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[成果] 1800300115 北京
X832 应用技术 环境监测 公布年份:2018
成果简介:所属类别:监测与预警技术技术来源:优化集成适用范围:地表水河流、流域、水系、湖库基本原理: 该技术针对水污染事故的短时间、高剂量、急性毒性风险暴露条件对水生态系统的影响问题,考虑区域差异对水生态系统的影响,开展我国典型水生态物种对特征污染物急性效应毒理实验数据与美国ECOTOX数据库的校准研究,采用美国EPA生态风险评估的安全阈值计算方法(物种敏感度分布曲线,SSD)确定风险污染物的应急安全阈值,并采用商值法评估突发污染事故的应急生态风险,从而形成适合我国流域特点的突发性环境风险水生态应急评估技术方法,为我国水生态环境风险管理提供了有力的理论依据和技术支撑。 工艺流程: 1、风险识别:筛选主要风险污染物和需要保护物种,收集风险污染物短期暴露毒理数据; 2、风险污染物的“剂量-效应”分析:借鉴美国毒理数据库数据构建物种敏感度分布曲线(SSD)曲线,确定风险污染物的应急安全阈值; 3、暴露表征:实时监控突发性水污染事故的水质状况,确定流域风险污染物的环境暴露浓度; 4、应急生态风险表征:应用商值法比较预测/实测的环境浓度与预测的无效应浓度,依据应急生态风险等级划分进行生态风险表征。 关键技术: 1、基于分散液-液微萃取技术,建立未知污染物的快速定性定量分析方法 (1)萃取剂和分散剂筛选及体积优化 (2)混合溶剂体积优化 (3)应急监测方法的确认 2、基于物种敏感度分布曲线(SSD)方法,建立我国常见的5类风险化合物的应急生态安全阈值 (1)构建典型风险污染物的SSD曲线,计算其应急生态安全阈值 (2)典型风险污染物应急生态安全阈值修正及水效应比研究 3、考虑区域差异对水生态系统的影响,建立适合我国流域特点的突发性环境风险水生态应急评估技术方法 (1)应急生态风险表征方法的建立; (2)突发性水污染事故的水生态应急风险评估应用。
[成果] 1800060455 广东
P618.130.8 应用技术 矿产地质勘查 公布年份:2017
成果简介:该项目属沉积学应用基础研究领域。莺歌海盆地是南海重要的含油气盆地之一,由于沉积厚度巨大,潜在源区多样,传统的物源分析方法限制了优质储层识别的准确性,为油气储层的预测和评价带来很大困难,造成油气勘探长期以来未有重大突破。为此,2011年,国家设立了科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”,该项目是其23号项目课题4下面的子课题,是集地质科研和油气资源勘探应用与开发于一体的并取得理论和生产开发双突破的重大公益性项目。该项目利用国际先进的锆石原位LA-(MC)-ICPMS U-Pb年代学和Lu-Hf同位素等综合测试分析手段,对莺歌海盆地及源区开展了系统性的综合研究,认识了盆地周边供给物源的基本特征,揭示了盆地不同构造区物源时空叠置的变化规律,获得了近海油气成藏的形成条件和油气资源勘探开发与储层评价的相关技术。为深化认识南海优质油气储层资源评价、勘探和开发奠定了重要的理论基础。1)系统性地建立了物源分析的判识标志率先开展了莺歌海盆地周边源区地壳演化历史和潜在源区物源供给水系的重砂矿物、地球化学和碎屑锆石年龄频谱研究,发现海南主要提供印支期和燕山期碎屑物质,越南北部则提供大量的不同时期碎屑物质,而越南中部主要提供加里东期和印支期碎屑物质。这些源区不仅在锆石年龄组成上有明显不同,同位素、地球化学和重砂矿物组合也存在显著差异。2)阐释了东方、陵水和乐东构造区具有优质储层物源特征,建立了识别优质储层的地球化学示踪方法率先全面地对莺歌海盆地不同含油气构造区物质来源进行了时空四维分析和讨论,有效识别出该盆地最大物源区红河流域的物源特征和运移路径。指出了东方、陵水、乐东等构造有红河、海南以及越南物源的影响和叠加,同时具有高的Sr、Ba、Mn、Cu等正异常元素组合和Sr同位素比值以及低的地球化学风化指数,为优质油气储层地球化学特征。指出东方、乐东和陵水构造区是重要的天然气成藏区,具备优质储层的先天条件。3)锆石年代学物源研究成功地推动了东方13-1等气田的勘探、发现和开发锆石原位U-Pb年代学物源分析方法成功应用于储层的物源识别,为南海天然气勘探突破和储层预测提供了强有力的技术支撑,促进了东方13-1气田以及陵水25-1气田的重大发现,推动了东方13-1气田开发项目的实施,实现了南海高温高压油气勘探的重大突破。该项目共发表学术论文14篇,其中SCI论文9篇,研究成果受到国内外同行的关注和引用。依托项目培养博士研究生5名,为国家输送了高质量的科研后备人才,这些毕业生均已成为大学和研究单位的科研技术骨干。该项目所取得的创新成果,具有广泛的适用性,将对南海油气勘探和开发起到非常重要的推动作用,所取得的研究成果显著提升了中国科学家在油气研究领域的地位和国际影响力。
[成果] 1700670171 重庆
P624 应用技术 基础地质勘查 公布年份:2017
成果简介:主要技术内容: 针对重庆所处盆缘山区地质构造和地形地貌“双复杂”的特点,开展了海相页岩气地质综合评价技术与核心区优选方法攻关。采用岩心描述与分析测试相结合的方法,建立了基于有机质含量、生物化石特征和矿物组合特征的页岩岩相识别技术;依据构造几何学分析和遥感解译数据,构建了盆缘山区构造完整性和封闭性评价方法;系统研究了复杂构造条件下页岩气赋存状态及相应的测试策略,建立了较为可靠的页岩含气性评价技术;采用综合技术手段,建立了页岩气储集空间多样性和结构复杂性的表征技术。在关键技术创新的基础上,建立了5个方面18项指标的页岩气核心区地质综合评价方法和相应的指标体系。成果为摸清重庆市页岩气资源家底和推动海相页岩气勘探开发进程提供了地质评价的关键技术和方法。 技术创新点: 形成了盆缘山区海相页岩气地质综合评价关键技术系列与核心区优选方法;发明了页岩气全自动解吸仪和页岩残余气测定装置,突破了页岩真实含气量测试的技术瓶颈;运用页岩气储集空间多样性和结构复杂性表征技术,首次在页岩中发现“糜棱化”孔隙结构,揭示了复杂构造区高过成熟页岩新的富气机理;发展了基于CO2吸附和N2吸附表征页岩微孔和介孔全孔径分布的新方法,解决了微孔分布曲线与介孔及部分宏孔分布曲线在2nm附近的衔接难题;采用固体沥青激光拉曼参数确定下古生界页岩成熟度,构建了成熟度与物性的关系模型。 知识产权: 研发了具有自主知识权的成套装备1套,获发明专利授权2项、实用新型专利授权5项,登记软件著作权2项,发表论文22篇(SCI收录4篇,EI收录10篇)。 转化应用及效益: 重庆华地工程勘察设计院通过市场转化页岩含气性评价专利技术,已为重庆及周缘页岩气勘查主体提供技术服务,产生经济效益约1075万元。 有效推动重庆市页岩气资源调查评价工作,为重庆地质矿产研究院实现5000万财政地勘资金技术资本转化提供基础支撑。 项目成果为重庆页岩气产业股权投资基金在投资策略上提供理论指导,促进页岩气产业发展。 社会应用及效益: 项目成果为国投重庆页岩气开发利用有限公司、重庆矿产资源开发有限公司的勘探部署、区块探矿权延续与范围变更提供了重要参考依据。建立了国土资源部页岩气资源勘查重点实验室等4个省部级科研平台,培养了国土资源部页岩气科技创新团队,推动重庆页岩气资源勘探技术不断进步。
[成果] 1800060129 广东
X703.1 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2017
成果简介:1、项目所属科学技术领域:资源环保。 2、主要内容:从污泥产生的整个生命周期考虑,利用污染物源头减量的清洁生产思想,优化现有污水处理工艺,在不影响原有工艺运行状态的情况下,通过引入专利设计的厌氧反应器及特有的运行方式建立新的工艺系统,减少污水处理工艺剩余污泥的产生,从而实现从源头减少污泥产生量。项目按照实验室小试、中试和生产应用示范的技术路线,建立了完善的具有污泥源头减量特性的MOSA污水处理新工艺。项目组开展了MOSA工艺优化和污泥减量化机理研究;开发和建设了一套10万m3/d规模的MOSA工艺一体化设备和示范工程,并进行了污染物去除效果和污泥特性等对比研究,2014年5月开始MOSA示范工程稳定运行,剩余污泥减量27.8%以上,联合末端深度脱水剩余污泥产生量比同期降低48.78%。 3、特点:(1)污泥减量化效果好:源头减少剩余污泥量20-70%;(2)工艺简单:只需增加一个专门设计的厌氧反应器;(3)运行费用低,经济效益好:只需增加污泥交换和搅拌的动力,投资偿还期在4年左右;(4)理念先进:在处理污水的过程中抑制剩余污泥的产生,而不是在末端产生后才予以处理处置,从污水处理行业的“绿色工艺”。(5)处理效果好,适用性强:改造后对污水处理出水无不利的负面影响,可适用于所有城市污水处理工艺的新建或改造。 4、促进环境进步及应用推广情况:MOSA工艺的减量化机理建立和完善是该课题的主要成果,课题组通过小试、中试和示范工程研究最终建立了基于慢速增长微生物理论的MOSA减量化机理,同时课题组也从物理化学角度研究了减量化机制,创新性的提出了EPS的顺序提取技术。课题组建立了10m3/d的A/O-MOSA和120m3/d的UNITANK-MOSA工艺中试模型,分别实现34%和48%的污泥减量化效果,并通过化学除磷解决了TP去除效率低的问题。所建立了10万m3/d规模的示范工程稳定运行两年以上,并获得了27.8%以上的污泥源头减量化效果。在技术开发和推广应用中攻克了反应器的最佳运行参数、大型反应装置的搅拌、高效的磷的去除、系统的设备化成套化和自动化等关键问题。该项技术已经完全具备了产业化的条件,已经成功应用在佛山镇安污水处理厂10万m3/d规模的示范工程中,其中一期的5万m3/d规模的示范工程已经从2014年开始运行,已经稳定获得了34.5%的减量化效果。二期的5万m3/d规模的示范工程已经从2015年10月开始运行,已经稳定获得了27.8%的减量化效果。MOSA工艺可以应用于国内所有的城市污水处理厂,以及具有生化工艺的其他各类污水处理厂的新建和改建中,其应用范围广阔,显著提升污水处理行业清洁生产水平。
[成果] 1700410013 广东
[TF124.32, TF125.2] 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目是在申请者团队发现PbCrO3立方钙钛矿压致等结构相变现象的基础上,拟进一步对其相变机制开展实验和理论研究。研究计划包括用大压机合成出PbCrO3立方钙钛矿样品,通过高压电性研究了解高压相的导电行为,通过X射线吸收和Raman光谱测量技术探测样品原子尺度结构变化,合成掺杂样品探讨A位置掺杂对相变的影响,在类似化合物中寻找可能存在类似相变的化合物。在此基础上,试图从理论上描述PbCrO3立方钙钛矿的相变现象,探讨相变的物理机制。该项目执行过程中,基本按上述研究计划执行。 课题组在大压机上进行了高温高压合成PbCrO3立方钙钛矿的实验研究,通过大量的实验条件摸索,总结了合成PbCrO3立方钙钛矿的较佳合成条件,并获得了纯度较高(~95%)的样品。在此基础上,对PbCrO3立方钙钛矿进行了高压、高温高压的电阻测量实验,结果表明PbCrO3立方钙钛矿低压相和高压相的电学性质有明显的差别,高压相的电阻比低压相明显较低。通过温度与电阻关系的测量,表明高压相仍为半导体,这与已有的计算结果不一致。研究结果发表在Chinese Physics Letters(2013, 30, 117201)。 利用大压机合成的PbCrO3立方钙钛矿样品,利用金刚石压腔设备在静水压力条件下对其进行高压原位X射线衍射测量,实验结果进一步证实了课题组发现的压致等结构相变现象,相变压力~2GPa,相变导致~10%的体积。从衍射线宽来看,高压相衍射线较窄,而低压相衍射线明显宽化。这些证据表明高压相为典型的立方钙钛矿结构,而低压相则可能存在某种无序现象。这些结果与已有的实验研究结果一致,而与最近发表的理论研究结果关于低压相的畸变机制不一致。课题组也开展了一些理论研究工作,主要考虑低压相的电子结构模型,但仍未获得与实验一致的研究结果。这表明对于低压相的结构模型的认识仍有限,还需要更多的证据来建立合理的结构模型。 对(Pb0.9,Sr0.1)CrO3、(Pb0.8,Sr0.2)CrO3两种掺杂成份的样品,在金刚石压腔中进行了钙钛矿相高温高压合成和同步辐射高压原位X射线衍射的测试工作。在两个样品中均发现了体积明显不连续的相变现象,表明A位掺杂并不导致电子相变现象的消失。课题组也对SrCrO3立方钙钛放进行了高温高压合成和高压原位XRD的测试工作。利用金刚石压腔设备在高温高压条件下合成了SrCrO3立方钙钛矿,压力-体积关系表明没有相变现象,这与已有文献报道的在~4GPa发生Mott转变的实验观察不一致。 项目任务书中设计的Raman测试工作没有得到结果。这一任务主要是想探测PbCrO3立立钙钛矿原子尺度可能存在的无序情况。课题组对大压机合成的样品进行了Raman光谱测试,虽然几经努力,仍没有获得有价值的数据。分析原因,很可能是样品确实没有Raman信号,即使其原子尺度存在某种无序方式,这种无序方式不产生Raman信号。当然,课题组不能因为测不出Raman信号就排除其存在的可能性,也许是因为极其微弱以致难以测出。PbCrO3高压XAFS测试的工作,高能所胡天斗研究员安排其研究生吴敏专门做这一工作,并与本人就有关问题有深入的交流和探讨,故此课题组没有开展这一工作。吴敏的研究结果发表在Journal of Physical Chemistry C(2014, 118, 23274)。总体来看,课题组现在已开展的实验和理论研究,仍不能阐明PbCrO3立方钙钛矿等结构相变的物理机制。由于这是一种稀有的相变类型,可资借鉴的研究成果有限,其物理内涵仍有待于进一步的实验证据来加深理解并对理论模型进行约束。实际上,在课题组报道PbCrO3立方钙钛矿等结构相变现象后,陆续有实验和理论研究团队对这一现象进行研究,相关的研究成果发表在Physics Research B, Journal of Applied Physics, Journal of Physical Chemistry C等主流刊物上,虽然对高压相的认识基本一致,但对低压相的认识仍没有一致的观点。 课题组还开展了一些相关化合物钙钛矿结构合成和高压原位结构研究,试图发现相似的相变现象。利用金刚石压腔高压设备在高温高压下合成PbVO3钙钛矿,并在静水压力条件下原位表征了其四方钙钛矿到立方钙钛矿的相变现象,相变压力范围2.7-6.4GPa,相变导致体积变化10.6%,并从理论上阐明了这一压致相变的电子相变机制。研究结果发表在J. Phys.: Condens. Matter(2012, 24, 435403)。利用金刚石压腔高压设备在高温高压下合成了PbGeO3立方钙钛矿新相,在低压下发生了非晶化,没有得到文献上报道的PbGeO3立方钙钛矿低压相。结合课题组的实验结果与文献上的报道,PbGeO3立方钙钛矿很可能存在类似于PbCrO3立方钙钛矿压致等结构现象。该研究结果发表在American Mineralogist(2012, 97, 1193)。 为探索在地球深部硅酸盐中是否也存在类似PbCrO3立方钙钛矿的电子相变现象,课题组对SrSiO3进行了高温高压合成和高压原位XRD测试工作,发现在下地幔温压条件下,SrSiO3为立方钙钛矿结构,这是SrSiO3立方钙钛矿高压相的首次发现。随着压力降低,SrSiO3立方钙钛矿发生非晶化,而没有出现PbCrO3立方钙钛矿那样发生电子相变现象。该研究结果发表在American Mineralogist(2013, 98, 2096)。
[成果] 1700320322 广东
P573 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属矿物学研究领域。地球系统的重要界面过程均受控于矿物表面。矿物表面反应性研究是人们认识地球系统物质循环和利用矿物资源的关键基础。长期以来,由于缺乏对矿物表面反应性的分子/原子水平的认识,不仅制约了人们对一些重要地质过程的理解和把握,还严重影响了矿物资源的高效利用。随着现代分析技术在矿物研究中的应用,矿物的许多特殊结构和表面性质逐渐为人们所认识,并成为当前地球科学研究的前沿领域。该项目通过对具有纳米层状结构的粘土矿物和纳-微米孔结构的硅藻土等矿物的系统研究,揭示了矿物微结构与表面反应性的本质联系,阐释了可控性及其表-界面作用的微观机制,为深刻认识地球系统的物质循环和矿物资源的高效利用奠定了理论基础。该项目的重要发现如下:1)从原子/分子水平揭示了矿物的微结构特征及其对表面反应性的制约机制:率先建立了矿物表面反应性研究的分子探针方法,阐释了表面基团、原子配位结构等制约矿物表面反应性的关键机理;发现了随机缺陷对粘土矿物的热稳定性和相变机制具有重要约束,解决了一个困扰粘土研究者二十多年的难题;创造性地揭示了非金属矿物纳米结构与表面反应性的内在联系。2)阐释了矿物结构与表面反应性的可调控性及其机制:率先在国际上开展了粘土矿物表面的有机修饰研究并创建了系列调控方法,从原子尺度阐释了有机硅烷嫁接反应机制,开拓了矿物表面反应性调控的新方向;揭示了“粘土矿物性质—插层剂负载量—有机粘土结构与性能”的本质联系,相关工作成为国际上有机粘土研究的范例;发现了柱撑粘土中的层离型结构,突破了无机盐水解法只能形成层间微孔的传统认识,被国际同行认为是对柱撑粘土领域的一个重要贡献。3)阐明了矿物与环境物质界面作用的过程与微观机理:创建了矿物的原位表征方法,首次阐明了有机粘土在水环境中的原位结构特征及其对污染物吸附的微观机制;揭示了“矿物-纳米颗粒”复合体系去除重金属的协同作用机制,发现了粘土矿物对重金属离子的锁定效应,完善和发展了矿物对重金属的界面吸附理论。该项目的20篇主要论文被SCI他引1179次(他引总数1313次),其中8篇代表性论文SCI他引680次(他引总数751次)。3篇论文被ESI认定为“TOP 1%高被引论文”,1篇论文入选“中国百篇最具影响国际学术论文”。
[成果] 1700280357 广东
[P571, P185.83] 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2016
成果简介:该项目属于矿物学和地球与行星科学基础研究。矿物是构成陨石和地球岩石的基本单元,在一定的物理化学条件下稳定。当压力和温度条件发生改变,矿物的组成、结构和性质等行为也会发生变化。自然中的超高压地质作用主要与太阳系星球之间的超高速碰撞和巨大星球内部有关。探索超高压下矿物的变化特征是当今世界高压矿物学和地球与行星科学的研究热点,不但为揭示星球物质的冲击效应、历史和地球陨石坑遗迹提供关键证据,而且是探索地球深部物质组成和性质的重要途径之一。该项目以中国的特殊地质构造和陨石为研究对象,通过地质样品分析和高压实验等途径,在矿物冲击效应、中国陨石坑地质构造、矿物高压相转变特征和规律等方面取得了一系列重要新发现和新认识,主要成果包括:中国第一个陨石坑的证实。根据国际学术标准,证实了中国岫岩陨石坑的星球撞击起源。岫岩陨石坑位于中国辽东半岛北部,是一个直径1.8公里的环形凹坑,撞击事件发生在距今5万年前。该项研究在该陨石坑中发现了一系列国际学术界公认的地球陨石坑关键地质标志,其中包括超高压矿物、矿物面状变形页理、矿物击变玻璃等矿物冲击变质诊断性证据,揭示了该坑的地质构造特征和形成演化历史。2010年12月,岫岩陨石坑得到了国际陨石坑科学界的正式承认,实现了中国陨石坑研究零的突破。新矿物谢氏超晶石等的发现。这是首次在自然界中发现的具有后尖晶石结构的超高压新矿物,产出在冲击变质陨石中。尖晶石和后尖晶石结构矿物的高压相转变通常被认为是地球深部的重要相转变类型之一,但一直缺乏天然物质证据。该发现首次提供了尖晶石结构矿物发生高压相转变的天然证据,为探索这类矿物的冲击效应及其在地球深部的相转变特征和规律提供了新的认识。新矿物涂氏磷钙石的发现。这是第一个被发现的天然磷酸盐超高压新矿物,产出在冲击变质陨石中。该矿物稳定的压力条件类似于上地幔底部到下地幔上部之间区域,是地球深部大半径亲石元素和稀土元素等的重要载体相之一。钙钛矿等结构相变的发现。通过PbCrO3和PbGeO3高压实验研究,首次发现了立方钙钛矿压致等结构相变现象。这种奇特矿物物理现象的发现为探索下地幔主要矿物的相转变以及地幔物质的物理性质提供了新认识。该项目20篇论文他引262次(SCI他引210次);10篇代表性论文他引162次(SCI他引136次)。岫岩陨石坑的证实被国家自然科学基金委员会指出填补了中国该类型地质构造的空白,被中国科学院列入全院2009年度基础前沿研究重要进展,入选广东省改革开放以来取得的“全国率先”科研成果,为中国今后的陨石坑科学研究和科普教育提供了一个重要基地。谢氏超晶石等的发现被美国PNAS发表专题文章高度评价,入选中国地质学会2008年度十大地质科技成果。该项目工作显著提升了中国在陨石坑和矿物高压相转变研究的国际影响力和地位。
[成果] 1800120199 江苏
P612 应用技术 基础地质勘查 公布年份:2017
成果简介:该项目以华夏地块内“南岭成矿带”和“武夷成矿带”为重点研究地区,选取典型矿集区及区内有色稀有多金属矿床,以不同类型花岗岩成因及成矿专属性为主线,围绕“陆壳再造过程中的构造-岩浆活动与巨量金属成矿机理”这一关键科学问题开展研究工作,主要研究内容包括:①华夏地块陆壳再造过程、花岗岩时空演化与壳幔作用;②陆壳再造过程中元素迁移富集机理、成矿专属性与典型矿床成矿作用;③华夏地块有色稀有多金属矿床成矿规律。
[成果] 1600040091 广东
P619.231 应用技术 地质勘查技术服务 公布年份:2015
成果简介:广东省的粘土矿物资源非常丰富,但利用还处在一个低水平的层次。深入研究粘土矿物的表面反应性,在此基础上探索建立粘土矿物的有机改性方法与技术,是提升广东省粘土矿物资源的利用水平和经济附加值的重要途径。该项研究拟在已有的工作基础上,选择不同晶体化学特征的高岭石和蒙脱石为研究对象,经活化处理后,研究其表面固体酸浓度等的变化;然后以强极性有机小分子、表面活性剂和有机硅为改性剂,采用插层和有机硅嫁接方法对粘土矿物进行有机改性,探讨粘土矿物晶体化学特征、活化处理及不同改性方法对有机粘土结构与性能的影响,建立粘土矿物有机改性经济可行的方法与技术,为广东丰富粘土矿物资源的利用提供技术与理论支撑。该项研究不仅可以开拓粘土矿物研究的新领域,促进矿物学与材料科学的交叉与发展,而且对提升中国粘土矿物资源的利用水平和经济附加值,促进经济可持续发展均有重要意义。该项研究获得了如下认识:1、揭示了高岭石的表面反应性、嫁接条件对产物结构的影响。高岭石的结晶度越高越易于极性分子的插层和有机硅烷的嫁接,产物结构的有序性也越高;同时,插层剂的分子构型对嫁接产物的结构有明显影响。当反应温度高于插层剂沸点时,有利于嫁接反应的进行;在高于插层剂沸点低于有机硅沸点的温度条件下,层间残余的插层剂与有机硅烷呈假双层排列;当温度高于有机硅沸点时,有机硅以平卧单层模式嫁接于高岭石内表面。极性较大的溶剂容易吸附在高岭石表面,阻碍有机硅烷与高岭石表面羟基间的缩合;极性较弱的溶剂更有利于嫁接反应的进行。2、阐明了蒙脱石嫁接反应的特征及其产物结构与性能的影响因素。蒙脱石的嫁接反应包括插层和缩合两个反应过程,嫁接位置包括蒙脱石片层的内表面和端面;酸活化有利于有机硅烷的插层,并提高其表面憎水性;在气相条件下,负载的有机硅烷包括嫁接、插层和表面吸附三种状态。在含水的溶剂中,嫁接反应会产生"锁定"效应;在无水条件下,有机硅烷仅能部分"锁定"蒙脱石片层,表面活性剂依然可以进入蒙脱石层间。对于Keggin-Al柱撑蒙脱石,有机硅烷既可同时嫁接到Keggin-Al柱和蒙脱石表面;非极性溶剂有利于嫁接反应,而极性溶剂对有机硅烷的水解有抑制作用,不利于嫁接反应,但产物具有较高的比表面积和孔容;热处理会使Keggin-Al离子脱羟,导致嫁接量减少。有机硅烷嫁接的Keggin-Al柱撑蒙脱石能同时吸附有机和无机污染物。3、建立了有机硅烷嫁接粘土结构与性能的调控方法,阐明了其调控机制。设计并建立了合成有机硅烷嫁接阴离子型粘土的三种方法,并获得了系列不同结构、形貌和有机硅烷嫁接方式的阴离子型粘土,有机硅烷嫁接粘土具有较好的热稳定性。阐明了有机硅烷和表面活性剂调控粘土结构和形貌的机制。该项研究已发表SCI论文12篇,SCI他引总次数77次,获国家发明专利1项、申请发明专利3项。参加项目的研究生中有2人次获"中国科学院院长奖学金特别奖"、"中国科学院优秀博士论文"等奖励,项目骨干成员获"侯德封"奖、"丁颖科技奖"等,1人入选"新世纪百千万人才工程"国家级人选;2人担任国际学术期刊的副主编和编委。
[成果] 1700020609 广东
[X705, X799.3] 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2015
成果简介:充分利用垃圾自身产生的热能,开发小型低耗的垃圾处理机,大幅降低垃圾运输费用。在不需要再外加能源(如电、油和辅助燃料等)条件下来完成垃圾热分解。安装和使用方便,废气排放达到国家规定要求,设备小型化、占地少、便于组合使用,满足不同人口数量的小城填、城市片区或企业的需求;需要时,设备可与其它热能利用设施配套。该系统在北京、重庆等地区已有初步应用。
[成果] 1700020610 广东
TU991.25 应用技术 自来水的生产和供应 公布年份:2015
成果简介:针对小区优质饮用水的二次污染问题,开发了适合小区微污染饮用水深度净化的集成技术和设备系统,有效控制了有机微污染;开发了组合工艺消毒技术(UV+氯稳定体系),从根本上解决中国管网末梢水存在的微生物风险,有效控制饮用水消毒副产物的生成。这两项技术可使饮用水水质达到中国优质饮用水标准(103指标)与美国饮用水MCL标准。同时开发了计算机远程实时控制系统,可实现对饮用水水质的在线监测。
[成果] 1700020455 广东
[X52, X171.4] 应用技术 自然保护 公布年份:2015
成果简介:针对城市中小河道环境修复,开发了系列生态修复技术和相关产品,进行了技术集成优化和大量应用。成果适用于城市中小河道水环境恢复工程,治理后可消除黑臭、水华,达到景观要求(优于地表水Ⅴ类),明显改善环境、生态和景观。治理费用控制在80-100万元/公里。结合中小河道当地地理、环境、水力条件和纳污情况,因地制宜地构建水位控制—造流曝气—微生物修复—植物修复组合技术体系。
[成果] 1700020631 广东
[X703, X799.3, X713] 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2015
成果简介:将污水通过埋在地下的散水管间歇性散布到一定面积的多层人工土填料中,污水在横向运移和向下渗滤的同时,其中的污染物通过截留、吸附及微生物分解、转化而去除。地表可规划为绿地、旱地、停车场地。建设成本1500-2000元/吨;运行成本很低(低于0.1元/吨);维护简单,无需专人管理;污水负荷大(日处理1吨污水仅需2m<'2>)且不需要专用土地;无二次污染、不排放污泥、可建于人群聚居地;运行稳定,几乎不受气候条件影响;出水达到一级A类排放标准。适用于农村、生活小区、乡镇、度假村生活污水和养殖场污水的处理和回用。已在全国八个省市建设近百个工程。
[成果] 1700020634 广东
[X703, X78, X758] 应用技术 污水处理及其再生利用 公布年份:2015
成果简介:主要应用于纺织印染废水、焦化废水、化工废水及稀土冶炼废水等各类工业废水的治理技术方向废水生物处理新型流态化反应器及其理论流态化废水处理技术理论研究;实际工业有机废水的厌氧/好氧耦合生物流化床废水处理工艺;基于生物流化床废水处理技术的高浓度有毒难降解工业有机废水处理的工程化及其装备。废水处理高级催化氧化技术基础高浓度有机废水的超临界催化氧化/还原及其耦合、有毒废水的光电协同催化氧化及基于Fenton与臭氧氧化协同反应的处理过程与工程应用。城镇污水处理生态技术低浓度污水的高效除磷脱氮及污泥减量化、生物处理尾水中惰性有机污染物的深度净化与回用技术及工程应用。
[成果] 1700020633 广东
X53 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:国内外土壤与场地修复的实践证明污染土壤或场地修复的费用巨大。课题组开发了三种相对经济而有效的修复技术。这三种技术都可根据污染物、土壤、场地具体情况,进行调节、设计相关的修复技术方案:固定化技术优点是处理费用低、易于操作。可用于多种有机、无机污染物,如:重金属、农药等。渗透反应墙技术常用于含氯有机试剂(TCE)、As、重金属处理等。微生物修复技术已成功应用于煤气厂址PAHs污染修复,石油烃污染土壤修复,农药污染土壤修复等。其优点是费用低、易操作、没有二次污染等。
[成果] 1700020632 广东
[X701, TQ] 应用技术 环境治理 公布年份:2015
成果简介:现有多数的有机废气控制设备,多基于活性炭吸附技术,由于珠江三角洲空气湿度大,该技术不能很好地解决再生频繁、活性炭失效快,以及当附加催化燃烧时,容易引发火灾等安全事故的弊端。地化所研发团队提出应用基于疏水改性分子筛材料的新型有机废气控制技术,并运用蜂窝构造极大地降低了风阻,较好地解决了这一问题。由于是单元式设计,分子筛块体可方便拆卸,进行再生或有机溶剂回收,并可同一个区域共用一处再生\加收装置。
[成果] 1600160047 广东
P57 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2015
成果简介:“非金属矿物结构与表面反应性的调控及其机制”项目属于矿物学的基础研究。项目有中国科学院广州地球化学研究所独立完成,历时六年多时间。该项目针对中国优势矿种(蒙脱石、高岭石、硅藻土等),系统研究矿物结构和表面基团的性质及其可控性,在该基础上探索矿物结构调控和表面改性的方法与技术,研制具有重要应用前景的新型矿物材料,为矿物资源的高效利用提供理论和技术支撑。相关成果在国内外矿物结构与表面反应性等研究领域产生了重要影响。
[成果] 1700280003 广东
[TU991.11, X832] 应用技术 环境监测 公布年份:2016
成果简介:该成果属于环境科学与工程技术领域。中国水污染随着经济的扩张呈流域性蔓延态势,优质水源逐渐减少,饮用水源的健康风险陡增。为保障国家经济社会可持续发展中供水水质安全,需开展水源流域健康风险识别、优质水源污染控制与治理的前瞻性研究,并形成实用技术体系。东江流域是中国发展中保护水源的一个典型,该项目以东江流域为研究对象,在水环境风险识别技术(水体生物毒性风险识别技术、痕量污染物风险识别技术、水生态风险识别技术)及在毒性控制、源控制、水华控制对策、应急处置控制系统等水环境风险系统控制总体策略等方面取得了一系列的新发现和新认识,主要成果包括:开发适用于流域水质生物毒性成套监控技术。该项目发展的基于水生生物毒性监控技术系统和网络,能有效、及时的监控污染事故的发生,填补中国科研空白,在东江流域进行应用和示范,为流域的目标水质管理提供技术支持。建立东江流域典型优控污染物清单,提出一套流域毒害污染物风险管理技术体系。通过毒害污染物的全面筛查,得到东江流域优控污染物清单,含27种物质。通过污染源筛查和源汇模拟技术,得到重点源特征污染物清单和典型优控污染物源清单,构建了东江流域毒害污染物信息数据库和流域毒害污染物研究平台,为东江水系饮用水水源地保护打下基础。建立东江流域水生态风险识别与评估技术体系。通过对东江全流域的大规模水生态调查,划分出东江流域水生态风险敏感区。对东江敏感区进行连续5年的水华风险调查监测,在此基础上编制完成了《水华风险分级与监测技术规程》(报批稿),对规范化中国水华风险监测技术体系具有技术支撑作用。在筛选出适宜东江的水生态系统恢复技术评估指标的基础上,通过计算出的综合评价指标数值,建立了水生态系统恢复评估技术体系。建立了流域污染物实时数字化监控、预警与应急处置技术系统。研发了环境数据库、模型库与在线监测网络的实时连接技术以及水动力与水质模拟结果的三维动态仿真技术,对常规污染物实现了水质实时监测、入河通量实时预报以及污染控制方案优化分析等功能。以水环境实时模型为核心,结合GIS技术,首次建立了感潮水源地水质实时预警与应急处置调度决策支持系统,应用于东深供水河段,对东江流量、石马河排水和太园泵站取水实现了优化调度。同时,在不断持续完善应急处置方案的基础上,成功处置了北江镉污染、龙江镉污染、贺江镉污染应急事件。在毒性控制、痕量污染物源控制、水华风险控制及应急处置技术的基础上,集成建立了面向未来基于生态健康的饮用水源河流水环境风险识别与控制技术体系,控制风险、维护生态、保水甘甜、发展持续(控、维、保、发)。该项目共突破关键技术14项,开发软件著作权4项,发表论文76篇(其中SCI文章19篇),取得8项授权发明专利,出版专著3本。鉴定委员会认为,项目成果为促进中国水环境管理的战略转型发挥了重要作用,总体上达到国际领先水平。
[成果] 1400520442 广东
X705 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 环境治理] 公布年份:2013
成果简介:电子垃圾的回收处理已成为社会各界广泛关注的热点。电子垃圾含有许多有毒有害物质,如含溴阻燃剂(BFRs),这些物质在回收处理过程中可能会释放到环境中,引起严重的环境污染问题,给人体健康带来重大风险。因此,该项目围绕BFRs在各种电子垃圾处理过程中涉及的化学演变等问题开展了一系列深入系统的研究工作。首先,该项目选取了三种最常用的BFRs(TBBPA、HBCD、BDE209)为代表,研究了它们在不同有机溶剂(丙酮、甲苯和甲醇)处理过程中的环境行为变化。研究发现,丙酮会引起TBBPA和HBCD的转化以及二次污染物的形成,而甲醇和甲苯对TBBPA和HBCD的转化没有影响,BDE209在三种有机溶剂处理过程中均不发生转化。另外,课题组还比较了不同温度条件电子垃圾中常见金属(如镍、铜、锌、铁等)对TBBPA和HBCD在三种溶剂中的转化反应动力学、转化途径及转化机理的影响。以上研究结果为BFRs的萃取、回收和化学定量分析提供重要的数据支撑。其次,该项目还研究了三种BFRs在不同酸处理过程(硫酸、硝酸和盐酸)中的环境行为变化。在不同的酸处理过程中,三种BFRs的转化速率、转化动力学、转化产物及转化途径均不同,造成的二次污染也不同。此外,课题组还研究了反应温度和时间对BFRs转化的影响。总体来说,TBBPA比HBCD更容易转化,而BDE209不发生转化。该研究为酸处理过程中环境风险评估、优化处理条件等提供重要的基础数据。最后,该课题分析了在O<,2>和N<,2>条件下三种BFRs在25-500℃热解动力学过程,通过数据处理拟合得到了Sigmoidal函数,该结果为在特定温度下的BFRs的裂解量进行模拟计算提供了参考。同时,课题组还分析了三种BFRs的热解产物,证实这些产物为溴代二噁英/呋喃的前体,并监测了在无氧和有氧条件下三种BFR热解过程中溴代二噁英/呋喃的浓度水平以及金属(Fe、Cu、Zn)的催化作用,同时该项目还探索了塑料对三种BFRs热裂解速率的影响,为塑料的安全回收提供了理论参考。另外,该项目还对电子垃圾焚烧过程以及城市环境中溴代二噁英/呋喃的排放特征与环境行为进行了深入的研究。在该项目实施的4年中,课题组取得了显著成绩,在相关领域国际主流杂志正式发表SCI论文17篇,培养科研骨干1名,博士生3名,硕士生1名,在读博士生2名,在读硕士生1名。
[成果] 1400520533 广东
P588.2 基础研究 自然科学研究与试验发展 公布年份:2013
成果简介:项目围绕澜沧江南段古特提斯俯冲碰撞的变形变质、岩浆作用及其动力学这一核心科学问题,通过对澜沧江南段芒怀组、小定西组、芒汇河组、德钦-维西攀天阁组、崔依比组及相关火成岩石、泰西北清迈-清莱和难河一带蛇绿岩和火成岩,昌宁-临沧-澜沧一带崇山群、澜沧群变质岩和滇西地区古生代沉积岩的野外地质和室内研究,获得了大量年代学、主微量元素和Sr-Nd-Hf-O同位素数据,已按计划完成了原设计书中研究内容。通过该项目的研究,限定了澜沧江构造带及南延之泰西北清迈带和北延之金沙江带的古特提斯主洋盆位置及其洋陆格局,确立了俯冲碰撞过程的时序格架及相关火成岩的成因及构造背景,提出了东特提斯南段晚古生代-中生代初俯冲碰撞动力学机制的新认识。主要进展包括:(1)识别出昌宁-孟连和芳县海山沉积组合,限定其大洋开启时间在早石炭世,洋内俯冲启动于早二叠世,并在弧后盆地识别出289Ma的斜长岩;确立了小黑江二叠纪弧前盆地、半坡-景洪和哀牢山一带弧后盆地构造属性,该弧盆系统空间上与泰西北清迈-清莱洋盆、嵋占和难河弧后盆地相对应,由此阐明了滇西与泰西北古特提斯主洋盆位置和二叠纪洋-陆格局的对应关系,并将其类比于现今西太平洋多岛洋体系。(2)通过变形变质和岩浆作用研究,特别是基性蓝片岩的精细研究,限定滇西-泰西北古特提斯洋内玄武岩海山直到254Ma仍有发育,主洋盆闭合时间在240Ma,随之的碰撞发生在238-230Ma,碰撞后时间被约束在205-228Ma。(3)沿澜沧江带发育巨型的临沧花岗岩基和忙怀组火山岩形成于230-241Ma,小定西组和芒汇河组玄武质岩石形成于210-216Ma,其源区分别是沉积岩源区和俯冲组分+软流圈组分改造的交代地幔,与古特提斯闭合后碰撞期岩石圈加厚及碰撞后板片断离-软流圈上涌构造背景相联系。(4)金沙江攀天阁组和崔依比组与澜沧江火山岩带并非以往所认为的同时代产物,金沙江攀天阁组流纹岩年龄为247-246Ma,主要是地壳深熔作用形成的高Si流纹岩,而崔依比组年龄为245-237Ma,是俯冲改造的富集岩石圈地幔熔融产物;金沙江带可能与哀牢山-松马构造带相连,其碰撞时间为早三叠世,略早于澜沧江-泰西北地区。
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