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砂岩型铀矿的微生物成矿作用研究述评 总被引：1，自引：0，他引：1
目前，砂岩型铀矿是全球应用最为广泛和最有前景的铀矿类型，也是我国最主要的工业铀矿类型。本文展示了当今世界最新的铀资源分布和组成，强调了砂岩型铀矿在世界和中国铀矿资源中的重要性，梳理了实验室条件下微生物对U(VI)的还原性富集和非还原性富集机理，归纳了地质条件下微生物参与砂岩型铀矿的成矿证据。微生物对铀富集作用的实验研究，主要体现在还原性和非还原性富集两个方面。微生物对U(VI)的还原性富集研究最为深入，包括微生物的细胞色素、菌毛和电子穿梭体在U(VI)的还原过程中的作用。微生物对U(VI)的非还原性富集表现在微生物表面吸附、表面络合沉淀和细胞内积聚作用。微生物参与砂岩型铀矿成矿作用的证据，可分为直接证据和间接证据。直接证据主要有铀矿物形态学特征、P元素含量和矿物纳米晶体尺寸；间接证据主要有黄铁矿硫同位素和方解石碳同位素组成以及相应烃类包裹体特征。在未来的研究工作中，应重视微区实验方法在砂岩型铀矿中的应用，以及含油气/煤盆地上覆地层的砂岩型铀矿找矿工作，应探索更加适当的指标和评价体系以量化微生物对砂岩型铀矿的成矿作用。 相似文献
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进行了U（VI）在粘土上吸附的批实验，其中，粘土样采自我国南方某大型铀尾矿库库底。实验结果表明U（VI）在粘土上的吸附与浸泡液的pH值呈强烈的非线性关系，在pH值近中性时，U（VI）在粘土上的吸附达到了一个最大值，而在偏酸性或偏碱性条件下，U（VI）在粘土上的吸附迅速减少；运用表面络合理论建立了U（VI）在粘土上吸附的表面络合模型（DLM），该模型很好地拟合了实验数据。模型检验表明，它可以精确预测U（VI）在不同热力学条件下的吸附行为；此外，模拟结果表明，U（VI）的粘土上吸附在酸性条件下受固液比（M／V）影响明显，而在碱性条件下主要受浸泡液中HCO3^-和CO3^2-的控制。 相似文献
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黏土矿物是表生土壤、沉积物、碎屑岩结晶颗粒表面的常见矿物,常与地质流体处于共存状态。离子–水–黏土矿物的相互作用影响着表生环境的流体组成、元素输运、土壤有机质分馏和沉积物的力学特性等。通过分子动力学模拟认识离子在黏土矿物–流体界面的分布,是揭示黏土矿物参与离子地球化学循环过程的基础。以白云母为研究对象,使用分子动力学模拟和热力学计算方法,分析了白云母–碱金属盐溶液界面的离子吸附结构和静电作用特性。研究发现Na+离子在白云母表面形成了两个内球络合吸附层, K+、Cs+离子仅形成一个内球络合吸附层。内球络合吸附层外可以形成多个外球络合吸附层,表现为离子的层状吸附结构。增大盐浓度没有改变同种离子的吸附结构,仅改变吸附层分布的大小。定量对比了使用伞状采样方法计算的离子吸附自由能曲线和基于离子密度分布得到的自由能曲线,二者总体一致,基本确证了模拟采样的充足性。研究表明界面流体不能视为均一的介电环境。 相似文献
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13X沸石对Ni2+吸附性能的实验研究 总被引：8，自引：0，他引：8
在静态条件下，实验研究了13X沸石的用量、温度、时间、溶液pH值、初始Ni^2 质量浓度对Ni^2 吸附性能的。结果表明：在室温下，13X沸石对Ni^2 的吸附平衡时间为15min，对Ni^2 的最大吸附量为49.7mg/g沸石；静态等温吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式；13X沸石对Ni^2 的吸附机理为离子交换吸附和表面络合吸附。 相似文献
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矿物表面活性是矿物表界面反应中一个重要的指标性参数。如矿物溶解和晶体生长、矿物表面吸附和表面络合反应、矿物表面氧化还原和催化反应,都与矿物表面活性相关。甚至生物矿物界面作用过程中,常用到矿物表面反应性氧基(ROS),其释放能力也与矿物表面活性密切相 相似文献
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矿物-水界面的表面离子化和络合反应模式 总被引：19，自引：1，他引：19
表面络合模式已广泛应用于研究矿物表面吸附和溶解反应,尤其是(氢)氧化物和层状铝硅酸盐矿物。表面官能团是矿物参与表面络合反应的基本单元,(氢)氧化物矿物只具有表面羟基,而层状铝硅酸盐矿物除表面羟基外还具有离子交换位。矿物的表面电荷由永久结构电荷、配位表面电荷和离解表面电荷组成,各种零表面电荷状态可由不同的零电荷点来表征。恒电容模式、双层模式和三层模式是3种最常用的表面络合模式,它们在双电层结构、表面反应(质子化反应和络合反应)、表面电荷与质量平衡方程及应用范围上存在着一些差异。 相似文献
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氧化铁矿物对五氯苯酚表面吸附实验及其反应模式 总被引：9，自引：2，他引：7
批量法实验研究表明,五氯苯酚 (PCP)在合成的针铁矿、纤铁矿和赤铁矿表面吸附的浓度等温线为饱和型特征,可用 Langmuir公式拟合,而 pH吸附等温线为峰型曲线,峰值在 pH≈ 5. 矿物表面化合态和 PCP溶液离子化合态分析与计算表明, PCP在氧化铁矿物表面存在两种吸附反应模式,即表面静电吸附反应和表面络合吸附反应,表面静电吸附反应常数比表面络合吸附反应常数高 1～ 2个数量级.并进一步从反应机制上证明了憎水型可离解有机化合物 (HIOCs)在矿物表面吸附的模式与趋向性. 相似文献
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施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验研究 总被引：8，自引：1，他引：7
在金属硫化物的表生氧化过程中,施氏矿物是最常见的一种次生矿物.施氏矿物具有粒度小、比表面积大、表面吸附能高的特点,能够吸附环境流体中的重金属离子和微生物细胞,从而影响重金属元素及微生物的表生地球化学行为.利用化学合成的施氏矿物,开展了施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验.结果显示:施氏矿物对金属Cu2+及氧化亚铁硫杆菌均有较强的吸附性;施氏矿物对Cu2+的吸附基本符合Langmuir吸附模型,而对氧化亚铁硫的吸附行为不符合Langmuir模型,可用Freundlich模型描述;施氏矿物的存在对流体中微生物的活动性及其地球化学行为有重要影响,可能会降低氧化菌分解金属硫化物的效率. 相似文献
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比表面积氮气吸附法在蒙脱石碱性溶蚀表征中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
蒙脱石矿物颗粒粒径小、比表面积大、水敏性强,易堵塞储层孔隙和喉道,是影响油田储层质量的主要黏土矿物,碱性条件下蒙脱石的溶蚀特征是油田开发中普遍关注的问题。对于蒙脱石溶蚀特征的表征,前人常用的方法有反应前后质量对比法、X射线衍射法、溶液离子浓度分析法及pH值分析法,质量对比法操作复杂,X射线衍射图谱计算人为误差大,溶液离子浓度法对难熔元素的检测误差大,pH值法受温度变化的影响。本文应用比表面积氮气吸附法测量蒙脱石在不同氢氧化钠浓度条件下的比表面积、孔容、孔径变化及吸附脱附曲线来表征其碱性溶蚀特征,优选出适合油田开发的氢氧化钠溶液浓度及充注时间(反应时间)等实验条件,确定了最佳溶蚀浓度为0.05 mol/L氢氧化钠溶液,最佳反应时间为3 h。实验表明,比表面积氮气吸附法测得的比表面积、孔容、孔径及吸附脱附曲线表征的蒙脱石溶蚀特征,与反应后溶液pH值及离子(如Si4+)浓度变化所得的结论相同,验证了该方法的正确性,且具有直观、准确、可靠的特点,可应用于比表面积较大的多孔矿物溶蚀研究。 相似文献
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在常规应力水平下颗粒发生破碎是钙质砂有别于其他砂土的重要性质之一,且由于颗粒破碎的存在,使用传统的本构模型无法很好地模拟钙质砂的力学行为。因此本文以最为普及的本构模型之一--邓肯-张E-B模型为基础,对其进行颗粒破碎方面的修正以得到一个能用于钙质砂的本构模型。具体方法为:首先本文采用Hardin提出的相对破碎Br这一指标来度量颗粒破碎的大小。之后研究分析得出了颗粒破碎对邓肯-张模型参数(内摩擦角φ、割线模量E50及体积模量B)的影响规律。然后通过颗粒破碎与输入能量之间的关系将各状态下无法直接确定的相对破碎Br与可确定的应力-应变状态联系起来。最终得到了一个考虑颗粒破碎的钙质砂修正邓肯-张E-B模型。为验证模型的准确性及适用性,本文还使用该模型对4种不同粒径范围且试验围压不同的钙质砂的三轴排水行为进行了模拟。结果表明拟合效果较好,模型能适用于各种不同粒径范围的钙质砂,并且在颗粒破碎较大的情况下明显优于传统邓肯-张模型。 相似文献
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自然水体中污染物的迁移、转化规律与经泥沙吸附后的沉降、再悬浮等泥沙过程密切相关,其机制尚不明确。采用污染物输运年龄对泥沙影响进行了量化分析,并应用于南黄海辐射沙脊群西洋海域。基于水体中泥沙-污染物模型,推导了考虑泥沙影响的污染物输运年龄的计算方程,通过数值模拟分析了污染物分配系数KD对污染物输运年龄空间分布的影响。研究成果表明:计入泥沙影响后,污染物浓度显著减小,污染物输运年龄随之增大,表明泥沙对污染物扩散起阻碍作用;污染物分配系数KD表征泥沙吸附能力,污染物输运年龄与其呈一定的正相关性,当该系数达到一定值(KD=10^3L/g)时,泥沙吸附能力趋于饱和,污染物输运年龄不再发生显著改变。 相似文献
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页岩致密且结构复杂，对其孔隙结构进行定量表征一直是页岩储层研究的重点和难点，因其能够为页岩油气储层评价和甜点确定提供重要信息。通过系统梳理已有研究成果，介绍了以压汞法和气体吸附法为代表的流体注入法，简述了能够影响测试结果的因素，指出了目前页岩全孔径孔隙结构表征的问题及发展方向。分析表明，颗粒样气体吸附法和块（柱）压汞法表征结果的数据匹配性差，整合难度大；同时由上述两种方法联合所获得的表征结果也无法被其他独立测试所验证。进一步指出采用颗粒样代替传统块（柱）样进行页岩压汞测试可以提高数据质量，也是未来方法联用的发展方向，其中样品颗粒堆积孔进汞量校正、颗粒样粒径选择、多方法数据匹配是实现页岩全孔径孔隙结构定量表征的关键。 相似文献
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几种铁（氢）氧化物对溶液中磷的吸附作用对比研究 总被引：2，自引：0，他引：2
铁(氢)氧化物不仅是土壤中广泛存在的矿物,也是重要的矿物资源。表生地质作用形成的针铁矿、赤铁矿和无定形氢氧化铁都具有纳米尺度,具有很高的表面积,表现出对磷的专性吸附,是低浓度磷的潜在吸附材料。本文通过铁(氢)氧化物对水溶液中磷酸根的等温吸附实验,初步对比研究了针铁矿、合成氧化铁黄、赤铁矿和无定形氢氧化铁对水中低浓度磷的吸附作用。结果表明,无定形氢氧化铁对水溶液中磷酸根的吸附能力最强(对低浓度磷的吸附达到5.5mg/g),其次是氧化铁黄和针铁矿,赤铁矿的吸附能力最差。几种铁(氢)氧化物对磷吸附容量的差别主要受比表面积控制。无定形氢氧化铁、合成氧化铁黄、针铁矿、赤铁矿对磷的吸附符合Freundlich等温方程。针铁矿和赤铁矿对磷的吸附动力学符合双常数速率方程。 相似文献
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河岸带作为一种典型的地下水-地表水相互作用带,不同水动力学条件下砷在该作用带中的行为较少有研究报道。基于此,采集河岸带河砂开展室内柱试验,分析不同水动力因素（包括流速和粒径）对砷在河砂中迁移的影响并建立相关模型。结果表明:(1) 0.5 mL/min流速下,河砂对As(V)的吸附速度和达到平衡所需的时间均比As(III)快,且粒径越小,该现象越明显;1.0 mL/min流速下,不同粒径的河砂对As(V)的吸附速度随粒径的增大而增大,对As(III)的吸附则没有明显差异;(2) 相同粒径的填充柱中,河砂对As(III)和As(V)的吸附能力均随流速的增加而降低;(3)不同流速和粒径条件下,As(III)和As(V)在砂柱中的迁移过程均更符合Thomas模型,拟合R2高于相同条件下Yoon-Nelson和Adams-Bohart模型。其中,低流速下,Thomas模型对0.15～0.25 mm粒径中As(III)和As(V)迁移过程拟合的R2（≥0.94）显著优于1.00～2.00 mm的较大粒径;高流速下,该模型对不同粒径中砷迁移过程的拟合R2差异不大。研究有助于加深对地下水-地表水相互作用下水动力因素对砷迁移转化规律影响的认识,并丰富和完善高砷地下水形成的机制理论。 相似文献
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The influence of type and amount of clays present in soils on their properties is well understood. The clays exert their influence through large specific surface area and charges on them. Their effect is mostly exhibited through inter particle bonding and subsequent particle associations. The mineralogical influence of soils in water is well documented. However, the change in soil water system because of presence some of the contaminants can greatly influence the soil behaviour. Some of the changes are due to formation of new compounds due to interactions between the soil and pollutant. The paper reports the effect of interaction of kaolinite mineral with alkali on the index properties of soils from which the geotechnical behaviour can be understood. Detailed X-ray diffraction studies have shown that sodium aluminum silicate hydroxide hydrate (NASH) is formed by clay alkali reactions. The type and amount of formation of the compound is influenced by the concentration of alkali solution. While the compound formed is in smaller quantities with 1 N NaOH solution, significantly high quantity is formed with 4 N NaOH solution. Presence of alumina is shown to play a significant role. It was observed that the formation of sodium aluminum silicate hydroxide hydrate is reduced in the presence of alumina. Specific gravity of contaminated clay soil was reduced which confirms the formation of new compounds. Water adsorption and specific surface area of soil are also influenced due to soil alkali interaction. The changes in the free swell and index properties of soil in the presence of alkali have been explained by the changes in soil fabric and the formation of new compound. 相似文献
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The mobility of toxic metals in soils or sediments is of great concern to scientists and environmentalists since it directly affects the bioavailability of metals and their movement to surface and ground waters. In this study, a multi-surface soil speciation model for Cd (II) and Pb (II) was developed to predict the partition of metals on various soil solid components (e.g. soil organic matter (SOM), oxide mineral, and clay mineral). In previous study, the sorption of metal cations on SOM and oxide minerals has been evaluated by thermodynamically based surface complexation model. However, metal binding to soil clay fractions was normally treated in a simplistic manner: only cation exchange reactions were considered and exchange coefficient was assumed unity. In this study, the binding of metals onto clays was described by a two-site surface sorption model (a basal surface site and an edge site). The model was checked by predicting the adsorption behavior of Cd (II) and Pb (II) onto three selected Chinese soils as a function of pH and ionic strengths. Results showed that the proposed model more accurately predicted the metal adsorption on soils under studied condition, especially in low ionic strength condition, suggesting that adsorption of metals to soil clay fractions need to be considered more carefully when modeling the partition of trace elements in soils. The developed soil speciation model will be useful when evaluating the movement and bioavailability of toxic metals in soil environment. 相似文献