3433.83 km^(2),主要分布于湘北、湘西北、鄂西南、渝东南及黔东北。 展开更多

关键词 红色岩溶 差异溶蚀 隐伏型地貌 凹凸互层

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锰二次资源阳极泥高效提取工艺中碳热还原焙烧热力学分析 被引量：1

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作者 万凌云 周新锋 +8 位作者 张小慧 柯平超 周义朋 万廷勇 徐玲玲 王昊鹏 胡馨文 谢龙飞 高杰 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2025年第1期50-58,65,共10页

针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素... 针对某企业产生的电解金属锰阳极泥,采用碳热还原焙烧—酸浸工艺回收其中的Mn和Pb。首先利用化学分析剖析该阳极泥的化学物相及元素组成,然后采用焙烧条件试验,并借助X射线衍射表征手段以及HSC chemistry热力学分析软件,揭示锰、铅元素在碳热还原焙烧过程中的相变规律,为电解锰阳极泥还原焙烧工艺优化提供理论指导。 展开更多

关键词 电解锰阳极泥 碳热还原 热力学分析 物相转变

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硫酸盐还原菌群的构建及其在酸胁迫条件下的响应 被引量：1

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作者 张艳梅 李江 +2 位作者 袁涛 刘亚洁 孙占学 《化工进展》 北大核心 2025年第4期2338-2351,共14页

环境p H降低会影响硫酸盐还原系统的生化性能,因此提升体系在酸胁迫条件下的耐性受到广泛关注。本研究通过构建高效的硫酸盐还原菌群(SRBs),以接种脱硫弧菌的纯菌体系作为对照组,利用菌群体系开展批式试验,研究了不同pH条件对系统微生... 环境p H降低会影响硫酸盐还原系统的生化性能,因此提升体系在酸胁迫条件下的耐性受到广泛关注。本研究通过构建高效的硫酸盐还原菌群(SRBs),以接种脱硫弧菌的纯菌体系作为对照组,利用菌群体系开展批式试验,研究了不同pH条件对系统微生物生长和硫酸盐还原性能的影响,解析了体系微生物对酸胁迫的生理应答。结果表明,随着pH的降低,纯菌体系的细菌生长和硫酸盐还原反应受到了明显抑制,pH降至5.0后体系细菌存活率不到10%,基本丧失硫酸盐还原功能。相比之下,SRBs体系微生物能够通过提高ATP水解酶(H^(+)-ATPase)活性、产生应激蛋白、调节细胞膜脂肪酸组成及分布等途径提高系统抵御酸胁迫能力,在经过7天的生长适应期后逐步实现SO_(4)^(2-)还原,达到30.90%的SO_(4)^(2-)去除率,表现出一定的耐酸优势。进一步采用高通量测序技术分析SRBs体系中微生物群落对pH变化的响应,发现酸胁迫对SRBs体系微生物α多样性的影响并不显著(p>0.05),但改变了系统微生物群落结构组成,其中芽孢杆菌属Bacillus、梭菌属Clostridium等的相对丰度显著升高(分别为26.26%、5.14%),成为了优势菌属。研究结果揭示了弱酸环境中SRBs体系的适应性调控机制,从而为生化系统在低p H条件下的稳定运行提供理论参考。 展开更多

关键词 硫酸盐还原 酸胁迫 菌群 响应

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相山铀矿尾矿区酸性矿山排水和沉积物稀土元素地球化学特征

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作者 张一帆 刘海燕 +4 位作者 董姝 郭华明 王振 孙占学 周仲魁 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期412-429,共18页

酸性矿山排水(AMD)因化学毒性和生态环境危害受到世界广泛关注。本文以相山铀矿尾矿排水及其下游沉积物为研究对象,沿矿山排水排泄方向采集了22个AMD和31个沉积物样品,通过室内室外试验综合分析,探究了AMD和沉积物中稀土元素(REEs)的含... 酸性矿山排水(AMD)因化学毒性和生态环境危害受到世界广泛关注。本文以相山铀矿尾矿排水及其下游沉积物为研究对象,沿矿山排水排泄方向采集了22个AMD和31个沉积物样品,通过室内室外试验综合分析,探究了AMD和沉积物中稀土元素(REEs)的含量和分异特征及其控制因素。研究表明,AMD的pH为3.65~6.24(平均值4.51),水化学类型为单一的SO_(4)^(2-)Ca型水,REEs浓度总量(ΣREEs)为0.41~191.23μg/L(平均值80.32μg/L),pH值与ΣREEs浓度呈负相关关系,是控制REEs浓度的重要因素;PHREEQC模拟显示,水中REEs以SO_(4)^(2-)络合态和自由态为主(>99%);上陆壳(UCC)归一化结果显示,水样呈重稀土元素(HREEs)相对于轻稀土元素(LREEs)富集,Ce负异常。沉积物ΣREEs含量为170.58~1259.18μg/g,随深度增加,ΣREEs含量逐渐递减;浅层沉积物具有与水样相似的HREEs富集归一化模式;尾矿内沉积物HREEs富集程度比下游沉积物更加显著;尾矿库下游沉积物随采样深度的增加,HREEs富集程度逐渐减弱,最后演变成平坦型或LREEs归一化模式。沉积物硫酸(1∶40)酸浸试验结果显示,浸出液REEs归一化模式与酸性排水相似,为HREEs富集。指示在矿山酸水形成过程中,HREEs优先于LREEs进入水体中,浅层沉积物继承了矿山酸水REEs含量特性。但是,REEs由表层往深部迁移的过程中发生了分异,HREEs相对于LREEs优先迁移,导致沉积物REEs分布模式在垂向上具有明显的演化趋势。本研究成果对铀矿山环境演化及水土污染防治具有重要意义。 展开更多

关键词 酸性矿山排水 稀土元素 异常富集 相山铀矿田 人为活动

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不同降雨历时下采煤塌陷区土壤优先流特征 被引量：3

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作者 郭巧玲 胡骞 +2 位作者 代彬 袁毅哲 彭子康 《水土保持学报》 北大核心 2025年第1期130-140,151,共12页

[目的]为研究采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征,为科学合理地开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。[方法]在神府-东胜煤田采煤塌陷区选取3条同一宽度(3 cm)的裂缝,开展相同降雨强度、不同降雨历时的染色示踪试验。采用Adobe P... [目的]为研究采煤塌陷区裂缝引发的优先流特征,为科学合理地开展矿区水资源管理及生态治理实践工作提供支撑。[方法]在神府-东胜煤田采煤塌陷区选取3条同一宽度(3 cm)的裂缝,开展相同降雨强度、不同降雨历时的染色示踪试验。采用Adobe Photoshop 2020、Image Pro Plus 6.0、SketchUp Pro 2019、Auto CAD 2019等处理软件,分析不同降雨历时下的裂缝优先流特征。[结果]1)神府-东胜采煤塌陷区优先流发生区域的土壤水分体积分数、孔隙度、饱和导水率大于非优先流区域,体积质量和田间持水量小于非优先流区域;2)降雨历时分别为10、20、30 min时,相应的基质流深度分别为5、8、10 cm;优先流发育深度分别为26.4、47.7、44.3 cm。降雨历时越长,基质流和优先流发育越深;3)各试验点染色面积比均随着土层深度增加呈减小趋势,形态上表现为S形状。当降雨历时较短时,染色面积比随着土层深度变化的幅度较小;当降雨历时较长时,染色面积比曲线波动增大。4)总体上,随着土层深度增加,宽染色路径的数量在减少,细小染色路径数量增加,染色路径总数呈先增加后减小趋势。且降雨历时越长,相同深度处土壤染色路径越宽,宽路径数量越多。[结论]研究成果可为煤炭矿区土地复垦和生态治理提供科学依据。 展开更多

关键词 采煤塌陷区 染色示踪 不同降雨历时 优先流 神府-东胜煤田

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庐山温泉降氟提质效果与机理研究

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作者 谢思蕾 张博 +3 位作者 宣铿 李南林 丁燕 高柏 《水处理技术》 CAS 北大核心 2025年第1期53-58,共6页

经济高效降氟并保留有益组分是含氟温泉水提质为安全饮用水亟待解决的难题。以庐山温泉水为研究对象,采用食品级碱式碳酸镁(FGBMC)作为降氟剂,研究碳酸镁吸附温泉水中氟的机理与效果,以及振荡时间、投加量、振荡频率等主控因素对降氟效... 经济高效降氟并保留有益组分是含氟温泉水提质为安全饮用水亟待解决的难题。以庐山温泉水为研究对象,采用食品级碱式碳酸镁(FGBMC)作为降氟剂,研究碳酸镁吸附温泉水中氟的机理与效果,以及振荡时间、投加量、振荡频率等主控因素对降氟效果及水质的影响。结果表明:FGBMC降氟效果显著,安全性高,能有效保留水体的有益组分。最佳方案为FGBMC投加量1.9 g、温泉水30 mL、T=25℃、在100 r/min的振荡条件下振荡60 min、随后静置30 min,F^(-)符合医疗价值浓度(>1.0 mg/L)和饮用天然矿泉水标准(<1.5 mg/L);有益组分H_(2)SiO_(3)、Sr、Li浓度符合饮用天然矿泉水的标准,降氟提质效果良好;FGBMC对F^(-)的吸附过程符合准一级、准二级动力学模型,吸附过程属于物理-化学吸附;表征结果表明,F^(-)与FGBMC表面之间存在离子交换反应和络合反应;模拟结果表明,有益组分F、Li主要以F^(-)、Li^(+)形态存在,Si以SiO_(2)、HSiO_(3)^(-)、NaHSiO_(3)形态为主,Sr以Sr^(2+)、SrCO_(3)、SrSO_(4)形态为主,pH值变化会引起Si、Sr主要形态转化。 展开更多

关键词 食品级碱式碳酸镁 庐山温泉 氟 有益组分 吸附机理 矿泉水

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一步电沉积法制备SnO_(2)/Cu及其电催化还原CO_(2)产甲酸机理研究

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作者 郑飞 朱德圣 +6 位作者 闫喜凤 于洋茜 杨金明 梅一鸣 包万欣 牛彩凤 蒋浩 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第6期173-181,共9页

SnO_(2)是电催化还原CO_(2)产甲酸的高效催化剂,但SnO_(2)电极制备过程复杂,且添加导电剂、黏合剂会降低其催化活性。因此,采用简便的电沉积法制备SnO_(2)/Cu电极,避免了非活性组分的添加,实现了高性能还原CO_(2)产甲酸。CO_(2)还原试... SnO_(2)是电催化还原CO_(2)产甲酸的高效催化剂,但SnO_(2)电极制备过程复杂,且添加导电剂、黏合剂会降低其催化活性。因此,采用简便的电沉积法制备SnO_(2)/Cu电极,避免了非活性组分的添加,实现了高性能还原CO_(2)产甲酸。CO_(2)还原试验结果表明,最优电极在-1.8 V(vs.SCE)电位条件下产甲酸法拉第效率(ηF)高达80.48%,产速为109.96μmol/(h·cm^(2)),且在较宽电位范围内(-1.7~-1.9 V(vs.SCE)产甲酸ηF>72%。其优越的催化活性源于电极表面均匀分布的SnO_(2)纳米片,该材料结构有利于暴露更多活性位点,增大电化学活性面积。同时,该结构还具有较快的电子转移速率,可有效降低CO_(2)还原能垒。研究结果为设计高效、稳定的SnO_(2)电极提供了重要参考。 展开更多

关键词 CO_(2)还原 SnO_(2) 电沉积

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微波强化提取稀土元素研究进展

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作者 闫喜凤 周雪芹 +5 位作者 曾嘉辉 刘超 陈诗俊 欧涛 王旭 应江波 《有色金属(冶炼部分)》 北大核心 2025年第11期116-126,共11页

稀土元素在国防、新能源、人工智能等高科技领域具有不可替代的作用。随着全球对稀土需求的快速增长,传统开采方式面临资源枯竭和环境污染的双重挑战。微波技术凭借其选择性加热、快速加热、强化反应动力学等优势,为稀土资源开发提供了... 稀土元素在国防、新能源、人工智能等高科技领域具有不可替代的作用。随着全球对稀土需求的快速增长,传统开采方式面临资源枯竭和环境污染的双重挑战。微波技术凭借其选择性加热、快速加热、强化反应动力学等优势,为稀土资源开发提供了革新方向。微波通过热效应与非热效应协同作用,显著强化矿物预处理、焙烧及浸出过程:选择性加热诱导矿物内部热应力,生成微裂纹以提升反应界面活性;快速升温降低反应活化能,缩短工艺时间;快速加热溶液,改善固液反应界面特性,强化反应动力学。目前微波技术已应用于氟碳铈矿、离子型稀土矿等稀土矿,以及废荧光粉、粉煤灰、磷石膏等二次资源的稀土提取。然而微波作用机理(如非热效应量化表征)、多技术耦合优化调控及规模化应用仍是当前研究的核心挑战。未来需深化微波机理研究、拓展微波技术协同应用场景,推动微波技术从实验室向工业化跨越,为稀土资源的高效利用提供新质生产力。 展开更多

关键词 稀土元素 稀土矿 二次资源 微波加热 强化提取

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过渡金属活化过硫酸盐去除水中抗生素研究进展 被引量：5

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作者 赵齐灵 余圣品 +5 位作者 李佳乐 孙占学 董一慧 江悦玲 汪翰林 赵希臻 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期156-165,共10页

基于活化过硫酸盐的高级氧化技术能够产生强有效的硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))和羟基自由基(·OH)使水中的抗生素矿化降解。过渡金属活化过硫酸盐因具有环保、高效的优点而表现出良好的活化效果。单一的金属离子,如Ag+、Fe^(2+)... 基于活化过硫酸盐的高级氧化技术能够产生强有效的硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))和羟基自由基(·OH)使水中的抗生素矿化降解。过渡金属活化过硫酸盐因具有环保、高效的优点而表现出良好的活化效果。单一的金属离子,如Ag+、Fe^(2+)、Co^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Ni^(2+)参与循环活化较为困难,因此本文重点讨论了目前多金属氧化物、碳基负载过渡金属、光协同过渡金属活化过硫酸盐去除水中抗生素的研究进展,以期对水中有机污染物的去除提供思路。多金属氧化物在活化过程中其他金属离子可作为电子供体实现变价循环;碳基负载过渡金属通过自由基和非自由基反应降解抗生素,在活化过程中能够减缓金属表面发生电化学氧化和物理团聚,促进电子转移;光协同过渡金属活化促进光生空穴与光生电子的分离,提高活化效果。 展开更多

关键词 过渡金属 过硫酸盐 多金属氧化物 碳基负载过渡金属 光协同过渡金属

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红壤对土霉素的吸附特征及影响因素研究 被引量：1

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作者 李佳乐 周永康 +7 位作者 董一慧 卫承芳 孙占学 王斌 王萌 敖奕博 江悦玲 李烨余 《生态毒理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期143-155,共13页

为了解红壤吸附抗生素的能力以及作用机制,本文采用批量平衡法和超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-MS/MS)测试技术,以典型兽用抗生素土霉素(oxytetracycline,OTC)为目标污染物,江西宜春养猪场区所采集的粉砂质红壤为试验对象,研... 为了解红壤吸附抗生素的能力以及作用机制,本文采用批量平衡法和超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱(UPLC-MS/MS)测试技术,以典型兽用抗生素土霉素(oxytetracycline,OTC)为目标污染物,江西宜春养猪场区所采集的粉砂质红壤为试验对象,研究OTC在红壤中的吸附-解吸特征及影响因素。结果表明,OTC在红壤中的吸附非常快,6 h即可基本达到平衡,准一级动力模型仅能较好地拟合吸附初期1 h的吸附过程,准二级动力模型能非常好地拟合整个吸附过程,解吸过程存在明显的滞后性;Freundlich模型能够更好地拟合试验土壤对OTC的等温吸附过程;OTC在试验土壤上的吸附量与pH呈负相关;共存阳离子中,随着离子强度增加,吸附量均呈逐渐减少的趋势,且阳离子价态越高,离子半径越大,吸附抑制性越强;共存阴离子中,仅HCO-3对吸附存在影响,影响程度与pH相关。该研究证明了土霉素在红壤中残留的可能性非常大,污染持久性强,对土壤环境污染程度高。 展开更多

关键词 红壤 土霉素 吸附 PH 离子

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硫酸镁和硫酸铵浸矿对离子吸附型稀土与重金属的释放与影响机理

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作者 文琪 宋勇 +5 位作者 黄旭娟 蒋涛 刘媛媛 高柏 李思思 吴琳伟 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第11期174-182,共9页

传统的硫酸铵与新型的硫酸镁是目前离子吸附型稀土矿原位浸矿主要的浸矿剂,除了关注稀土的浸取效率,稀土浸取过程中是否会引起伴生重金属的释出而对地下水环境造成影响是值得关注的问题。为此,以江西龙南稀土矿为研究对象,对比研究硫酸... 传统的硫酸铵与新型的硫酸镁是目前离子吸附型稀土矿原位浸矿主要的浸矿剂,除了关注稀土的浸取效率,稀土浸取过程中是否会引起伴生重金属的释出而对地下水环境造成影响是值得关注的问题。为此,以江西龙南稀土矿为研究对象,对比研究硫酸镁和硫酸铵浸矿剂条件下,pH、固液比及浸矿剂浓度对稀土及Pb、Mn、Cd等金属离子释放与变化的影响。结果表明:稀土浸出率和重金属受pH影响较大,其次是固液比和浸矿剂浓度。pH对浸出液中金属释放影响程度从大到小为:Pb>Mn>Cd。根据微观表征,浸出前后稀土矿中的主要矿物相组成未发生明显变化,高岭石、钾长石等矿相表面的Mn、Fe等重金属通过离子交换作用进入浸出液。整体上,硫酸铵较硫酸镁对RE 3+的释放迁移影响更显著,可能加剧重金属离子的释放,造成地下水中重金属的超标。 展开更多

关键词 离子吸附型稀土矿 浸矿剂 地下水 重金属 离子交换

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离子吸附型稀土矿区水体硝酸盐分布、来源及其转化过程:以江西足洞稀土矿为例

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作者 韦春伊 余圣品 +7 位作者 白细民 刘海燕 王振 葛勤 陈功新 周仲魁 孙占学 郭华明 《地学前缘》 2026年第1期121-134,共14页

离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析... 离子吸附型稀土矿开采导致矿区水土环境遭受严重的氮污染,但矿山排水影响下水体中硝酸盐(NO_(3)^(-)-N)的分布、迁移转化过程及污染来源仍缺乏系统研究。以江西赣南足洞离子吸附型稀土矿区下游地表水和地下水为研究对象,结合水化学分析及多同位素技术(δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)),研究了水体中NO_(3)^(-)-N来源及转化过程,并借助MixSIAR模型定量评估了各污染源的贡献率。结果表明,区内水体呈弱酸性、低矿化度特征,地表水以SO 4-Ca型为主,80%地下水为HCO_(3)-Ca型;地表水的总氮(TN)及NO_(3)^(-)-N、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度显著高于地下水,表明其氮污染与采矿活动密切相关。空间上,氮来源与开矿使用高氨氮卤水密切相关,矿山开采活动对地表水氮污染影响显著。土地利用类型分布表明,地表水和地下水氮的来源不同,地表水氮源主要是林地中的矿山排水,而地下水氮主要来源于耕地上的农业活动。δ^(18)O-H_(2)O、δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)同位素组成特征及其分馏系数分析表明,地表水和地下水均以硝化作用为主。利用δ^(15)N-NO_(3)^(-)和δ^(18)O-NO_(3)^(-)及其重建值进行端元分析显示,SW1的NO_(3)^(-)-N主要来源于铵态氮,即采矿活动排出的高NH_(4)^(+)-N水;SW2受到采矿和农业活动的共同影响,其来源包括铵态氮、土壤氮和污水粪肥,GW主要来源于土壤氮和污水粪肥。MixSIAR定量结果表明,矿山排水对靠近开采区的地表水(即SW1)的NO_(3)^(-)-N贡献率平均值超过50%,其中65%~94%NO_(3)^(-)-N来源于矿山排水中原生NO_(3)^(-)-N的直接贡献,而在远离开采区的地表水中(即SW2),矿山排水的NO_(3)^(-)-N贡献值递减至约30%。不确定性分析UI 90显示,大气降水的贡献率最为稳定,矿山排水、粪肥污水和土壤氮的贡献率存在较大的变异性。本研究揭示了离子吸附型稀土矿区硝酸盐污染的形成机制,为矿区氮污染的精准管控提供了科学依据。 展开更多

关键词 稀土矿 氮污染 硝化作用 贝叶斯同位素混合模型 分异富集

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