不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。     

沉积物磷的连续提取法的优化

基于沉积物磷的连续提取法存在沉积物磷回收率低的问题,采用沉积物标准样品(GBW 07333)进行重复提取,从而确定最优的浸提次数.结果表明,二次浸提的总磷(TP)回收率从一次浸提的50.6％～59.4％增加至93.8％～95.1％,二次提取能有效提高沉积物磷的萃取率.并且将最优提取方法应用于向家坝水库采集的实际样品,实验表明仍有较好的提取效果,证明了该方法的可行性和合理性.     

杭州湾南岸滩涂沉积物中HCHs与DDTs污染特征分析

摘 要：目的 了解六六六（hexachlorocyclohexanes,HCHs）与滴滴涕(dichloro diphenyl trichloroethanes,DDTs)在杭州湾南岸滩涂沉积物中的污染现状。方法 于2018年4月，采集杭州湾南岸地区4个采样点不同深度（0~80 cm）滩涂沉积物，利用气相色谱-串联质谱法（gas chromatography tandem mass spectrometry, GC-MS/MS）测定了该区域中HCHs与DDTs的含量，对其分布规律进行分析，使用共识沉积物质量基准法对其生态学风险进行了评估。结果 所有样品中均检出，HCHs与DDTs含量分别为4.20~6.24 μg/kg与3.37~4.73 μg/kg，主要以β-HCH、δ-HCH以及DDE为主，其污染主要来源于历史性工业品，整体污染处于较低水平；20.3%的沉积物样品中DDEs含量以及28.1%的样品DDTs总量介于阈值效应浓度(threshold concentration, TECs) 和可能效应浓度(probable effect concentration, PECs)之间。结论 杭州湾南岸沉积物中HCHs与DDTs的污染处于较低水平，具有较小的生态学风险。     

青海省都兰县开荒地区地球化学特征及找矿预测

青海省都兰县开荒地区大地构造位置处于塔柴板块南缘，东昆仑造山带中段，雪峰山—布尔汗布达金、钴、铜成矿带内。为在开荒地区实现找矿突破，于研究区内开展了1∶50 000水系沉积物测量工作，以527件水系沉积物样品数据为基础，采用元素的变异系数、富集系数、浓集比率对Au、Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、W、Mo 9种元素进行了数理统计分析，分析各元素在空间上的富集规律及其成矿潜力，并结合成矿地质条件对研究区进行了成矿预测。研究表明：Au在研究区内具有较大的成矿潜力，其他元素的成矿潜力较小；通过R型聚类分析及因子分析确立了研究区内与Au成矿有关的元素组合为Au-As-Sb-Pb；运用衬度异常方法在研究区内圈定了2处找矿靶区，KH1靶区与KH2靶区内的Au、As、Sb、Pb异常套合性较好，并且在KH1靶区内发现了白金沟金矿体。由于KH2靶区与KH1靶区内的各元素套合性及成矿地质条件极为相似，故认为KH2靶区也具有较好的找矿潜力。分析结果对于在研究区进一步开展找矿勘探工作及相关成矿预测研究有一定的参考价值。     

生物炭材料对沉积物释放Cu的影响研究

为研究生物炭对沉积物释放重金属Cu的影响,以芦苇为原材料制备生物炭,同时以FeCl3、AlCl3、MgCl2为活化剂制备改性生物炭,通过开展原位覆盖模拟实验,测定上覆水中的Cu浓度,既而得到重金属Cu的累积释放通量。结果表明,经AlCl3改性后得到的改性生物炭能有效控制沉积物向上覆水中释放重金属Cu,与对照组相比,Cu的累积释放通量降低了159.54%,说明AlCl3改性生物炭具有应用到污染底泥修复的潜力。     

基于涡动相关法的沉积物-水界面氧通量与水动力条件响应关系

沉积物-水界面是物质参与环境地球化学循环和生物耦合的"热区",水动力条件是沉积物-水界面物质交换的关键影响因素。溶解氧作为常用的水质评价指标,对调节生物化学进程有重要作用,因此本文采用涡动相关法这种非侵入式通量测量技术开展室内试验研究,探究沉积物-水界面氧通量与水动力条件的响应关系。结果表明:随着水体紊动增加(采用Batchelor尺度表征),扩散边界层厚度减小,氧通量增大。分析室内试验和相关研究中水动力条件、扩散边界层厚度及氧通量的关系,发现扩散边界层厚度与Batchelor尺度呈正相关关系,拟合结果表明可以用Batchelor尺度近似表示扩散边界层厚度;氧通量与扩散边界层厚度呈负相关关系,且当扩散边界层厚度小于0.5 mm时,扩散边界层厚度变化对氧通量影响更强烈,当厚度大于0.5 mm后,氧通量基本保持稳定。     

MFC-MEC耦合系统产电性能及处理含镉重金属废水的研究

以厌氧活性污泥为阳极菌种，乙酸钠为阳极底物，硫酸铜和重铬酸钾溶液为微生物燃料电池（MFC）阴极液，人工模拟含镉重金属废水为微生物电解池（MEC）阴极液，构建MFC-MEC耦合系统，利用MFC的产电驱动MEC运行，在不消耗外部能源的情况下，实现含镉重金属废水中Cd²⁺的去除。实验研究了MFC反应器容积、MFC堆栈、MEC电极材料、MEC阴极液pH对MFC-MEC耦合系统电性能及含镉重金属废水处理效果的影响。结果表明：MFC反应容积的扩大可以提高其产电性能，但与此同时会造成MFC的内阻升高，随着MFC容积的增加，MEC中Cd²⁺去除率逐渐增加，但同时MFC阴极Cr⁶⁺去除率逐渐下降；MFC堆栈可以提高工作组两端电压，串联时最大输出电压为1509 mV，Cd²⁺去除率为69.3%；以钛板作为MEC电极时，微生物能有效附着在阳极表面，MFC阳极COD去除率为85%，MEC中Cd²⁺去除率为51.5%；MEC阴极液pH在3~5时，有利于含镉重金属废水的处理，Cd²⁺去除率80%以上。经XRD分析，MEC阴极还原产物为CdCO₃。