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系統識別號 U0026-2908201615580000
論文名稱(中文) 超臨界二氧化碳對砂岩化學性質及礦物相之影響
論文名稱(英文) Influence of supercritical carbon dioxide on the chemical characteristics and mineral facies of sandstone
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 地球科學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Earth Sciences (on the job class)
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 林奐彣
研究生(英文) Huan-Wen Lin
學號 L47031068
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 53頁
口試委員 指導教授-簡錦樹
口試委員-郭明錦
口試委員-申永輝
中文關鍵字 二氧化碳地質封存  岩石-水-超臨界二氧化碳相互作用  微量元素溶出  礦 物相  砂岩 
英文關鍵字 carbon dioxide geological sequestration  the rock - water - supercritical CO2 interaction  dissolution of trace elements  mineral facies  sandstone 
學科別分類
中文摘要 本研究使用砂岩樣品模擬二氧化碳地質封存實驗,探討砂岩及地層水之化學性質及礦物相變化。評估二氧化碳地質封存後,儲存層(砂岩)與地層水間相互反應後有毒微量元素是否釋出於地層水中,而對地下水水質造成影響。砂岩主要礦物組成為石英(Quartz)、微斜長石(Microcline)、鈉長石(Albite)、伊萊石-蒙脫石(Illite - montmorillonite)、斜綠泥石(Clinochlore)、白雲母(Muscovite)等,經砂岩-水-超臨界二氧化碳相互反應後,由SEM / EDS儀器發現有矽酸鹽類礦物及硫化鐵(FeS)等次生礦物生成。實驗結果顯示砂岩加入含有鹽度26.3 ‰模擬之地層水與超臨界二氧化碳反應後,其中砂岩於浸泡40天及反應20天後之Cd濃度(63.4 μg/L)及Pb濃度(627 μg/L)超出國家主要飲用水標準(Cd為5 μg/L、Pb為15 μg/L);浸泡10、20、30、40天後,以及浸泡40天後反應20、80天後之Mn濃度分別為226 μg/L、201 μg/L、393 μg/L、75.6 μg/L、85.9 μg/L、113 μg/L超出國家二級飲用水標準(Mn為50 μg/L)。然而,砂岩加入未含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應後,其中砂岩於浸泡40天後及反應20天後之Cd濃度(32.2 μg/L)及Pb濃度(85.3 μg/L)超出國家主要飲用水標準(Cd為5 μg/L、Pb為15 μg/L);浸泡10、20、40天後,以及浸泡40天後反應20、80天後之Mn濃度分別為202 μg/L、284 μg/L、92.1 μg/L、50.0 μg/L、67.7 μg/L超出國家二級飲用水標準(Mn為50 μg/L)。
英文摘要 This research aims at understanding the effects of chemical characteristics and mineral facies of sandstone and formation water from the simulation experiments of rock-water- supercritical CO2 interaction. This is to assess if the toxic trace elements can be dissolved and released into formation water from sandstone in the CO2 storage layer after CO2 geological sequastration, resulting in affecting of groundwater quality. The experimental results revealed that the concentrations of Cd and Pb in water exceed the national drinking primary standard as a result of sandstone- 26.3 ‰ salinity water- supercritical CO2 interaction after 40 d of sandstone immersion and 20 d of interaction. In addition, Mn concentration exceed the national drinking secondary standard after 40 d of sandstone immersion and 20 d and 80 d of interaction. Similarly, the concentrations of Cd and Pb in water exceed the national drinking primary standard and those of Mn in water exceed the national drinking secondary standard as a result of sandstone - salinity water- supercritical CO2 interaction after 40 d of sandstone immersion and 20 d and 80 d of interaction.
論文目次 摘要 I
EXTENDED ABSTRACT II
誌謝 V
目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
1.3 本研究之重要性及知識缺口 3
第二章 文獻回顧 4
第三章 研究方法 7
3.1 實驗樣品 7
3.2 實驗流程 7
3.3 實驗設備 8
3.4 分析儀器 9
第四章 結果與討論 12
4.1 Y-6號井砂岩之化學成分及礦物組成 12
4.2 超臨界二氧化碳對飲用水之影響 13
4.3 超臨界二氧化碳對砂岩與含有26.3 ‰鹽度及未含有鹽度之模擬地層水反應後水溶液中主要陽離子之影響 20
4.4 超臨界二氧化碳對砂岩與含有26.3 ‰鹽度及未含有鹽度之模擬地層水反應後化學成分之影響 24
4.5 超臨界二氧化碳對反應後砂岩中礦物相之影響 33
第五章 結論 38
參考文獻 40
附錄一 砂岩浸泡於含有鹽度26.3 ‰之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應後水溶液中微量元素之濃度變化 42
附錄二 砂岩浸泡於未含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應後水溶液中微量元素之濃度變化 43
附錄三 砂岩浸泡於含有鹽度26.3 ‰之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應後水溶液中陽離子之濃度變化 44
附錄四 砂岩浸泡於未含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應後水溶液中陽離子之濃度變化 45
附錄五 原始砂岩與浸泡於含有鹽度之模擬地層水 10、20、30、40天後岩石中微量元素之濃度變化 46
附錄六 砂岩浸泡於含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應前後岩石中微量元素之濃度變化 47
附錄七 原始砂岩與浸泡於含有鹽度之模擬地層水 10、20、30、40天後水溶液中微量元素之濃度變化 48
附錄八 砂岩浸泡於含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應前後水溶液中微量元素之濃度變化 49
附錄九 原始砂岩與浸泡於未含有鹽度之模擬地層 水10、20、30、40天後岩石中微量元素之濃度變化 50
附錄十 原始砂岩與浸泡於未含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應前後岩石中微量元素之濃度變化 51
附錄十一 原始砂岩與浸泡於未含有鹽度之模擬地 層水10、20、30、40天後水溶液中微量元素之濃度變化 52
附錄十二 原始砂岩與浸泡於未含有鹽度之模擬地層水與超臨界二氧化碳反應前後水溶液中微量元素之濃度變化 53
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