煤炭是保障我国国家能源安全的压舱石，采煤活动会产生大量矿井水。煤矿矿井水呈现出高悬浮物、高矿化度、高硫酸盐和酸性即“三高一酸”的特征，成为区域环境的潜在污染源，尤其是金属污染风险更为突出。矿井水溶解有机质（DOM）含有羧基、羟基、氨基和芳香环等反应性官能团，具有高迁移性和化学活性，会显著影响区域生态系统生物地球化学循环。本书调研了全国典型矿井水溶解有机质的组成，针对某矿井阐明DOM来源、煤质对DOM组成的影响、微生物对碳代谢的影响、DOM协控铁的环境行为、矿井水胶体有机质的组成，以及矿井排水对河流胶体有机质的影响，为煤矿矿井水的处理与资源化利用提供重要参考。
样章试读
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究进展 3
1.2.1 煤矿矿井水研究热点与趋势 3
1.2.2 我国煤矿矿井水水质特征 15
1.2.3 煤矿矿井水痕量元素来源 16
1.2.4 溶解有机质的组成与来源 17
1.2.5 溶解有机质的环境行为 19
第2章 我国煤矿矿井水中DOM和痕量元素的组成特征 22
2.1 样品采集与测试分析方法 23
2.1.1 采样点布设及水文地质条件 23
2.1.2 矿井水化学测试分析方法 24
2.1.3 矿井水DOM测试分析方法 25
2.2 不同类型煤矿矿井水化学特征 26
2.2.1 矿井水理化性质差异 26
2.2.2 矿井水痕量元素组成特征 27
2.3 不同类型煤矿矿井水DOM的紫外光谱特征 29
2.4 不同类型煤矿矿井水DOM的三维荧光特征 30
2.5 煤矿环境对矿井水DOM组成的影响 34
2.6 本章结论 35
第3章 某煤矿矿井水DOM组成的空间异质特征 37
3.1 工作面采样分布与样品测试分析 37
3.2 某煤矿区样品理化特征 38
3.2.1 煤和岩石组分分析 38
3.2.2 矿井水化学特征 39
3.3 不同工作面矿井水DOM紫外光谱特征 40
3.4 不同工作面矿井水DOM三维荧光特征 43
iv 煤矿矿井水溶解有机质特征
3.4.1 DOM荧光组分特征 43
3.4.2 DOM荧光参数特征 45
3.5 本章结论 46
第4章 动态淋滤下水-煤作用强度对DOM组成影响特征 47
4.1 动态淋滤试验设置 47
4.2 样品测试与分析 48
4.2.1 分析测试方法 48
4.2.2 傅里叶变换离子回旋共振质谱 49
4.3 不同粒径煤淋滤液的水化学特征 49
4.4 不同粒径煤淋滤液DOM光谱组成特征 50
4.4.1 DOM紫外光谱特征 50
4.4.2 DOM三维荧光特征 51
4.5 不同粒径煤淋滤液DOM分子组成特征 53
4.5.1 DOM分子类型特征 53
4.5.2 DOM杂原子分子特征 55
4.5.3 DOM化合物组成特征 57
4.6 本章结论 60
第5章 不同成熟度煤提取液中DOM组成差异特征 61
5.1 煤样采集与预处理 61
5.2 索氏抽提试验设置 62
5.3 煤提取液测试与分析方法 63
5.4 不同成熟度煤提取液的水化学特征 63
5.4.1 煤提取液理化特征 63
5.4.2 煤中痕量元素溶出特征 64
5.5 不同成熟度煤提取液DOM光谱组成特征 67
5.5.1 DOM紫外光谱特征 67
5.5.2 DOM荧光光谱特征 68
5.5.3 DOM荧光组分特征 69
5.6 不同成熟度煤提取液DOM分子组成特征 71
5.6.1 DOM分子类型特征 71
5.6.2 DOM杂原子分子特征 72
5.6.3 DOM化合物组成特征 75
5.7 本章结论 78
第6章 煤矿不同来源DOM与Fe（Ⅲ）的结合特征 80
6.1 样品测试与分析方法 80
6.2 不同类型煤矿矿井水DOM与Fe（Ⅲ）的结合特征 81
6.2.1 不同类型煤矿矿井水DOM-Fe（Ⅲ）结合序列 81
6.2.2 Fe（Ⅲ）添加对不同类型煤矿矿井水DOM荧光的影响 82
6.3 不同粒径煤淋滤液DOM与Fe（Ⅲ）的结合特征 84
6.3.1 不同粒径煤淋滤液DOM-Fe（Ⅲ）结合序列 84
6.3.2 Fe（Ⅲ）添加对不同粒径煤淋滤液DOM荧光的影响 85
6.3.3 不同粒径煤淋滤液DOM作用下Fe（Ⅲ）的转化特征 86
6.4 不同煤质提取液DOM与Fe（Ⅲ）的结合特征 87
6.4.1 不同煤质提取液DOM-Fe（Ⅲ）结合序列 87
6.4.2 Fe（Ⅲ）添加对不同煤质提取液DOM荧光的影响 88
6.4.3 不同煤质提取液DOM作用下Fe（Ⅲ）的转化特征 90
6.5 DOM-Fe（Ⅲ）结合能力的影响因素 92
6.6 本章结论 93
第7章 高硫酸盐矿井水中DOM与微生物群落组成特征 95
7.1 高硫酸盐矿井采样点布设 95
7.2 样品测试与分析方法 96
7.2.1 水化学和DOM测试分析方法 96
7.2.2 DNA 提取、PCR 扩增和16S rRNA 基因测序 96
7.2.3 序列处理和分类单元功能注释 97
7.2.4 数据统计与分析 97
7.3 高硫酸盐矿井水水体理化特征 97
7.4 高硫酸盐矿井水DOM光谱组成特征 100
7.4.1 DOM紫外光谱特征 100
7.4.2 DOM三维荧光特征 100
7.5 高硫酸盐矿井水微生物的组成特征 102
7.5.1 矿井水微生物群落特征 102
7.5.2 理化性质对微生物群落的影响 106
7.6 不同硫酸盐浓度对微生物群落分布的影响 108
7.7 不同硫酸盐浓度对DOM荧光组成的影响 110
7.8 不同硫酸盐浓度矿井水DOM和微生物的相互作用 111
7.9 本章结论 113
第8章 氧化还原条件对矿井水DOM与微生物演化的驱动机制 114
8.1 试验设置与预处理 114
8.2 样品测试与分析方法 115
8.3 氧化还原条件对水体理化性质与DOM组成的影响 115
8.3.1 水体理化性质变化特征 115
8.3.2 SO24？浓度变化特征 117
8.3.3 DOC 浓度变化特征 117
8.3.4 DOM紫外光谱特征 118
8.3.5 DOM三维荧光特征 119
8.4 氧化还原条件对矿井水微生物组成的影响 122
8.4.1 细菌群落多样性变化 122
8.4.2 细菌群落组成特征 123
8.4.3 细菌群落功能预测 126
8.4.4 细菌群落对水中硫酸盐的影响 127
8.4.5 氧化还原环境下的微生物活动差异 127
8.5 本章结论 128
第9章 不同煤田矿井水胶体有机质组成特征 130
9.1 样品采集与测试分析方法 130
9.1.1 样品采集与预处理 130
9.1.2 胶体有机质的提取 130
9.1.3 水化学和COM测试分析方法 132
9.2 不同煤田矿井水水化学特征 132
9.2.1 矿井水理化性质 132
9.2.2 矿井水化学类型 133
9.2.3 矿井水痕量元素组成特征 136
9.3 矿井水COM组成特征 137
9.3.1 COM紫外光谱特征 138
9.3.2 COM三维荧光特征 140
9.3.3 COM荧光强度分布 142
9.4 COM与环境因子的相互关系 144
9.5 本章结论 145
第10章 矿井排水对河流胶体有机质与痕量元素迁移转化的影响 147
10.1 样品采集与预处理 147
10.2 测试与分析方法 148
10.2.1 COM的分离和提取 148
10.2.2 荧光猝灭滴定实验 148
10.3 矿井排水对河流理化特征的影响 148
10.3.1 矿井排水对河水化学特征的影响 148
10.3.2 矿井排水对河流常规离子与痕量元素的影响 149
10.4 矿井排水对河流COM组成的影响 150
10.4.1 河流COM组成特征 150
10.4.2 矿井排水对COM组成的影响 152
10.5 河流COM与Cu的结合特征 154
10.6 矿井排水对COM与Cu结合行为的影响 157
10.7 本章结论 159
参考文献 160
京公网安备 11010102004214号