高盐度浓海水的冷冻脱盐技术研究

海水经淡化技术提取淡水后，被浓缩一倍左右的剩余海水被称为高盐度浓海水。日产10万t淡水的海水淡化厂，同时产生10万t以上高盐度浓海水。随着海水淡化规模的迅速扩大，大量浓海水的排放必将对生态环境造成难以估量的威胁。目前，世界各国通常采用浓海水直接排海的方法来处理。这不但威胁了脆弱的生态环境，而且限制了海水淡化事业的发展。同时，海水中大量的化学资源被白白浪费，不符合绿色化学准则与节约资源的要求。研究浓海水资源的综合利用，不但能够缓解浓海水造成的污染，而且能够节约能耗，提高经济效益。 本论文研究了冷冻脱盐法处理浓海水的作用机理，探讨了应用冷冻脱盐工艺技术处理浓海水的效果，研究了不同实验条件下冰冻浓海水的脱盐效率，以及多次分步冷冻处理之后，得到的低盐度冰和高盐度盐水的主要离子组成和性质。并利用ICP-MS对其主要离子含量进行测定。 实验结果表明：离心机转速变化对冰冻浓海水脱盐、脱除钙镁离子的影响显著。不同离心转速条件下，对脱盐和脱除钙镁离子均有较好效果，脱除率均达到88.5%和87.4%以上。随着离心转速的提高，脱盐率提高，转速4000r/min达到最大，但是其变化幅度减小，进一步提高转速对脱盐率和钙镁离子脱除率的提高影响不大。多步冷冻脱盐的实验表明，一次冷冻离心分离，冰晶的盐度可降低99.0%。与原浓海水相比，钾、钠、钙、镁等主要离子含量降低到原浓海水的3%以下。多步离心分离之后，得到的浓盐水的盐度达到原浓海水的3.3倍。通过对微量金属离子含量的分析表明，冷冻脱盐技术对各种微量离子的脱除率不同，如铜的脱除率为94.3%,钴的脱除率为94.8%，铀的脱除率为60.6%。多步冷冻脱盐后，冰融化成水的总量达到被处理的浓海水总体积的2/3以上。

Dessalinização do solo provocada pelo excesso do íon potássio em latossolo vermelho amarelo cultivado com alface americana (Lactuca sativa L.) irrigada sob ambiente protegido

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Efeitos das variações sazonais do clima tropical úmido sobre as águas e sedimentos de manguezais do estuário do rio Marapanim, costa nordeste do Estado do Pará

ABSTRACT: To evaluate the short period climatic variations impact over Amazonic mangrove ecosystem, studies were carried out on the northeast coast of Para State. Sediments, surficial and interstitial waters were collected and examinated throughout salinity, pH and Eh (mV) measurements; mineralogical determination using X-ray diffraction and electronic microscopy. Chemical analysis of dissolved sulfides, sulfate and chloride, among others were made in samples collected seasonally, under spring and neap tides conditions. The seasonal chloride variations in the interstitial waters shows 20 g/l during the dry season and less of 10 g/l in the season; the concentration in surficial are higher at neap tides (rainy season) and spring tide (dry season). The dissolved sulfides were found only at 10 cm, indicating sediment exposure to the atmospheric oxygen advectives fluxes. The dissolved iron rates increases between 0-10 cm and the pH tends to neutrality. The saturation of interstitial waters at dry season is indicated by evaporitic minerals: gypsum and halite. The pluviometric variations are responsible by gradual changes in the nutrient and physical chemical properties of surficial and interstitial waters, into the saline equilibrium control at coastal waters, in the salinization and desalinization of sediments and the distribution of mangrove vegetation at the estuary. The prolonged exposure of sediments during the dry season and the morphological characteristics contribute to the total or partial oxidation of surficial sediments, modifying the mineralogy of sediments and the physical chemical characteristics of interstitial waters.

Afectación de los agrosistemas de la zona del Caño San Miguel por la salinización de los suelos

La degradación por salinización de los suelos regados con aguas salobres viene aumentando a escala mundial. El problema de la concentración de sales más solubles que el yeso depende principalmente del agua de riego, la aridez climática y la ausencia de drenaje. Estas condiciones se dan en el aluvium del río Limón, que es un tributario del lago Maracaibo, sito en el estado de Zulia de Venezuela. La regulación del río Limón mediante el cierre de los embalses de Manuelote y Tulé ha disminuido los aportes de aguas y sedimentos de las avenidas de inundación, que tienen carácter diluyente. Por otro lado, el balance de sales solubles en el suelo ha registrado una acumulación neta en los años de extrema aridez anteriores al año 2006, dado que la mayor dilución de las aguas ombrogénicas embalsadas procedentes de las lluvias no ha sido suficiente para compensar la concentración por evapotranspiración “in situ” de las aguas retenidas en la cuenca baja, sobre todo en ausencia de desagüe superficial y drenaje profundo. Las inundaciones posteriores a 2006 fueron suficientes para disminuir la salinidad superficial hasta los valores encontrados en 2010. El estudio experimental de esta problemática en el sector del caño San Miguel ha sido abordado mediante el establecimiento del perfil de salinidad acoplado con el perfil hipotético de humedad usado en la taxonomía de suelos. Este perfil define la disponibilidad del agua del suelo para la vegetación en función de tres potenciales: 1) el potencial físico-químico o matricial, que depende de la energía de adsorción a la superficie de las partículas; 2) el potencial gravitatorio, que depende de la profundidad; y 3) el potencial osmótico, que depende de la concentración de la solución del suelo; lo que supone un avance respecto a tener en cuenta sólo el perfil de humedad, que solamente considera el potencial gravi-químico integrado por el matricial y el gravitatorio. El perfil normalizado de 200 mm de de agua útil, retenida entre 33 y 1500 kPa de succión, incluye ocho fases gravi-químicas de 25 mm. La presente investigación incluye el potencial osmótico estimado por la conductividad eléctrica del extracto de pasta saturada. Los experimentos de lavado de sales en columnas de suelo, simulando la distribución de las lluvias en cinco años representativos de los cuartiles estadísticos de la serie disponible de 38 años completos, han determinado el comportamiento de las sales solubles en un suelo sometido a drenaje. Los resultados han evidenciado que el balance de sales unido al balance de agua controla la degradación de los agrosistemas por salinización. La alternativa frutícola puede ser aumentada en estas condiciones, porque el balance de sales favorece el establecimiento de cultivos permanentes a costa de otros usos del suelo de menor interés económico, como el cultivo de forrajes en regadío y el aprovechamiento de los pastizales en secano durante el barbecho de desalinización, cuya caracterización se ha completado con el estudio de la vegetación indicadora del grado de salinidad. ABSTRACT Saline degradation of soils irrigated with brackish water is increasing worldwide. The problem of salts concentration more soluble than gypsum depends on irrigation water quality, climatic aridity, and drainage limitations. These conditions meet in Limón River alluvium, which is tributary to Maracaibo´s Lake in Zulia State, Venezuela. Limón River regulation by closing Manuelote and Tulé reservoirs has diminished the input of water and sediments from inundations, which exerted dilutive effects. On the other hand, the soil balance of soluble salts has registered a net accumulation during those extremely dry years before 2006 because the greater dilution of ombrogenic dammed water coming from rain has not been enough to compensate salt concentration by “in situ” evapotranspiration in middle basin water, mainly in the absence of superficial runoff and deep drainage. Floods after 2006 were enough to reduce the high superficial salinity figures to those addressed in 2010. The experimental study of this trouble in San Miguel´s pipe area has been addressed through of the establishment of its salinity profile together to the hypothetic moisture profile typically used in soil taxonomy. This salinity profile describes soil water availability for vegetation according to three potentials: 1) physico-chemical or matrix potential, which depends on the adsorption energy of the soil solution to the surface of soil particles; 2) gravitational potential, which depends on soil depth; and 3) osmotic potential, which depends on the concentration of the soil solution. This represents an advance from just using moisture regime, which only considers the matrix and gravitational components of a gravi-chemical potential. The standardized moisture profile of 200 mm useful water being retained between 33 and 1500 kPa includes eight gravi-chemical stages of 25 mm. This research also includes the osmotic component, which is estimated by the electric conductivity of the saturated paste extract. Salts leaching trials in soil columns simulating rain distribution along five model years, representing the statistical quartiles of the available series of 38 complete years, have determined the behaviour of soluble salts in a soil being subjected to drainage. Results have evidenced that salt and water balances considered together are able to control the agrosystem’s degradation by salinization. The fruit production alternative could be improved under these conditions because the salts balance favours the establishment of permanent crops to the detriment of other soil uses of lower economical interest such as irrigated forage and non-irrigated pasture during desalinization fallow, which characterization has been completed through assessing the presence of salinity-indicator vegetation.