三种低分子量有机酸对红壤中HCHs释放行为的影响

采用自行设计的动力学试验装置,研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中六氯环己烷(HCHs)的释放动力学行为.结果表明,10mmol/L的低分子量有机酸溶液可使HCHs的释放百分率增加7%～25%,特别在淋洗液的前200mL更为明显.水对HCHs的释放动力学数据用表观一级动力学方程拟合较好,有机酸对HCHs的释放行为更符合抛物线方程、Elovich方程或双常数方程,说明低分子量有机酸的存在使HCHs的释放机理复杂化,推测与有机酸对矿物的溶解、对矿物表面固有有机质结构的干扰有关.     

有机组分对长石溶解和次生孔隙发育的影响

在储层温度(95℃/1bar~1)和100℃/88bar)下,长石溶解于有机细分水溶液的模拟实验揭示了许多重要事实,这些事实对于含长石砂岩中次生孔隙的形成具有重要的意义。实验采用油田水中两种最常见的羧酸(草酸和醋酸),一种多元羧酸(乙二胺四乙酸,简称EDTA)和一种酚(儿茶酚)。草酸盐溶液能显著提高长石的溶解速率,但这种效应在溶液中存在钙和镁时明显受到抑制。醋酸盐的存在能有效地缓冲地下流体的pH值,进而控制长石的溶解速率。在醋酸盐缓冲溶液里,当pH值由中性降为酸性时,钾长石的溶解速率增大。然而,这些结论并不表明溶液中只有醋酸盐离子存在,若其pH值与无醋酸溶液的pH值相同时,长石溶解速率会增加,在储层条件下,醋酸通过控制pH值而不是与铝和硅配合,间接地影响长石的溶解。 有些羧酸(例如EDTA)能与铝配合而不形成不溶性钙盐,所以EDTA比草酸可更大程度地促进长石的溶解。邻二酚(例如儿茶酚)溶解长石比草酸更加有效。极少量这些有机组分的存在可显著提高次生孔隙的形成。 在相似条件下,富钙长石的溶解速率大于碱性长石。因此,若获得有关长石组分的更多信息,则可改进有关孔隙的预测工作。     

金在热液中的地球化学性质实验研究

通过近百次实验研究表明，金在水热条件下的地球化学行为具有以下几个特点：金在氧化条件下溶解，还原条件下沉淀；金在高温下溶解，低温下沉淀；金在碱性或酸性溶液中溶解，在中性溶液中沉淀；金在低压下溶解，在高压下沉淀；随着fs八的增加，金的溶解度随之增加；金可以[An（HS）4]、[Au（HS）2]-、[Au（Cl4）]、[Au（Cl2）]-等络合物形式存在于热液中；在热液中金普遍以An3＋的络合物形式存在，Aul＋的络合物形式次之，随着温度的升高，热液中Au1＋的含量明显增加。     

矿物纤维粉尘的环境健康效应研究

研究者运用表面化学，电化学和细胞培养等生化方法，以及IR，XRF，UV等谱学和电子微束手段，通过对主要6类不同形态矿物粉尘的特征，表面官能团和活性位分析以及电化学，溶解，毒性研究等，提出了表面介体的概念并初步验证了它的存在，从表面官能团，表面综合性状探讨了矿物纤维材料的表面化学活性一生物活性－生物持久性－生物毒性－环境安全性；提出界／膜体系来研究矿物生产生物毒性的过程和所依存的条件；对矿物粉尘在Gamble溶液，血清与生物大分子，人体有机酸，氨基酸，维生素中以及动物体内行为的研究，进一步阐明了在氨基酸／蛋白质／功能膜以及含有外露蛋白质的其它有机体单元中粉尘的溶解，反应，络合与破坏，粉尘中的硅成分在体内的残留，溶解，运移方式，选择性吸附体液中的脂－醇类物质，红细胞及其残片，粉尘与体内物质交换及免疫细胞的相互作用过程，提供了降低粉尘毒性的处理方式。     

对里克原理的补充

<正> 里克原理的内容:垂直应力的晶粒表面同与其接触的饱和孔隙溶液失去平衡(压力增大,溶解度增大),这部分矿物晶体就发生溶解,组成矿物的元素在这里的浓度大大增高,从而向应力分布不到的矿物晶体的侧方扩散迁移,并在那里沉淀在晶体表面,结果使矿物品粒沿垂直应力的方向增长而“拉长”。     

酸性矿山废水中铜在含铬施氏矿物上的吸附及其对矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对水体中的重金属具有较强的吸附和固载能力,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,引起重金属的释放.利用化学合成的含Cr施氏矿物,探究其在不同Cu(Ⅱ)浓度与pH条件下含Cr施氏矿物的溶解和相转变.研究结果表明,在pH~3时,含Cr施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量较少,Cu(Ⅱ)对矿物溶解的影响不明显;在该pH条件下,含Cr施氏矿物会发生相转变生成部分针铁矿,但是随着溶液中初始Cu(Ⅱ)浓度的升高,矿物的相转变得到抑制.当pH升高至pH~5时,含铬施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量显著增加,Cu(Ⅱ)主要以Cu(OH)+与Cu2_(OH)_2~(2+)的形态吸附在含Cr施氏矿物表面,而高浓度Cu(Ⅱ)存在时也会生成部分Cu(OH)_2固体直接沉淀在矿物表面,覆盖矿物的反应位点从而阻碍SO_4~(2-)和CrO_4~(2-)的释放,而且随着Cu(Ⅱ)浓度的升高,这种抑制作用显著增强.在不同pH条件下,Cu(Ⅱ)的存在能够有效促进含Cr施氏矿物的稳定性,促进矿物对重金属Cr的固载能力,这些结果对酸性矿山废水环境中施氏矿物的稳定性和重金属污染控制具有重要意义.     

白铁矿转变和黄铁矿前身物的岩相学鉴定

利用综合的关于由白铁矿合成的黄铁矿，以及由白铁矿和磁黄铁矿形成的黄铁矿的天然样品的特征，就能识别薄片中由白铁矿转变和由磁黄铁矿氧化淋滤而形成的黄铁矿。由白铁矿转变而形成的黄铁矿的特征有：其孔隙空间约为实际矿物的2％、孔隙内无副产物充填、光学各向异性（暗绿至暗红色）和呈相对于白铁矿母晶具两个取向的他形子体黄铁矿晶畴。由磁黄铁矿氧化溶解（与淋滤作用相反）形成的黄铁矿或白铁矿的特征有：孔隙空间达实际矿物的32％、黄铁矿与磁黄铁矿母晶之间有缝隙、孔隙和缝隙中充填着副产物（菱铁矿、磁铁矿和水硅铁石或其它含铁相）、光学各向同性（对黄铁矿而言）、晶面发育和相对于磁黄铁矿母晶为随机取向。由磁黄铁矿中的铁氧化淋滤（与完全溶解相反）形成的白铁矿也具有大量孔隙，但相对于磁黄铁矿母体呈优选取向。由白铁矿形成的黄铁矿可用作表征白铁矿母晶沉积期间的沉积条件为pH＜5和t＜～240℃的指示剂。紧随磁黄铁矿溶解后沉淀出的白铁矿，也可以指示矿物变换期间的沉淀条件。由磁黄铁矿氧化淋滤形成的白铁矿不能用作这些沉淀条件的证据。     

在偏硼酸锂熔融-酸溶解方法中微量难熔矿物的行为

<正> Suhr和Ingamells(1966)推荐偏硼酸锂(LiBO_2)作为大多数含硅岩石的熔剂。类似的其他含锂硼酸盐能用于X荧光法的制样。作者也曾证明了当熔块用3％HNO_3骤冷和熔解时,很容易转化成没有二氧化硅沉淀的各组分稳定的酸性溶液。该溶液可用发射光谱或任何其他技术测定包括硅在内的任一组分。另一些作者使用各种其他的矿物酸骤冷和溶解。岩石粉末用LiCO_3-H_3BO_3-SrCO_3-Co_3O_4熔融后,为了延缓和防止二氧化硅沉淀,Govindaraju(1966、1970)使用稀柠檬酸。他们均未涉及微量组分的测定。在Abbey等(1977)的评述中,对岩石分析使用硼酸锂     

生油岩与火成岩的相互作用研究初探—有机酸对火成岩的蚀变及过渡金属对有机质演化的催化作用

在发育火成岩的生油层中 ,微生物和热解作用导致生油岩有机质形成有机酸 ,这些有机酸对火山矿物中的金属元素是一种有效的溶剂和迁移介质 ,特别是能促使其中的过渡金属活化和溶解。这样造成与火成岩共存的生油岩内过渡金属含量显著增加 ,一些过渡金属是有机质成烃演化良好的催化剂。同时火山和热液活动还能向生油层提供过渡金属元素 ,从而使与火成岩共生的生油岩油气生成量大大提高。     

超临界水的物理化学性质及意义

水的许多性质在其临界区域随温度、压力的升高有着异常的变化行为，这种行为不仅控制着热液体系中的质量和热量输运过程，使得流体和对流热通量以及水溶液溶质的大多数标准偏摩尔性质在水的临界点附近接近正的或负的无穷大，而且也影响着体系中的化学过程。超临界水溶液流体与室温下的电解质溶液在许多方面有很大的差别，这些差别对水如何溶解矿物及迁移金属和配合物具有深刻的影响。     

外源有机酸添加对风化煤矸石污染释放及重金属有效性的影响

为评价不同类型有机酸对风化煤矸石污染释放的影响,通过在风化煤矸石中添加不同种类的外源有机酸(腐殖酸、柠檬酸、草酸、水杨酸)进行处理,分析稳定7d后煤矸石浸出液的特征污染组分及TCLP提取态重金属含量。结果表明:对照处理组的风化煤矸石浸出液具有典型的酸性矿山废水特征。添加少量柠檬酸、草酸和水杨酸能显著(p0.05)降低风化煤矸石浸出液的pH和Eh值、明显增加浸出液的盐度、亚铁、总铁和硫酸盐含量,然而腐殖酸处理对浸出液pH、EC、Eh无明显影响,且可降低浸出液硫酸盐含量。少量外源有机酸添加均能不同程度促进风化煤矸石中Fe、Mn、Cu、Zn元素溶出,其中水杨酸处理对4种金属元素的溶出量较大。然而4种外源有机酸处理则能有效抑制Pb溶出,其中柠檬酸、水杨酸处理抑制效果最明显。有机酸添加对风化煤矸石的重金属有效性影响表现为4种外源有机酸处理均能明显增加风化煤矸石中Mn元素的有效性,降低Zn元素的有效性,但对Fe元素的有效性影响不明显。4种外源有机酸添加对煤矸石中Cu元素有效性具有不同程度的影响,其中腐殖酸、草酸处理能明显降低Cu元素有效性,而柠檬酸和水杨酸处理则明显增加Cu的有效性。     

几种低分子量有机酸对红壤中DDTs类物质释放动力学的影响

采用自行设计的动力学试验装置,系统研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中滴滴涕(DDTs)类物质的释放动力学行为.结果表明:10 mmol/L的低分子量有机酸可使DDTs类物质的释放百分率相对于水提高15～18个百分点,特别在淋洗液的前250mL更为明显.水对DDTs类物质的释放动力学数据可用表观一级动力学方程很好拟合(R²>0.99,p<0.000 1),说明DDTs的释放可能以土壤矿物表面扩散为主,而有机酸存在体系中的该类物质的释放却更好符合抛物线方程、双常数方程,说明低分子量有机酸的存在使DDTs的释放机理复杂化,这可能与有机酸对矿物的溶解、对矿物表面固有有机质结构的干扰有关.     

Selective metal leaching from technosols based on synthetic root exudate composition

This study focused on metal release from technosols induced by synthetic root exudate (SRE). The effect of SRE composition on metal release was studied using six technosols. This was done by treating the technosols with SRE solutions having varying concentrations of low molecular weight organic acids (LMWOAs), namely oxalic, citric, and malic acids. Consequently, the physico-chemical parameters (pH and electric conductivity), Ca, Mg, Fe, Zn, and Cu release (by atomic absorption spectroscopy, AAS), chemical changes (by Fourier transform infrared, FT-IR), and organic parameters (by fluorescence) were investigated. Metal release showed to be dependent on the SRE composition and technosol characteristics. Citric acid selectively released Ca, Mg, Zn, and Cu from technosols in a concentration-dependent manner; oxalic acid showed a significant role in the release of Mg and Fe. Under relatively high LMWOA concentrations, particulate organo-mineral complexes precipitated. Additionally, technosol weathering was seen by the dissolution of humic substances and ferriallophanes, which in turn caused metal release. However, re-precipitation of these phases showed to re-sorb metals, thus underestimating the role of LMWOAs in metal release. Therefore, the selective metal leaching was highly dependent on the SRE composition and LMWOA concentrations on one hand, and on the mineral, organic, and organo-mineral components of the technosols on the other. The understanding of such processes is crucial for proposing and implementing environmental management strategies to reduce metal leaching or for the beneficial re-usage of metals (e.g., for agromining) from technosols.     

微生物对scCO2-咸水-砂岩体系中矿物反应的影响

利用Illumina MiSeq对scCO₂-咸水-砂岩体系中微生物16S rRNA基因V3-V4区进行分析,探究高压反应釜体系中微生物对scCO₂的响应及微生物对矿物反应的作用.结果显示,生物量受pH值影响较大,初始pH值为7.02,生物量11.02×10⁶gene/mL,30d时pH值降至5.65,生物量降至0.26×10⁶gene/mL;随着矿物溶蚀,90d时pH值增至5.87,生物量增至4.61×10⁶gene/mL.群落结构中,phylum Proteobacteria（52.60%（30d）,55.34%（90d））与phylum Firmicutes（46.89%（30d）,43.89%（90d））为优势菌门.在属水平,30,90d时Exiguobacterium,Citrobacter,Acinetobacter与Pseudomonas为优势菌属.产酸菌（Exiguobacterium,Acinetobacter与Pseudomonas）促进了长石与粘土溶蚀,咸水中K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,T-Fe浓度高于空白组;铁还原菌（Citrobacter）提高了Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）比值;微生物膜对Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺具有吸附作用.SEM结果显示,微生物介导下先于空白组出现菱铁矿沉淀.scCO₂-咸水-砂岩体系中适应菌能促进矿物溶蚀与碳酸盐矿物捕获.     

低分子量有机酸对红壤中硫丹释放动力学的影响

采用自行设计的动力学试验装置及平衡振荡试验,系统研究了3种低分子量有机酸(草酸、酒石酸和柠檬酸)和水对红壤中α-硫丹(-αendosulfan,αES)的动力学释放行为.结果表明,10 mmol/L的酒石酸和柠檬酸可使αES的释放百分率相对于水和草酸提高7~18个百分点,其中尤以酒石酸的效果最为明显,但水和草酸对αES的释放能力却不存在显著差异(p>0.05),αES的释放存在明显的快速和慢速释放期,特别在前200 mL释放较快;水和草酸对αES的释放动力学数据可由双常数方程和抛物线扩散方程较好描述,并不是代表简单表面扩散的表观一级动力学方程,而酒石酸和柠檬酸则更倾向于Elovich方程(R2>0.99,p<0.000 1),说明对这类立体结构较复杂的有机氯农药来说,影响其在水相中释放的主导因素已不是简单的颗粒表面扩散机制,还可能涉及到土壤颗粒内部的向外扩散机制、颗粒表面的活化与去活化作用、土壤颗粒表面的溶解及对包被在土壤矿物表面的固有有机质结构干扰造成的表面点位能量分布的不均匀等多种机制,使释放动力学的机制更进一步复杂化.     

几种低分子量有机酸对石灰岩溶蚀作用的室内模拟试验

在室内进行了几种低分子量有机酸对石灰岩颗粒(粒径0.45～1mm)的溶蚀试验,同时用盐酸进行对比试验。结果表明:各有机酸对石灰岩颗粒溶蚀作用大小的顺序为:乳酸>乙酸>柠檬酸>甲酸>草酸>丙酮酸,同类型酸中如醇酸或羧酸中,酸性较弱的酸溶蚀力反而较大。这几种酸混合后对石灰岩颗粒的溶蚀作用并未比单个酸的作用强。乳酸、乙酸、柠檬酸的溶蚀力大于盐酸。不管是有机酸还是盐酸,溶蚀石灰岩后溶液中钙离子浓度都呈对数增长,且与溶液pH值呈极显著正相关(P<0.0001);草酸反应液中的钙离子浓度与电导值呈极显著负相关(P<0.0001),其他种类酸溶液钙离子浓度则与电导值呈极显著正相关;除乙酸外,其他酸溶液电导值在反应初始阶段稍微下降后迅速上升。有机酸对石灰岩的溶蚀能力不仅与溶液中的H+和有机配位体浓度有关,而且与酸的类型、酸的强弱及反应后形成的盐的溶解度有关。     

Is the availability of different nutrients a critical factor for the impact of bacteria on subterraneous carbon budgets?

Bacteria thriving in underground systems, such as karsts, adapt to use a variety of nutrients. Most of these nutrients derive from superficial processes. This study shows that bacteria are able to differentially induce carbonate precipitation or dissolution depending on the availability of nutrients for growth. Different bacterial strains isolated from caves, representing the most common components of these microbial communities, were cultured with different carbon and nitrogen sources (e.g., acetate, glucose, peptone, humic acids) and induced changes in pH were measured during growth. Carbonate can either precipitate or dissolve during bacterial growth. The induction of carbonate precipitates or their dissolution as a function of consumption of specific carbon sources revealed the existence of an active nutrient cycling process in karsts and links nutrients and environmental conditions to the existence of a highly significant carbon sink in subterraneous environments.     

微生物与重金属相互作用过程与机制研究进展

重金属污染对土壤、地下水和农作物等会产生重大影响,并通过生物链危害人体健康.微生物在环境中广泛存在,在矿物分解、元素释放、迁移、沉淀和再富集过程中起着重要作用,进一步发掘对不同重金属具有耐受性的特异性菌株,探究其对重金属的解毒和耐受性的机制,可更好地为微生物用于环境修复工作提供理论依据.综述了微生物与环境中重金属的相互作用过程与机制以及微生物在修复重金属污染中的应用,结果表明:①微生物自身生长过程中产生的大量氨基酸、蛋白质和多肽等物质可与重金属鳌合,促进重金属的溶解和吸附过程.②重金属对微生物产生毒性影响,微生物通过氧化还原、生物矿化和甲基化等作用改变重金属元素的化学形态,降低重金属的毒性.③微生物对重金属的修复效果与重金属的存在形态有关,在实际应用中可先将重金属元素转化为易于被微生物吸附的形态,再利用特异性菌株进行生物修复.④根际微生物对植物吸收重金属起着重要的调控作用,但植物根系分泌物和微生物的新陈代谢产物对重金属形态及生物有效性的协同拮抗作用机制及其微观的界面过程尚未明晰,有待进一步研究.      

低分子有机酸对硫杆菌活性的抑制作用及对土壤重金属脱除的影响

施用有机肥能够降低污染土壤重金属溶解性和生物可利用性,但在淹水厌氧等环境中,有机肥会分解产生大量低分子有机酸,会抑制嗜酸性硫杆菌的生物活性.通过摇瓶实验研究了低分子有机酸对硫杆菌的毒害抑制效果和不同硫杆菌对各类有机酸的耐受水平.结果表明,纯体系培养下,A.ferrooxidans和A.thiooxidans活性抑制率在72 h内达到90%以上,所需甲、乙、丙、丁酸最低浓度分别为41.2、78.3、43.2、123.4 mg·L~(-1)和81.9、230.4、170.1、123.4 mg·L~(-1).其中,甲酸对A.ferrooxidans和A.thiooxidans的抑制作用最显著,A.thiooxidans相比A.ferrooxidans对4种有机酸具有更高的耐受性.新鲜重金属污染土壤在生物酸化初期(0 h)加入4种有机酸对后续土壤酸化过程影响较小,但12 h后加入有机酸却能使土壤生物酸化基本停止,导致土壤重金属脱除率大幅度下降.这为有机肥改良重金属污染土壤的生物修复可行性提供一定理论依据.