Water Chemistry in Estuaries Around Great Salt Lake, Utah, USA.

Author(s):  
Marek Matyjasik

<p>The Great Salt Lake (GSL) in northern Utah is a key natural resource for migratory waterfowl and the local economy. The quality and quantity of water reaching the Great Salt Lake are of concern, particularly as competing interests along source rivers, such as the Bear River, seek to divert and capture more water to meet their needs. This project presents preliminary field study and aims to improve the scientific understanding of the chemical mixing taking place where freshwater rivers discharge into the Great Salt Lake. Water samples were collected in 16 locations in mixing zones between the Bear River Bay, marshes of the mouth of the Ogden River, and shallow water zones in the Great Salt Lake. Water samples were acidified with nitric acid and filtered through 0.2 micrometer filter. Field in-situ parameters: temperature, pH, ORP, dissolved oxygen, and electric conductance were measured using Troll 9500 probe and concentrations of forty elements were analyzed in ICP-MS and ICP-OES. Field in-situ measurements indicated that pH is weekly alkaline with saline waters typically being more alkaline than fresh water. Saline waters are more reducing than fresh waters. Fresh water flows were extensive in very shallow environments. Extremely shallow environments were more affected by high salinity mud deposits. The results indicate higher concentrations of heavy metals transported from the Bear River Bay to the Great Salt Lake than from the Ogden River. The pattern of elemental concentrations is complex. Fresh water fluxes penetrate shallow saline waters over relatively long distances (hundreds of meters). The depth of lake waters was predominantly less than 0.5 meter. ICP-OES measurements showed that overall Bear River samples had somewhat higher concentrations of major ions than in in the Ogden River. ICP-MS measurements indicated similar patterns between trace elements in the Bear River and in the Ogden River. Both areas have relatively higher concentrations of Al, Fe, and Mn. Concentrations of Pb, As, Se, and Hg are also relatively high. Correlation between in-situ parameters indicates complex relationship between different elements. For example more acidic conditions do not necessarily result in higher concentration of metals. Higher concentrations of metals correlate better with more reducing conditions. Concentrations of metals did increase significantly at more acidic conditions, but they typically characterized less saline waters. We will attempt hydrochemical modeling in the next phase of this research which will be verified by laboratory experiments of mixing of waters in question. This will allow controlling the parameters since natural dynamic flow systems driven by wind in a very shallow water and freshwater fluxes flowing far into saline water bodies might compromise accuracy of thermodynamic modeling.</p>

1979 ◽  
Vol 12 (2) ◽  
pp. 237-246 ◽  
Author(s):  
Pat Burdyl ◽  
F. J. Post

2017 ◽  
Vol 32 (11) ◽  
pp. 2246-2253 ◽  
Author(s):  
Gelian Gong ◽  
Saijun Sun ◽  
Jibin Zhou ◽  
Congyin Li ◽  
Xu Liang ◽  
...  

Simultaneous in situ concentration determination by LA-ICP-MS and LA-ICP-OES.


Author(s):  
Chris Taylor ◽  

The Great Salt Lake Exploration Platform is a creative machine built to foster visual and performative research within the vastly under explored situated locale of the Great Salt Lake. GLSEP is a modular, flexibly deployable craft for a small group of people to remain upon the lake for limited durations of time, make work, and not die. Given the remote severity of this landscape the qualifier is significant. Storms appear quickly and can generate ten to twelve foot waves in tight oscillation. Coupled with the water’schemical density the lake is known to literally tear boats apart. Rather than being built and powered as a boat, with need of a marina to launch and a geometry to accommodate overland travel, the GSLEP is a deployable assembly providing necessary life support and research infrastructure (shade, fresh water, food and waste storage, solar power, communications,and evacuation provisions) to researchers operating on the Great Salt Lake, akin to off planet missions with immanent dangers and very limited rescue opportunities.


1937 ◽  
Vol 33 (3) ◽  
pp. 253-262 ◽  
Author(s):  
Claude E. Zobell ◽  
D. Quentin Anderson ◽  
W. Whitney Smith

2019 ◽  
Author(s):  
Γιοχάνες Βιντ

Η παρούσα έρευνα σχεδιάστηκε με σκοπό την αποσαφήνιση της ορυκτολογίας και της κατανομής δευτερευόντων- και ιχνο- στοιχείων, κατά τη διάρκεια της παραγωγής αλουμίνας από βωξίτη με τη μέθοδο Bayer. Η έρευνα ως μελέτη περίπτωσης τοποθετείται στην εταιρεία «Αλουμίνιον της Ελλάδος» («Εταιρεία Μυτιληναίος Α.Ε.»). Οι βωξίτες δύναται να περιέχουν έως και 50 χημικά στοιχεία σε συγκεντρώσεις πάνω από 1 mg/kg και επομένως μπορούν να χαρακτηριστούν ιχνοστοιχεία. Από αυτά τα ιχνοστοιχεία, τουλάχιστον 5 μέταλλα ή ομάδες μετάλλων (π.χ. στοιχεία σπάνιων γαιών — REEs) εμφανίζονται σε αυξημένες συγκεντρώσεις στους ελληνικούς καρστικούς βωξίτες και την ίδια στιγμή αναφέρονται ως κρίσιμες πρώτες ύλες από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Η μέθοδος Bayer συσσωρεύει αυτά τα ιχνοστοιχεία, είτε στην υδατική φάση είτε στα κύρια παραπροϊόντα γνωστά ως κατάλοιπα βωξίτη. Δεδομένων των αυξημένων συγκεντρώσεων ορισμένων ιχνοστοιχείων, υπάρχει ενδιαφέρον για την εξαγωγή ορισμένων εκ των μετάλλων αυτών ως πολύτιμα παραπροϊόντα της μεθόδου Bayer. Ωστόσο, η ορυκτολογία αυτών των κρίσιμων μετάλλων σε συνδυασμό με την κατανομή τους κατά την παραγωγή της αλουμίνας δεν είναι επαρκώς τεκμηριωμένα και κατανοητά. Επομένως, σκοπός της παρούσας διατριβής είναι (1) να εξηγηθούν τα χαρακτηριστικά κατανομής των ιχνοστοιχείων (ιδιαίτερα των REEs, σκάνδιο — Sc, γάλλιο — Ga και βανάδιο — V) και (2) να διασαφηνιστούν τα ορυκτολογικά χαρακτηριστικά των ιχνοστοιχείων (ιδιαίτερα των REEs και Sc) στις διάφορες φάσεις της μεθόδου Bayer, συμπεριλαμβανομένου του βωξίτη και των παραγόμενων υπολειμμάτων. Αντιπροσωπευτικά στερεά και υδατικά δείγματα συλλέχθηκαν στο πλαίσιο του διαγράμματος ροής της μεθόδου Bayer, συμπεριλαμβανομένου βωξίτη από έξι διαφορετικές πηγές καθώς επίσης και παραγόμενα κατάλοιπα. Επιπρόσθετα, μικροποσότητες παραπροϊόντων από τις σωληνώσεις των εγκαταστάσεων και στερεά από διάφορα φίλτρα συλλέχθηκαν και εξετάστηκαν. Η σύσταση των δειγμάτων ως προς τα ιχνοστοιχεία προσδιορίστηκε με φασματομετρία επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος με φασματογράφο μάζας (ICP-MS) και οπτικής εκπομπής (ICP-OES), καθώς επίσης με ενόργανη νετρονική ενεργοποίηση (ΝΑΑ). Οι συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων χρησιμοποιήθηκαν σε συνδυασμό με τα δεδομένα ροής για να προκύψουν ισοζύγια μάζας των στοιχείων αυτών και να διευκρινιστούν τα μοντέλα κατανομής των ιχνοστοιχείων στη μέθοδο Bayer. Τα ορυκτολογικά χαρακτηριστικά των ιχνοστοιχείων μελετήθηκαν με ένα συνδυασμό τεχνικών μικροανάλυσης. Τα γενικά χαρακτηριστικά σε μικρο- κλίμακα περιγράφονται με χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης, ενώ διερεύνηση σε νανο- κλίμακα πραγματοποιήθηκε με υψηλής ευκρίνειας μικροσκόπιο διερχόμενης δέσμης ηλεκτρονίων. Εξειδικευμένες αναλύσεις σε μικρο- κλίμακα των ιχνοστοιχείων πραγματοποιήθηκαν με ηλεκτρονικό μικροαναλυτή συνδυασμένο με σύστημα διασποράς μήκους κύματος. Επίσης, in situ αναλύσεις ιχνοστοιχείων και ταυτοποίηση ορυκτολογικών φάσεων πραγματοποιήθηκαν με φωτοαποδόμηση υλικών με λέιζερ σε φασματογράφο μάζας (laser ablation ICP-MS) και μικροσκοπία Raman, αντίστοιχα. Η εκτίμηση της κατανομής των ιχνοστοιχείων έδειξε ότι τα στοιχεία αυτά διαχωρίζονται κυρίως σε δύο κατηγορίες: (1) στα στοιχεία που διαλυτοποιούνται και συσσωρεύονται στην υδατική φάση της μεθόδου Bayer με διαφορετικά επίπεδα κορεσμού (Ga, V, Cr, As, U), και (2) στα στοιχεία που διέρχονται από το κύκλωμα Bayer και δεν διαλυτοποιούνται (Sc, REEs, Th). Όσον αφορά τα στοιχεία της 1ης κατηγορίας, μόνο το Ga και το U εισέρχονται στη σύνθεση υδροξειδίου του αργιλίου κατά τη μέθοδο Bayer. Συγκεκριμένα, το 70% της αρχικής ποσότητας Ga και το 10% του U βρίσκονται στο υδροξειδίου του αργιλίου, ενώ η υπόλοιπη ποσότητα εντοπίζεται στο κατάλοιπο βωξίτη. Διαπιστώθηκε ότι παρά το γεγονός ότι τα REE διέρχονται μέσω της μεθόδου Bayer προς τη στερεά φάση, οι ορυκτολογικές ιδιότητές τους και η χημική σύσταση μεταβάλλονται κατά τη διάρκεια της εκχύλισης του βωξίτη. Οι πρόδρομες φάσεις REE στους βωξίτες είναι κυρίως REE-φθοροανθρακικά άλατα της ομάδας του μπαστναζίτη και οξείδιο του δημητρίου (CeO2). Κατά τη διεργασία, οι προαναφερθείσες φάσεις αντιδρούν με το εκχυλιστικό μέσο και με διαλελυμένα ιόντα Ca, Ti και Fe με αποτέλεσμα να προκύπτουν REE-σιδηροτιτανιούχες φάσεις στο κατάλοιπο βωξίτη. Τελικά σχηματίζονται στερεά διαλύματα μεταξύ των ακραίων μελών (Ca,Na)(Ti,Fe)O3 και (REE,Ca,Na)(Ti,Fe)O3, ανάλογα με το βαθμό μετασχηματισμού που λαμβάνει χώρα. Είναι χαρακτηριστικό ότι οι φάσεις REE στο κατάλοιπο βωξίτη περιβάλλονται από φάσεις τιτανικού ασβεστίου (CaTiO3). Οι ορυκτολογικές φάσεις του Sc παραμένουν πρακτικά ίδιες στο βωξίτη και στο παραγόμενο κατάλοιπο. Η πλειονότητα του Sc σχετίζεται με τον αιματίτη και τον γκαιτίτη. Μικρότερη ποσότητα απαντάται σε οξυυδροξείδια του αργιλίου (βαιμίτης και διάσπορο) και στο ζιρκονίτη (zircon). Στο κατάλοιπο βωξίτη, ο αιματίτης, ο γκαιτίτης και ο ζιρκονίτης φιλοξενούν 55±20%, 25±20 % and 10±5% της αρχικής ποσότητας Sc, αντίστοιχα. Καθώς η μεγαλύτερη ποσότητα βαιμίτη/διασπόρου εκχυλίζεται κατά τη μέθοδο Bayer, το μέρος του Sc που σχετίζεται με αυτές τις φάσεις θεωρείται ότι απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της εκχύλισης και στη συνέχεια πιθανώς καταβυθίζεται στις επιφάνειες των ορυκτών που απαρτίζουν το κατάλοιπο βωξίτη.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document