張新老師的 碩士開題報(bào)告

PAGEPAGE15河南理工大學(xué)研究生學(xué)位論文開題報(bào)告學(xué)號：23075學(xué)生姓名：張新 學(xué)位級別：碩士 專業(yè)名稱：地質(zhì)工程 研究方向：工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)所在院（系、所）：資環(huán)系導(dǎo)師姓名：鄧寅生填表日期：2004.4.15河南理工大學(xué)研究生處說 明做好研究生學(xué)位論文的開題報(bào)告，是保證論文質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了加強(qiáng)對研究生培養(yǎng)過程的管理，規(guī)范研究生學(xué)位論文開題報(bào)告，特印發(fā)此表。研究生一般應(yīng)在第三學(xué)期內(nèi)通過文獻(xiàn)調(diào)研，主動跟導(dǎo)師討論，完成學(xué)位論文開題報(bào)告。研究生學(xué)位論文開題報(bào)告，應(yīng)在學(xué)位授予點(diǎn)（或相應(yīng)的研究室、教研室）組織的有相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覅⒓拥膶W(xué)術(shù)報(bào)告會上報(bào)告，廣泛聽取專家意見，經(jīng)論證并修改后再填寫此表。此表經(jīng)過導(dǎo)師和有關(guān)人員簽字后，一式四份，一份交研究生處培養(yǎng)辦公室，一份交院（系、所）學(xué)位評定分委會，一份交指導(dǎo)教師，研究生本人保存一份。研究生在申請學(xué)位論文答辯時(shí)，必須提交導(dǎo)師存留的學(xué)位論文開題報(bào)告。本報(bào)告存入研究生技術(shù)檔案，是學(xué)位評定材料之一，必須認(rèn)真填寫，要求用5號宋體字體，A4紙雙面打印。如欄內(nèi)填寫不下，可另加附頁。研究題目：煤矸石礦井填充過程中污染物吸附控制機(jī)理研究課題來源：河南省2004年重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目《煤炭固體廢物大宗安全填充處置技術(shù)》文獻(xiàn)綜述與選題依據(jù)（選題的理論依據(jù)和實(shí)用價(jià)值、前人在本研究領(lǐng)域的成果、國內(nèi)外目前的研究動向、進(jìn)展及存在問題）：選題的理論意義和實(shí)用價(jià)值煤炭固體廢物包括煤矸石和粉煤灰，隨著煤炭開采和利用過程而產(chǎn)生，是排放量最大的兩種工業(yè)固體廢物。煤炭在未來的50年內(nèi)仍是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，占一次性能源構(gòu)成的76％左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國煤矸石現(xiàn)累計(jì)儲存量達(dá)45億t，占地面積巨大，并以年排放量2.0～2.5億t的速度增長。2000年我國粉煤灰的排放量達(dá)1.6億t，估計(jì)在今后15年內(nèi)，我國發(fā)電用煤占煤炭總產(chǎn)量的比例還將會逐年增高，粉煤灰的年排放量將超過2億t。我國煤炭系統(tǒng)建設(shè)低熱值燃料（煤矸石、煤泥等）電廠120余座，年排放劣質(zhì)粉煤灰約1200萬t。例如，平煤集團(tuán)積存煤矸石5000萬t，壓占土地2200畝，年排放煤矸石360萬t；積存粉煤灰50萬t，年排放粉煤灰20萬t。大量煤炭固體廢物排放，不僅占用大量土地，吞沒和破壞大面積農(nóng)田；而且對礦區(qū)的大氣、水體（地表水和地下水）和土壤產(chǎn)生污染；改變水環(huán)境，破壞水資源；改變局部地區(qū)生態(tài)環(huán)境，使生態(tài)系統(tǒng)遭到擾亂，穩(wěn)定性降低等幾個(gè)方面，使生態(tài)環(huán)境進(jìn)入一個(gè)資源浪費(fèi)與環(huán)境污染的惡性循環(huán)圈。雖然世界各國在煤炭固體廢物資源化利用方面進(jìn)行了長期、大量研究開發(fā)，但受煤炭固體廢物本身物化性能的限制及經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平的制約，煤炭固體廢物的資源化利用率一直很低。目前，我國煤矸石的利用率僅為44％，粉煤灰的利用率也僅為43％。隨著固體廢物排放收費(fèi)政策的實(shí)施，廢物排放企業(yè)將面臨巨大經(jīng)濟(jì)壓力。隨著固體廢物排放量的增加，人類面臨的環(huán)境壓力也將越來越大。迫切需要開發(fā)符合環(huán)境安全要求的固體廢物大宗處理與資源化技術(shù)。按照可持續(xù)發(fā)展思想，煤炭固體廢物的處理與資源化應(yīng)該在煤炭工業(yè)發(fā)展過程解決。利用煤矸石和粉煤灰對地下采空區(qū)和塌陷離層進(jìn)行填充，一是填充量大，可很好解決煤炭固體廢棄物的堆存占地及其對大氣、水、土壤和生態(tài)環(huán)境的影響問題；二是解決地表地表塌陷和沉降問題，防止煤礦采空區(qū)塌陷對土地和地面建筑物造成破壞；三是在取得成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可開采國鐵、保護(hù)區(qū)、村莊、城市區(qū)等保護(hù)目標(biāo)下被壓煤炭資源（即“三下”采煤）。煤炭固體廢物的礦井填充，是將固體廢物填入采空區(qū)、巷道和離層。其工藝簡單，成本低廉。但是固體廢物中的一些有害成分的溶出遷移將造成地下水環(huán)境的二次污染，是具有較大威脅的污染源。這就提出了一個(gè)新的研究課題。對水污染進(jìn)行處理研究，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會生活中是屢見不鮮的。傳統(tǒng)的水污染處理方法主要分為物理處理方法、化學(xué)處理方法和生化處理方法三類[1～4]。物理方法主要是通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的懸浮狀態(tài)污染物（包括油膜和油珠）的方法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截流法等。屬重力分離法的處理單元有沉淀法、上?。飧。┑?，相應(yīng)的處理設(shè)備是沉沙池、沉淀池、氣浮池及其附屬裝置等。離心分離本身就是一種處理單元，使用的處理裝置有離心分離機(jī)和水旋分離器等。篩濾截流法有柵篩截流和過濾兩種處理單元，前者使用的處理設(shè)備是隔柵、篩網(wǎng)，而后者使用的是砂濾池和微孔濾機(jī)等?；瘜W(xué)處理法是通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。在化學(xué)處理法中，以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元有混凝、中和、氧化還原等；而以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元則有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。生化處理法通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的方法。根據(jù)作用微生物的不同，生化處理法又可分為好氧生化處理和厭氧生化處理兩種類型。面對傳統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜、耗資巨大，且污染物（重金屬、有機(jī)物、陰離子）除去率低，人們一直在尋求有效徹底的廢水處理方法，即：建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用低，簡單可靠，處理水質(zhì)好且不造成二次污染。為此，研究人員將目光放在豐富的天然礦物資源中，應(yīng)用一些天然微孔非金屬礦物所具有的獨(dú)特理化吸附性能作廢水處理劑。由于土壤中含有粘土礦物和有機(jī)質(zhì)，具備良好的吸附性能，用它來吸附處理煤炭固體廢物井下填充過程中滲濾液，不僅可以降低成本，而且建設(shè)和運(yùn)營費(fèi)用低，操作簡單。通過室內(nèi)淋溶、浸泡模擬試驗(yàn)，得出試驗(yàn)分析結(jié)果，利用分析結(jié)果對土壤吸附滲濾液中重金屬離子等有害成分的作用條件、吸附性能和吸附機(jī)理進(jìn)行分析研究，為固體廢物安全填充的可行性以及填充后的污染控制提供可行性的理論依據(jù)。前人在本研究領(lǐng)域中的成果、國內(nèi)外目前的研究動向及進(jìn)展國際上對礦山固體廢物的污染十分重視，而且在這方面的科學(xué)研究很多。國際勘查地球化學(xué)會、國際環(huán)境化學(xué)與健康學(xué)會和國際地球化學(xué)與天體化學(xué)協(xié)會與1995年和波蘭地質(zhì)調(diào)查局在波蘭聯(lián)合主辦了國際第三屆環(huán)境地球化學(xué)討論會。會議的主題是礦山固體廢物的環(huán)境地球化學(xué)效應(yīng)。以上三個(gè)國際學(xué)會于1997年11月在美國于美國地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合主辦了第四屆環(huán)境地球化學(xué)討論會（中國有5人參加），礦山固體廢物帶來的環(huán)境問題仍然是大會討論的焦點(diǎn)問題之一。以美國、波蘭等國家為代表，通過靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)、模擬動態(tài)降雨實(shí)驗(yàn)、實(shí)地水質(zhì)監(jiān)測等方法，對煤矸石從理化性質(zhì)、污染物運(yùn)移、轉(zhuǎn)化機(jī)理以及污染治理等方面進(jìn)行了長期的系統(tǒng)研究。其中這些研究工作又以常量組分和無機(jī)微量組分為主。當(dāng)兩相相接觸時(shí)，在相界面處常表現(xiàn)出與任何一相都不相同的性質(zhì)，吸附現(xiàn)象即是這樣的性質(zhì)之一。研究吸附現(xiàn)象具有十分重要的意義。在工業(yè)上，常用一些吸附劑（如活性炭等）對氣體、廢水進(jìn)行凈化處理等；在農(nóng)業(yè)上，肥料養(yǎng)分可以吸附于土壤膠粒表面上，在雨天可以避免或減少養(yǎng)分流失，改善土壤的農(nóng)化性質(zhì)，從而使土壤具有持久的供肥能力。魯春霞等[5]通過對粘土礦物對環(huán)境污染的防治作用的研究。粘土礦物具有比表面積大、孔隙多以及極性強(qiáng)等特征，因而有較強(qiáng)的吸附性、離子交換性和膨脹性，對水體中各種類型的污染物質(zhì)有良好的吸附性能，并使土壤有一定的自凈作用。潘竟軍，楊冠英等[6]通過對鋁在鈉蒙脫土上的吸附研究。研究表明，吸附等溫線可用Langmuir模型描述，吸附在粘土表面的鋁除Al3＋形式外，還有水解產(chǎn)物形式（羥基鋁）。根據(jù)pH變化估算了反應(yīng)過程中粘土邊緣吸附的H＋，吸附于粘土表面Al3＋的水解所束縛的OH－和表面水解度。同時(shí)還對三價(jià)離子與粘土的相互作用機(jī)理及pH對吸附的影響進(jìn)行了研究。何宏平[7]等通過對蒙脫石、伊利石和高嶺石在一定的介質(zhì)條件下對Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Cr3＋等五種重金屬離子的競爭吸附實(shí)驗(yàn)研究，闡明了三種粘土礦物對五種重金屬離子的吸附選擇性。蒙脫石對Cr3＋、Cu2＋有很好的選擇性，高嶺石和伊利石對Cr3＋、Pb2＋有較好的親合力。粘土礦物對重金屬離子的吸附選擇性受礦物的層電荷分布、重金屬離子的水化熱、電價(jià)、離子半徑、有效離子半徑等因素控制。許坤等[8]系統(tǒng)研究了凹凸棒石粘土對七種陽離子染料的脫色效果，結(jié)果表明，粉末凹凸棒石粘土對水溶性陽離子染料有良好的脫色效果，在七種陽離子染料起始濃度為100mg/L（相當(dāng)于2200～4000倍色度），粘土投加量為0.5％，脫色率平均值為98.9％，吸附機(jī)理主要是離子交換吸附。葉力佳[9]通過對硅藻土對廢水中重金屬離子的吸附性能研究。實(shí)驗(yàn)研究表明，硅藻土的有效組分（SiO2）含量，吸附過程中硅藻土用量、作用時(shí)間、吸附溫度、溶液pH值、溶液中重金屬離子初始濃度等，是影響硅藻土對重金屬離子吸附去除的主要因素。硅藻土對重金屬離子的吸附模型，較好的符合Freundlich吸附等溫式。土壤具有兩個(gè)重要的功能：一是土壤為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是人類生活的一項(xiàng)極其寶貴的自然資源；二是土壤具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤的物質(zhì)的能力。由于土壤環(huán)境的特殊的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、空間位置，除了肥力外，尚有一些重要的客觀屬性——土壤環(huán)境的緩沖性、同化和凈化性能。土壤是一個(gè)多相的疏松多孔體，猶如天然的大過慮器，固相中的各類膠態(tài)物質(zhì)（主要是粘土礦物和腐殖質(zhì)）——土壤膠體有具有很強(qiáng)的表面吸附能力，土壤具有巨大的內(nèi)表面、外表面和隨之而具有巨大的表面能，并且?guī)в须姾?。正是這些特性，使土壤不僅能夠吸附氣體、液體，而且能夠吸附分子和離子。目前對土壤的吸附研究主要是對土壤污染的修復(fù)，目的是為了很好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。沈阿林、崔轉(zhuǎn)玲等[15]用中南地區(qū)六種土壤8個(gè)層次進(jìn)行F－的吸附和解吸，結(jié)果表明，花崗巖發(fā)育的土壤F吸附量遠(yuǎn)大于紫紅色砂頁巖和紅砂巖發(fā)育的土壤；同為花崗巖發(fā)育的土壤，其F吸附量依次為紅壤>赤紅壤>黃棕壤>磚紅壤，供試土壤的吸附曲線符合Langumir、Freundlich和Temkin方程，擬合度達(dá)到極顯著標(biāo)準(zhǔn)。況其軍、李建秋和夏宜崢[16]研究了江西、湖北、湖南三省具有代表性土樣對SO42－的吸附特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：紅壤（特別是江西省的紅壤）對SO42－的吸附能力最強(qiáng)，最大吸附量達(dá)11.52mg/g土，其余依次為黃壤、棕紅壤、黃褐壤和黃紅壤，其最大吸附量分別為11.14，8.53，6.86和6.53mg/g土；紅色石灰土壤對SO42－的吸附能力最弱，最大吸附能力為3.55mg/g土，僅及紅壤的30.8％。KhanK.S等[17]研究了紅壤中醋酸根對鎘毒害微生物量的影響。結(jié)果表明，在土壤pH值控制不變的情況下，鎘加醋酸根的各種處理比之于相同水平鎘但沒有醋酸根的處理，紅壤中微生物量減少了2～6倍。隨著醋酸根含量的增加，鎘毒性相應(yīng)增加。據(jù)此認(rèn)為，醋酸根可能抑制了土壤對鎘的吸附，從而導(dǎo)致其有效性和對微生物毒性的增加。王丹麗、王恩德[18]采用針鐵礦、腐殖質(zhì)、針鐵礦－腐殖質(zhì)復(fù)合微粒對重金屬進(jìn)行了吸附和解吸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，它們對Cu2＋、Zn2＋有強(qiáng)烈吸附作用。針鐵礦對Cu2＋、Zn2＋的吸附邊界pH值分別為4.3和5.8，且吸附率可達(dá)95％以上，腐殖酸對Cu2＋、Zn2＋的吸附邊界pH值分別為4.1和5.6，且在pH值為8時(shí)，吸附率可達(dá)96％以上，針鐵礦－腐殖質(zhì)的穩(wěn)定復(fù)合微粒不僅對重金屬離子具有良好的吸附作用，還具有均勻性好和沉降穩(wěn)定的特點(diǎn)。余貴芬、蔣新、吳泓濤等[19]研究了Cd和Pb兩種重金屬在蒙脫土和高嶺土上的吸附，以及外加腐殖酸的3種組分（富里酸、棕色胡敏酸和灰色胡敏酸）的影響，結(jié)果表明：Cd、Pb在粘土上的吸附隨著介質(zhì)pH的升高而增加，在pH4－8范圍內(nèi)的任意pH點(diǎn)，Cd在高嶺土上的吸附量因富里酸而降低，因2種胡敏酸而升高；當(dāng)pH值高于6時(shí)，吸附量急劇增加，外加富里酸使得Pb在粘土上的吸附咋Ph>6時(shí)意外出現(xiàn)隨著介質(zhì)pH變化而降低的趨勢。丁振華、馮俊明和王眀士[20]通過對Pb2＋在天然鐵的（氫）氧化礦物吸附行為的研究，總結(jié)了它們的吸附特征：不同種類的鐵的（氫）氧化礦物的吸附能力明顯不同，針鐵礦的吸附能力最強(qiáng)，赤鐵礦吸附能力變化最大，對于同種礦物，礦物中雜質(zhì)的種類和含量是影響吸附能力的主要因素，礦物的晶體習(xí)性有一定的影響；pH值對鐵氧化礦物的吸附性能影響最大；Freundlich等溫吸附式較為符合鐵氧化礦物的吸附行為。趙希越、史建君等[21]通過對土壤中吸附和解吸95Zr的動力學(xué)研究。結(jié)果表明，95Zr進(jìn)入淹水土壤之后，迅速地被土壤吸附而達(dá)到吸附平衡，不易解吸。吸附率和分配系數(shù)大小排列順序均為：海泥>青紫泥>小粉土>黃紅壤；解吸因數(shù)的大小排列順序?yàn)椋狐S紅壤>小粉土>青紫泥>海泥。綜上所述，國內(nèi)外對粘土礦物吸附性能或通過對粘土礦物改性后的吸附性能研究較多，并利用粘土礦物或改性后的粘土礦物進(jìn)行廢水或其它污染體的吸附處理。有關(guān)土壤的吸附研究，主要是針對土壤污染的修復(fù)，目的是為了很好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過對有關(guān)土壤吸附文獻(xiàn)的研究，主要是集中在對單一的組分進(jìn)行吸附研究，同時(shí)對多種組分的吸附特性和作用機(jī)理研究很少；在利用土壤進(jìn)行廢水處理過程中的吸附性能和作用機(jī)理方面的研究也是少見。課題研究內(nèi)容、特色及創(chuàng)新之處：主要研究內(nèi)容：對研究區(qū)已往的填充工作、成果進(jìn)行整理分析。井下填充的影響、吸附控制效果分析對煤矸石、粉煤灰在煤礦采空區(qū)填充時(shí)對地下水環(huán)境的影響進(jìn)行較全面、系統(tǒng)的淋溶和浸泡模擬試驗(yàn)。研究淋溶和浸出液的化學(xué)組分，找出主要污染因子；測定淋溶液和浸泡液的pH值、氟化物、硫酸鹽、重金屬類物質(zhì)（砷化物、汞、鉻、銅、鋅、錳、鎘、鉛及其化合物）等。通過土壤的吸附控制試驗(yàn)，作出土壤的吸附等溫線，計(jì)算出試驗(yàn)中理論吸附量和在井下填充時(shí)矸石、煤灰與土壤的理論配比。通過土壤的解吸試驗(yàn)，計(jì)算出解吸因子、解吸率，說明土壤吸附的穩(wěn)定性。土壤改性后的吸附控制效果實(shí)驗(yàn)研究在土壤加入一定量的粘土礦物（如蒙脫土）或有機(jī)質(zhì)（即對原土壤進(jìn)行一定改性）進(jìn)行吸附控制試驗(yàn)；通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析改性后的土壤吸附控制效果。并找出合理配比參數(shù)（應(yīng)符合加入量最少、吸附控制效果好的原則）。4．土壤吸附機(jī)理的探討1>通過對吸附后的土壤用提出交換性陽離子的試劑（如NH4Oac、CaCl）進(jìn)行提出試驗(yàn)。2>H＋/Mn＋計(jì)量法：H＋/Mn＋問題，專性吸附的一個(gè)重要特點(diǎn)是：吸附過程中總是伴隨著H＋的交換，即當(dāng)有一個(gè)陽離子被吸附時(shí)，就有一定數(shù)量的H＋釋放出來（或同時(shí)有OH－被吸附），二者的數(shù)量關(guān)系在吸附機(jī)理研究中有特殊意義；通過分析其比值來定量說明是否發(fā)生了土壤的專性吸附。（采用直接回滴法求得H＋/Mn＋的比值）3>通過利用X衍射和紅外光譜對土壤分別進(jìn)行粘土礦物成分分析和有機(jī)質(zhì)分析，并對吸附前后土壤的粘粒（主要是粘土礦物）進(jìn)行分離，對分離后的粘粒進(jìn)行掃描電鏡分析，利用分析結(jié)果對吸附機(jī)理進(jìn)行論證。課題特色及創(chuàng)新：本課題的特色及創(chuàng)新之處在于針對煤炭固體廢物礦井填充的可行性進(jìn)行研究。采用了當(dāng)?shù)亓畠r(jià)的土壤資源進(jìn)行礦井填充過程中污染物的吸附控制，并對其吸附配比和吸附機(jī)理進(jìn)行分析探討，為固體廢物安全填充的可行性以及填充后的污染控制提供理論指導(dǎo)。（既是選題的目的和意義）利用室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和相關(guān)X衍射、紅外技術(shù)對土壤吸附控制機(jī)理進(jìn)行了較全面的分析研究，從而形成一定的理論體系，為固體廢物安全填充的可行性以及填充后的污染控制提供理論指導(dǎo)。擬采取的理論分析、計(jì)算、試驗(yàn)方法和步驟及其可行性：研究方法：淋溶浸泡實(shí)驗(yàn)是目前研究從固體物質(zhì)中有害微量元素析出狀況的常用方法。也是在研究從煤矸石、粉煤灰中析出有害微量元素采用最多的方法。通常的作法是取有代表性的試樣，通過實(shí)驗(yàn)裝置，選擇土壤或改性后的土壤，用淋溶液或浸泡液（一般為填充區(qū)的地下水、雨水、灰水和對照實(shí)驗(yàn)用水等）對試樣進(jìn)行淋溶或浸泡，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行模擬計(jì)算。采用先進(jìn)的技術(shù)手段（X衍射，紅外光譜檢測技術(shù)）對土壤的成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，利用分析的結(jié)果對土壤的吸附機(jī)理進(jìn)行判斷。研究技術(shù)路線：收集已有的與課題相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及其填充區(qū)的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件研究資料；通過調(diào)查、取樣，初步分析污染特征、污染因子；通過室內(nèi)淋溶、浸泡試驗(yàn)?zāi)M，從而了解煤矸石、粉煤灰中有毒有害組分及其影響。通過選擇土壤或改性后的土壤（向土壤中加入一定量的粘土礦物或有機(jī)質(zhì)）進(jìn)行吸附控制試驗(yàn)，從而找出最佳的吸附控制土壤。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和模擬計(jì)算，對土壤的吸附量，吸附穩(wěn)定性及其吸附的影響因素進(jìn)行研究。通過采用X衍射、紅外光譜和掃描電鏡等先進(jìn)技術(shù)手段對土壤的成分，微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對土壤的吸附機(jī)理進(jìn)行判斷?？尚行苑治觯喊逊檄h(huán)境保護(hù)要求的煤炭固體廢物大批量處理及資源化利用技術(shù)的研發(fā)與煤炭工業(yè)發(fā)展相結(jié)合，這一指導(dǎo)思想符合國家資源綜合利用的技術(shù)政策；導(dǎo)師進(jìn)行的平煤集團(tuán)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目“平煤集團(tuán)煤炭固體廢物綜合利用技術(shù)可行性研究與實(shí)施”，已提交相關(guān)的專題研究報(bào)告：《平煤集團(tuán)粉煤灰、煤矸石井下填充研究》，為課題的研究開展奠定了較可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。學(xué)校具有良好的試驗(yàn)、資料、信息等科研條件；項(xiàng)目基礎(chǔ)研究扎實(shí)，試驗(yàn)系統(tǒng)比較可靠；數(shù)據(jù)分析方法合理。所以，該課題研究的實(shí)施具有可行性。課題研究可能存在的問題和技術(shù)關(guān)鍵及解決方法：存在問題：1．炭固體廢物在淋溶浸泡后，其中有機(jī)污染物的運(yùn)移機(jī)理及其對地下水的影響研究還不夠充分；試驗(yàn)條件和技術(shù)手段的限制，可能對于土壤中每種粘土礦物及有機(jī)質(zhì)的吸附貢獻(xiàn)問題（是多大）和溶液中離子形態(tài)對吸附的影響問題研究不夠。技術(shù)關(guān)鍵：針對煤炭固體廢物在煤礦采空區(qū)填充時(shí)對地下水環(huán)境的影響，進(jìn)行較全面、系統(tǒng)的室內(nèi)淋溶、浸泡模擬試驗(yàn)，同時(shí)考慮煤矸石不同粒徑的環(huán)境效應(yīng)。利用X衍射、紅外光譜和掃描電鏡等先進(jìn)技術(shù)手段，對吸附前后的土壤進(jìn)行分析，同時(shí)考慮是否能對分析方法進(jìn)行一定的改進(jìn)，使其更有利于課題研究的目的。進(jìn)度安排：了解相關(guān)研究領(lǐng)域的動向、進(jìn)展及前人研究成果，作開題報(bào)告。（2005.2）研究區(qū)區(qū)域背景、資料收集整理；了解試驗(yàn)所用方法，熟悉儀器；采樣方法、采樣點(diǎn)及線路安排。（2005.3）現(xiàn)場調(diào)查實(shí)習(xí)，采集土樣、水樣以及煤炭固體廢物的樣品；在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行淋溶、浸泡試驗(yàn)。（2005.4～2005.6）試驗(yàn)結(jié)果分析和數(shù)據(jù)整理；資料的室內(nèi)分析整理。（2005.6～2005.7）論文撰寫及修改、補(bǔ)充、定稿。（2005.7～2005.10）預(yù)期目標(biāo)：通過采用土壤或改性后的土壤（向土壤中加入一定的粘土礦物或有機(jī)質(zhì)）進(jìn)行淋溶、浸泡實(shí)驗(yàn)和相關(guān)X衍射、紅外光譜、掃描電鏡測試技術(shù)對土壤的成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，從而為選擇合適的土壤和得出煤炭固體廢物礦井填充過程中對地下水污染吸附控制性能、吸附影響結(jié)果及吸附控制機(jī)理研究結(jié)果。為固體廢物安全填充的可行性以及填充后的污染控制提供理論依據(jù)。課題研究具體指導(dǎo)人員：導(dǎo)師簽名：年月日主要參考文獻(xiàn)目錄：（以“文獻(xiàn)綜述”中出現(xiàn)先后為序進(jìn)行編號，編號與“文獻(xiàn)綜述”中標(biāo)注一致，書寫格式按國標(biāo)GB7714-87執(zhí)行。要求閱讀參考文獻(xiàn)數(shù)量：博士研究生不少于50篇，其中外文不少于30篇；碩士研究生不少于30篇，其中外文不少于15篇。）[1]問一波.發(fā)展適合中國國情的城市污水處理技術(shù).環(huán)境保護(hù)，1999（5）：26～27.[2]唐受印，王大軍.廢水處理工程.化學(xué)工業(yè)出版社.1998：207～225.[3]馮生華.城市中小型污水處理廠的建設(shè)與管理.化學(xué)工業(yè)出版社，2001：36～39[4]嚴(yán)瑞宜.水處理劑應(yīng)用手冊.化學(xué)工業(yè)出版社.2000：42～45[5]魯春霞，于云江，吳俊平.粘土礦物對環(huán)境污染的防治作用.中國沙漠，1999：19（3）.[6]潘竟軍，楊冠英等.鋁在鈉蒙托土上的吸附研究.中國土壤，1999：36（1）.[7]何宏平，郭九皋等.蒙脫石等粘土礦物對重金屬離子吸附選擇性的實(shí)驗(yàn)研究.礦物學(xué)報(bào)，1999：19（2）.[8]許坤等.凹凸棒石粘土對陽離子染料的脫色效果研究.環(huán)境化學(xué)，1998：17（3）.[9]葉力佳.硅藻土對廢水中重金屬離子的吸附性能研究.北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2000.[10]丁振華，馮俊明，王眀士.天然氧化鐵礦物對鉛離子的吸附研究.生態(tài)環(huán)境，2003：12（2）.[11]劉維屏.粘土礦物、腐殖酸對異丙甲草胺的吸附.上海環(huán)境科學(xué)，1995，12：14（12）.[12]趙美芝.土壤和粘粒礦物對亞硒酸鹽的吸附和解吸.土壤學(xué)報(bào)，1991，5：28（2）.[13]Zenana.A，Constantienscu.I.PossibilitiesofHCHfromWastewatersbyadassrptiononporousMatrial.1997，CA119681.[14]Y.AL-degs，M.A.M.KhraishenandM.F.Trtrnji.Sorptionofleadionsondiatomiteandmanganeseoxidesmodifieddiatomite.Wat.Res，2000：35（15）.[15]沈阿林，崔轉(zhuǎn)玲等.幾種土壤對氟的吸附和解吸.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，1997：3（1）.[16]況其軍，李建秋等.不同類型土壤對SO42-吸附特性的研究.環(huán)境科學(xué)，1995：16（4）.[17]Khan.K.S，謝正苗等.紅壤中醋酸根對鎘毒害微生物量的影響.浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).1998：24（1）.[18]王丹麗，王恩德.針鐵礦及腐殖質(zhì)對水體重金屬離子的吸附作用.安全與環(huán)保學(xué)報(bào)，2001，8：1（4）[19]余貴芬，蔣新等.鎘鉛在粘土上的吸附及受腐殖酸的影響.環(huán)境科學(xué)，2002，9：23（5）.[20]丁振華，馮俊明.氧化鐵礦物對重金屬離子的吸附及其表面特征.礦物學(xué)報(bào)，2000，12：20（4）.[21]趙希越，史建軍等.土壤中吸附和解吸95Zr的動力學(xué)研究.核農(nóng)學(xué)報(bào)，2002：2（5）.[22]KirchenrG.Applicabilityofcompartamentalmodelsforsimulatingthetransporttoradionuclidesinsoil[J].JournalofEnvironmentalRadioactivity,1998：3.[23]Maris.K.AandZouboulis.A.I.Sorptionofasbygoethiteandstudyoftheirflocculation.WaterAirandsoilpollution,1998：8.[24]Petrovic.M，Kastelan.MandHorvat.A.J.M.InteractiveSorptionofmetalionsandhumicacidsontomineral.WaterAirandsoilpollution,1998：12.[25]Wimpenny.J.Ecologicaldeterminantsofbiofilmformation.Biofluling,1996:10(1-3).[26]Percival.S.L，etal.Biofilmdevelopmentonstainlesssteelinmainswater.Wat.Res，1998：32（1）.[27]王果.Cu、Cd在2種土壤上的吸附特征.福建農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1995：24（4）.[28]孫建華，李繼云.北京郊區(qū)幾種典型土壤對硼的吸附性能.環(huán)境科學(xué)，1998，9.[29]Ross.D.S，Bartlett.R.J.Field-extractedspodosol，solutionsandsoils：aluminum，organiccarbon，andpHinterrelationships.SoilSci.Soc.Am.J，1996，60：598－595.[30]Chiopecka.A，etal.Formsofcadmium，leadandzincincontaminatedsoilsfromSouthwestPoland.J.Environ.Qual，1996，25：69－79.[31]趙杏媛，張有瑜主編.《粘土礦物與粘土礦物分析》.北京：海洋出版社，1990.[32]西南農(nóng)業(yè)大學(xué)主編.《土壤學(xué)》，南方本（第二版）.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001，5.[33]黃昌勇主編.《土壤學(xué)》.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2001，9.[34]秦耀東主編.《土壤物理學(xué)》（第一版）.北京：高等教育出版社，2003，3.[35]羅志剛等.紅壤對汞的吸附特征研究.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，1996：15（5）.[36]LiuF，XuF，LiXY.Typesofcryatalineironoxidesandphosphateassorptioninvariablechargesoils.Pedosphere，1994，4（1）：35－46.[37]NaiduR，KookanaRS，SummerME，etal.Cadmiumsorptionandtransportinvariablechargesoils：Areview.J.Environ.Qual，1997，26：602－617.[38]YuTR，SunHY，ZhangH.Specificadsorptionofcations.ChemistryofVariableChargeSoils.NewYork，1996，112－139.[39]孟范平，李貴芳.酸雨對土壤元素化學(xué)行為的影響.中南林學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，3:18(1).[40]楊亞提，張一平，張衛(wèi)華.銅在土壤－溶液界面吸附－解吸特性的研究.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1998，7（4）：82－85.[41]李香真.污泥中幾種重金屬元素在砂土中的運(yùn)移.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，2（3）：113－118.[42]潘潔，陸文龍，王德芳.天津幾種潮土吸磷與解磷特性研究.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，1（3）：1－2.[43]華珞，張國祥，褚衍杰等.土壤對無機(jī)外源砷德緩沖動力學(xué)研究.土壤學(xué)報(bào)，1996，33（4）：337－343.[44]林玉鎖.Langmuir，Temkin和Freudlich方程應(yīng)用于土壤吸附鋅的比較.土壤，1994，26（5）：228－234.[45]曹心德，趙貴文.土壤中可給態(tài)稀土元素的研究進(jìn)展.稀土，1997，18（4）：66－72.[46]徐仁扣.pH、溫度和水土比對酸性土壤溶液中鋁離子形態(tài)分布的影響.熱帶亞熱帶土壤科學(xué)，1998，7：27.[47]何孟常，彭群峰，周娟娟等.4種主要土壤對三價(jià)銻的吸附及動力學(xué)特征研究.湖南農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1995，21（1）：35－39.[48]AnsariM.T.，XuJianmin，YuanKeneng.SurfaceChargeCharacteristicsandZincAdsorptionofOrganomineralComplexesinsoils.浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，20（3）：228－234.[49]D.Steffens，D.L.Sparks.KinenticsofNonexchangfeableAmmoniumRdleasefromSoils.SoilSci.Soc.Am.J.，1997，61：455－462.[50]張揚(yáng)珠，劉學(xué)軍，肖永蘭等.耕型紅壤和紅壤性水稻土銅的化學(xué)行為及施銅效應(yīng)Ⅰ.土壤對銅的吸附和解吸特征.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，25（1）：21－26.[51]馬建華，張麗，李亞麗.開封市城區(qū)土壤性質(zhì)與污染的初步研究.土壤通報(bào)，1999，30（2）：93－96.[52]徐寧彤，谷思玉等.有機(jī)質(zhì)對黑土中Cd、Cu、Zn、As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