黑柱石和水之间氢同位素平衡分馏的实验研究

在750-250℃温度范围内,对黑柱石-水之间的氢同位素平衡分馏进行了实验研究。研究中改进了氢同位素交换实验方法,从而保证了精度。研究结果表明,750-550℃温度范围内,黑柱石一水的分馏系数10~3lnα°_(黑柱石-水)=-30.51 10~6/T~2-59.86,550-350℃温度范围内,10~3lnα°_(黑柱石-水)与温度1/T~2间无依赖关系,其值为-105.0±0.7,.250℃时,交换率太低。文中讨论了黑柱石-水之间氢同位素分馏系数与温度、矿物晶体结构、矿物化学组成的关系及其地质意义。     

金星大气中的氘含量

金星上没有液态水。如果金星大气中的水蒸气全凝结成液态水,那么在金星表面只能形成一层深度只不过20cm的水层,而作为其姐妹行星的地球却覆盖着一个3km深的海洋。这表明金星的确很干燥。人们现在确实还不知道金星是自形成之时起就一直缺水,还是曾经一度有水,但在其演化过程中逸失了。这一点特别重要,因为一般认为水对生命来说是不可缺少的要素。金星大气中氘的含量为探讨金星演化史提洪了一条重要线索,因为普通水和氘化水的逸散速率是不同的。利用国际紫外线探测器(IUE)的高分辨模式,测定了氢的赖曼α辐射,但只求出氘的赖曼α辐射的上限,由此推断出D/H比率小于2—5×10~(-3)。这个值比由先锋号金星大探测器(PVLP)测得的结果推导出的D/H比率小2/3—7/8,因而可能表明这不是D/H比率随着高度的变化而出现的分层现象,就是该比率是一个比以前设想的要小的总比率。     

东太平洋隆起13°N热液喷口的同位素组成和气体浓度

对东太平洋隆起13°N热液的气体浓度和同位素组成进行了测定。在大多数贫Mg样品(≌5×10~(3-)mol/kg)中,气体浓度为:(3—4.5)×10~5 cm~3 STP/kg的He,0.62—1.24cm~3 STP/kg的CH_4,(10.8—16.71)×10~(-3) mol/kg的CO_2。样品含有大量由与钛取样瓶反应所产生的H_2(95—126cm~3/kg)和某些CO(0.26—0.36cm~3/kg)。CH_4和CO_2的δ~(13)C(分别为-16.6—-19.5,-4.1—-5.5)表明温度为475—550℃,而δ~(13)C_(co)与在接近取样温度的350℃下CO_2对Ti的还原所形成的一致。~3He/~4He在(7.5±0.1)R_A是非常均一的(~3He/~4He=1.0×10~(-5)),非常类似于已发表的资料以及(14—2.1)x10~6之间的CH_4/~3He比值。水的~(18)O和D显示出富集,分别为0.39—0.69‰,0.62—1.49‰。这些值相当于水/岩比为0.4—7。明显的~(18)O富集表明大洋同位素组成并没有完全被热水循环所缓冲。根据热水通量和地幔~3He通量对~3He-热函关系进行了讨论。     

天水大气降尘矿物与水作用产生羟基自由基研究

利用高效液相色谱法测定了甘肃天水市麦积镇降尘与水作用产生羟基自由基(·OH)的能力,并根据降尘中主要矿物的百分含量对降尘与水作用产生·OH进行理论和混合模拟.结果表明,天水降尘中的主要矿物组成为石英,方解石,钠长石,白云母.降尘及组成矿物成分与模拟降尘与水作用产生·OH能力大小顺序为:方解石(1.30×10^-10 mol)>理论模拟降尘(5.47×10^-11 mol)>降尘(5.34×10^-11 mol)>石英(2.90×10^-11 mol)>白云母(1.90×10^-11 mol)>钠长石(1.09×10^-11 mol)>混合模拟降尘(7.16×10^-12 mol).降尘中的矿物成分是降尘与水作用产生·OH的主要贡献者.降尘中矿物的组成和在水溶液中金属离子与有机物的溶出,降尘与水作用时的接触表面积,矿物组分之间水溶液中的相互作用,可能是导致降尘,混合模拟降尘,理论模拟降尘三者与水作用产生·OH量有所差异的原因.     

南太行山山前平原地下水和地表水氢氧同位素组成及环境意义

借助氢氧同位素和水化学方法对南太行山山前平原地下水补给运移规律进行研究,阐明人类活动对地下水的影响过程。研究结果表明:(1)区内不同水体δD、δ~(18)O、氘盈余值(d-excess)和氚同位素(T)值差异明显,深层地下水均值分别为-74.0‰、-9.4‰、1.5‰和8.73TU,浅层地下水均值分别为-72.1‰、-8.8‰、-1.9‰和17.46TU,河水均值分别为-71.3‰、-8.9‰、-0.4‰和18.60TU,工业废水均值分别为-68.3‰、-7.2‰、-10.7‰和21.11TU;(2)补给区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-68.08‰、-9.24‰和5.84‰,径流区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-62.30‰、-8.50‰和5.66‰,排泄区深层地下水δD、δ~(18)O和d-excess年均值分别为-75.14‰、-10.26‰和6.94‰;(3)深层地下水补给源包括大气降水和河水,受污染河水通过断层导水裂隙带补给深层地下水。浅层地下水补给源包括大气降水和河水,受污染河水通过河流侧渗方式补给浅层地下水;(4)受河水影响的深层地下水氘盈余值变低,T含量升高,因此结合氘盈余值与T含量可以很好地识别区内深层地下水污染过程。     

瓶装饮用水的水化学、同位素特征及其指示意义

通过对四类(天然矿泉水、纯净水、矿物质水、苏打水)36种品牌瓶装饮用水的水化学与同位素组成的分析,研究了各瓶装饮用水的水化学和同位素组成特征、水文地球化学形成作用及其水源补给循环特征。研究结果表明:瓶装饮用水的TDS变化幅度较大(7.26~638.23mg/L),纯净水和矿物质水的TDS较低(7.26~47.5mg/L),水化学类型以HCO3-Na型为主,其次为HCO3-Ca·Na型和HCO3-Ca型,Gibbs图和离子比例系数揭示了各类饮用水水源在形成过程中所发生的水化学作用;瓶装饮用水中氢氧同位素组成变化幅度较大(δD:-160.21‰~-43.96‰,δ18 O:-20.91‰~-6.00‰),其同位素组成均分布我国大气降水线附近,表明各饮用水水源主要来自于大气降水补给,西南地区水样中氢氧同位素较为贫化(δD:-160.21‰~-83.83‰,δ18 O:-20.91‰~-11.58‰),东南和华北地区则较为富集(δD:-79.68‰~-43.96‰,δ18 O:-10.9‰~-6.00‰),除东北和西北地区,其他地区氘盈余(d值)均低于全球雨水的平均值10‰,反映各水样的补给水源在形成过程中受到蒸发作用的影响;高程和温度与氢氧同位素有较好的相关性,随高度增加或温度降低,瓶装饮用水中δ18 O逐渐贫化。     

稳定同位素的动力学分馏——2.固体矿物-流体间的同位素动力学分馏

<正> 在地球化学研究中,由固相矿物和流体(特别是含水流体)组成的体系具有特别重要意义。岩浆热液过程、沉积过程以及风化过程都与固相矿物-含水流体体系有关。虽然目前已发表了一些关于重要造岩矿物与水之间的同位素平衡分馏方程,但有关它们的同位素动力学分馏性质的研究工作却做得不多,这主要     

典型温冰川区湖泊的稳定同位素空间分布特征

2014年8月对拉市海表层及不同深度湖水进行采样,分析拉市海湖水的氢氧稳定同位素的空间变化及其影响因素,探讨典型温冰川区域湖泊的水文补给特征.结果表明,拉市海表层湖水的δ~(18)O、δD值分别在-12.98‰~8.16‰和-99.42‰~-73.78‰之间波动,平均值分别为-9.75‰和-82.23‰;表层湖水的δ~(18)O及过量氘表现出相反的空间变化特征,有河水注入的区域δ~(18)O值较低而过量氘值较高;垂直方向上过量氘随深度变化较小,表明湖水在垂直方向上混合较充分,不同深度层上过量氘表现出自东向西先增大后减小的变化趋势,这可能与入湖河流的分布、湖泊所处的地理位置及自然条件等密切相关;同位素对比研究发现,拉市海的主要补给源为大气降水及河水,冰雪融水可能间接补给拉市海;对拉市海与青藏高原地区典型湖泊和非冰川区湖泊的氧同位素组成对比发现,冰川区湖泊中稳定同位素表现出明显的高程效应(拉市海除外),δ~(18)O随海拔升高而降低.非冰川区湖泊蒸发效应较为明显,同位素值明显偏正.     

水锰矿氧化水溶性硫化物过程及其影响因素

作为表生环境中易生成且分布广泛的氧化锰矿物,水锰矿参与水溶性硫化物的氧化反应,影响其迁移、转化和归趋.本研究考察了水锰矿氧化水溶性硫化物(S~(2-))的过程与产物,探讨了初始pH、氧气对反应速率与中间产物的影响,X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和透射电镜(TEM)表征水锰矿与水溶性硫化物反应固相产物晶体结构、组分和微观形貌;分光光度计、高效液相色谱仪和离子色谱仪分析S~(2-)及其氧化物的浓度与变化趋势.结果表明水锰矿氧化S~(2-)产物主要为单质S,起始pH降低可加速S~(2-)的初始氧化反应,对产物组成并无显著影响;有氧环境中单质S会进一步氧化生成S_2O_3~(2-),且水锰矿表现出良好的催化作用与化学稳定性,反应约10 h,晶体结构保持稳定.     

武汉市道路尘埃污染中磁学指标与重金属含量对比

对武汉市不同功能区的道路尘埃进行环境磁学和化学分析的综合研究.结果显示:尘埃中的磁性矿物含量在空间分布上具有较大的差异,平均磁化率为工业区(7.36×10~(-6)m~3/kg)交通沿线(5.38×10~(-6)m~3/kg)商业区(3.76×10~(-6)m~3/kg)开发区(2.26×10~(-6)m~3/kg)和风景区(2.48×10~(-6)m~3/kg).工业活动和交通因素是造成区域尘埃中磁性矿物含量升高的主要原因,地理位置和人口密度对尘埃中磁性矿物的含量也有一定的影响.岩石磁学研究结果表明:尘埃中的磁性载体以亚铁磁性矿物为主,部分样品中含有不完整反铁磁性矿物.扫描电镜和能谱分析显示:人类活动产生的磁性颗粒(铁的氧化物和铁的硅铝酸盐)一般呈球形,自然成土过程中形成的不规则状磁性颗粒(磁赤铁矿).污染负荷指数与磁化率(R~2=0.870)、饱和等温剩磁(R~2=0.665)等表征磁性矿物含量的参数呈显著正相关.因此,尘埃的磁学参数可以作为重金属含量的参考指标.     

射气闪烁法测定环境样品中镭~(226)

采用射气闪烁法,测定环境样品中(土壤,矿物和植物)天然放射性核素镭~(226)。方法准确、灵敏。其最低检测浓度为n×10~(-13)g镭/g。实验部分一、仪器与试剂 (一)仪器 1.FH-408自动定标器; 2.FD-125室内氡氘分析器。 (二)试剂 1.过氧化钠、氢氧化钠、无水碳酸钠均为化学纯; 2.氯化钡、盐酸均为分析纯。二、实验步骤 (一)样品预处理准确称取1g样品于50毫升铁坩埚内,置于550℃的马福炉内,灼烧20分钟后;加入5g过氧化钠,1g碳酸钠,     

石油及有关有机质的氢与碳同位素

<正> 对114个石油样品以及与其有关的几个有机质样品的D/H和~(13)C/~(12)C比值进行了测量。原油的δD值,其范围在-85到-181‰之间,但Kenei气田的一个馏份(-250‰)例外。原油的δC~(13)值为-23.3——     

西北干寒区冰雪融水氢氧同位素水文地质意义

该文根据Dansgoard氘盈余理论,对中国西北干寒地区(甘肃祁连山-黑河流域、新疆塔什库尔干河流域、青海阿尼玛卿山和西藏羊八井)4个典型研究区大气降水、地表水、冰雪融水、地下水的氢氧同位素组成进行了研究对比;发现冰雪融水和部分地下水的δ~2H-δ~(18)O信号均位于地方降水线和全球降水线左上方的罕见现象;进一步研究证明了δ~(18)O、δ~2H和d值在干寒、缺水而有现代冰川分布区研究天然水循环过程有奇特的效果,可以识别地下水是由冰雪融水补给的还是由大气降水补给的,甚至可以区分不同含水层地下水的补给来源,同时分析δ~2H-δ~(18)O信号和氘盈余资料,对判断有冰川、积雪存在地区地下水的补给来源和循环演化具有普遍的水文地质意义和应用价值。     

北京城区可吸入颗粒物(PM10)的矿物学研究

使用X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜技术(SEM/EDX)对北京PM10中的矿物组分进行了分析.结果表明,北京PM10中的矿物组分存在明显的季节变化规律,春季PM10中的矿物组成种类最多;秋季PM10中的矿物种类最少;在夏季PM10中,矿物的种类有所减少,却有新的物种出现,如NH4Cl、K(NH4)Ca(SO4)2?H2O、As2O3?SO3等.粘土矿物是北京PM10中含量最高的矿物,石英的含量次之,其他依次为方解石、石膏、长石、白云石以及其他矿物颗粒;北京PM10中还存在一定数量的复合颗粒,颗粒表面常有S、Cl元素的存在.     

D301R树脂对铬(Ⅵ)的吸附性能研究

在pH=2.63的HAc-NaAc体系中,D301R树脂对Cr(Ⅵ)有较好的吸附性。树脂的静态饱和吸附容量为206mg/g。用 5％NH4CI和10％NH3·H2O的混合液能定量洗脱,测得吸附速率常数k298=2.52×10~(-4)/s。吸附过程遵守Freundlich等温式。298K 时测得吸附热力学参数△H=3.33kJ/mol、△G=-6.96kJ/mol、△S=34.5J/(mol·K)。树脂功能基与Cr(Ⅵ)的配位比为1:1。     

两性与两性复配修饰膨润土增强塿土吸附Cr(VI)的研究

为了证实添加修饰黏土对塿土吸附Cr(VI)的增强作用,分别将2%、5%、8%和10%(质量分数)的200%CEC BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱)修饰膨润土(B200B)和100%CEC BS-12+100%CEC DTAB(十二烷基三甲基溴化铵)复配修饰膨润土(B100B/100D)加入到天然塿土,以批处理法研究供试土样对Cr(VI)的等温吸附特征,并对比了p H值、温度和离子强度(I)对Cr(VI)吸附的影响.结果表明:不同B100B/100D塿土(B100B/100D混合塿土)和B200B塿土对Cr(VI)的吸附量分别是CK(塿土)的1.52~4.28和1.99~5.12倍,且等添加比例下B200B塿土对Cr(VI)的吸附量高于B100B/100D塿土.10~30℃范围内,CK、2%B100B/100D和2%B200B塿土对Cr(VI)的吸附呈增温正效应;当修饰土添加比例大于2%时,温度效应由增温正效应向负效应转变.CK对Cr(VI)的吸附量在不同p H值(4~7)处理下差异不显著,而B100B/100D和B200B塿土对Cr(VI)的吸附量均随p H值升高而降低.CK和B100B/100D塿土对Cr(VI)的吸附量均随离子强度(I)的增大而降低,B200B塿土对Cr(VI)的吸附量以I=0.1 mol·L~(-1)时最高,以I=0.5 mol·L~(-1)时最低.B100B/100D和B200B塿土吸附Cr(VI)是自发的物理过程,随修饰土添加比例的增大,吸附表现为焓增、熵减特征.     

D201树脂负载[Fe(Ⅱ)EDTA]2-脱除NO过程研究

通过D201(Cl型)树脂的离子交换作用,将[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)嫁接到树脂骨架上,并以此研究该树脂对NO的吸收过程和脱除效果.主要考察了D201(Cl型)树脂嫁接[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)过程中[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)负载量、EDTA与Fe~(2+)物质的量比、络合液p H、抗氧化剂复配体系等因素对改性树脂脱除NO的影响.结果表明,D201(Cl型)树脂负载[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)能够有效地脱除NO,树脂表面残留的络合液在脱除NO过程中起到关键作用,它为NO进入树脂内部反应提供了通道;NO脱除效果随着[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)负载量的增加而提高,70 g树脂饱和负载量为12.5~15.0 mmol;当络合液EDTA与Fe~(2+)的物质的量比为1.5、p H=6时,得到的负载[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)树脂脱除NO的效果最好;烟气中的氧气对NO脱除效果影响极大,加入0.02 mol·L~(-1)抗坏血酸的复配体系能够较好地减缓氧气的影响;红外分析结果证明,[Fe(Ⅱ)EDTA]~(2-)和SO_4~(2-)一起参与了树脂离子交换过程;BET分析表明,D201树脂负载前后孔结构没有变化,树脂的大孔结构提供了较大的NO吸收接触面积.     

天然水中矿物溶解度的预测—Na-K-Ca-Mg-Cl-SO_4-H_2O体系在温度低于25℃时的化学平衡模型

对Na-K-Ca-Mg-Cl-SO_4-H_2O体系提出了一个低温热化学模型。根据已发表的二元和三元溶液的数据,模拟计算了固-液反应的含水化学形式知标准化学势。强调了低于25℃(到近-60℃)的温度范围,尽管模型参数在25—100℃温度下与较高温度下的模型参数极度吻合。二元和三元特定离子相互作用项与温度无关,因而可根据凝固点降低和矿物溶解度测量结果进行模型计算。冰-水反应的标准化学势不用本模型计算(用蒸气压和自由能来计算)。用特定的离子相互作用项来拟合固-液反应的剩余标准化学势。 根据所形成的矿物的已发表数据和把海水冷冻至共结点(约-54℃)得到的卤水组成,对模型预测的数据进行了检验。用本模型预测了所观测到的固相从冷海水中沉淀的顺序(冰-芒硝-水石盐-钾石盐-MgCl_2·12H_2O-南极石)。除芒硝外,其余所有的矿物模拟温度都在实测温度的误差范围之内。用本模型预测的卤水组成也与观测到的组成极为吻合。 本模型可以精确预测本体系中简单和复杂溶液的凝固点,也可以预测低温相平衡和矿物溶解度。以低温相平衡为基础,本模型也可用于测定多组分体系流体包裹体中卤水的组成。     

渗入加拿大艾-达什瓦湖深成侵入体中的地下水的~(87)Sr/~(86)Sr 比值:斜长石-水反应的证据

艾-达什瓦湖深成侵入体位于加拿大地盾苏必利尔构造区安大略省西北部,为一方辉安山岩套富锶长英质侵入体。较深部的Ca-Na-Cl型地下盐水的~(87)Sr/~(86)Sr比值的变化范围较窄,在0.7057～0.7070之间,与斜长石的~(87)Sr/~(86)Sr比值类似,但不同于钾长石、黑云母和全岩的~(87)Sr/~(86)Sr比值。这表明水的锶同位素组成是斜长石与水相互作用的结果。裂隙矿物石膏和方解石有相似的~(87)Sr/~(86)Sr比值,说明这两种矿物是由类似于现存深部地下水溶液晶出的。浅层Ca-HCO_3型地下淡水的锶同位素比值的变化范围较大(0.7065～0.7228),表明它们来自上覆土壤中的矿物。该地下盐水的研究结果与热力学和动力学模型是一致的,表明斜长石比其他硅盐酸造岩矿物溶解得快。这些结果可用来研究大多数位于硅酸盐母岩中的卤水。     

学校食堂、烤肉店PM2.5的微观形貌及粒度分布

使用带能谱的高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术对食堂和烤肉店PM_2.5(细颗粒物)进行微观形貌观察,研究其数量-粒度分布、体积-粒度分布特征. 结果表明:从微观形貌看,PM_2.5主要有矿物颗粒、烟尘集合体、球形颗粒、其他颗粒(生物质、食盐、纤维)4种,其中矿物颗粒有不规则和规则2种形态. 烤肉店的PM_2.5可观察到形成链状的烟尘集合体,而食堂的可观察到更细颗粒组成的链状烟尘集合体.食堂矿物颗粒分别占颗粒物总数和总体积的69.23%、80.13%;数量-粒度分布呈双峰,主要分布在0.2~0.4μm范围内,小于0.5μm的矿物颗粒占颗粒物总数的58.90%;体积-粒度分布呈单峰,集中在在1~2.5μm.烤肉店矿物颗粒和其他颗粒分别占颗粒物总数的45.67%、44.86%;数量-粒度分布主要集中在0.2~0.4μm,小于0.5μm的矿物颗粒占颗粒物总数的39.41%;从体积-粒度分布上看,1~2.5μm内的矿物颗粒体积占颗粒物总体积的比例(32.36%)最大.