富氡地热水中δ34SSO42-、δ13CDIC同位素特征及其意义—以息烽温泉为例

贵州息烽温泉被誉为"亚洲第一氡泉",富含多种有益元素.选取息烽地热水和与其有关的地表径流水及岩溶泉水为研究对象,利用水文地球化学、δ34SSO2-、δ13CHco3-同位素等方法对区内富氡地热水中硫、碳元素来源及水-岩作用过程进行研究.结果 显示,地热水水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型,pH呈弱碱性,其阴离子...     

广东省信宜-廉江地区地热水中氟的富集过程

为查明信宜-廉江地区地热水中氟的富集过程,于2018年4月采集地热水、河水和井水样品23组,采用Piper三线图、Gibbs图和同位素分析来探究高氟地热水的化学特征和分布规律,结合饱和指数、离子比例系数和相关性分析等方法揭示了高氟地热水的富集过程.结果显示,超过65%样品F~-含量大于1 mg·L~(-1),热水样品中超过83%的样品F~-含量大于1 mg·L~(-1),高氟水的水化学类型主要为HCO_3-Na型,高氟水表现出富钠、贫钙、弱碱性的特点;氢氧同位素数据表明地热水主要来源于大气降水,高氟水循环路径相对较长;水岩作用和含氟矿物的溶解是地热水中氟的主要来源,含钙矿物的溶解沉淀,吸附解吸作用和阳离子交换作用是地热水氟富集的主要影响因素.     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明:太湖北部流域水体中的TDS平均值为355.74mg·L-1,变化范围为276.08～681.54mg·L-1,其中Ca2+和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46.2%和48.9%;其次是Na+和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35.9%和27.5%。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3--Ca2+-Na+型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论:其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发-结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论:NO3-、SO42-、K+、Ca2+和Mg2+的相关性较强,与Cl-也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量(平均值为14.74mg·L-1)反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与SO42-的相关性达到0.83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。     

广花盆地地下水化学特征及其演化分析

粤港澳大湾区(简称大湾区)建设已经上升为中国国家重大发展战略,水资源保障能力提升是大湾区建设的重点内容。城市应急备用水源建设是解决区内供水风险、保障特殊时期供水安全的重要手段,查明水环境质量状况及其演化对于备用水源地的科学建设意义重大。以粤港澳大湾区应急备用水源地-广花盆地为研究对象,采集并测试了41口监测井水样的常规化学组分,利用主成分分析、元素比值和Gibbs模型等多种方法,探讨了地下水主要离子来源及控制因子,评估了水质状况。结果表明:地下水的TDS变化范围为51.42-1 293.36 mg·L-1,Cl-为1.81-858.65 mg·L-1,淡水样占比95.1%,微咸水占比4.9%,反映地下水化学具有较大的空间差异;地下水阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,为HCO3-Ca、HCO3-Na·Ca、HCO3·SO4-Na·Ca和HCO3·Cl-Na·Ca型水;地下水的ρ(Na+)/ρ(Na++Ca2+)值为0.02-0.59,ρ(Cl-)/(Cl-+HCO3-)值为0.03-0.88,Ca/Na值为0.69-52.66,HCO3/Na值为1.28-41.64,据Gibbs模型和元素化学计量分析表明,其化学组成主要受含水层碳酸盐岩和硅酸盐岩风化控制;Na/Cl系数为0.31-6.39,局部地下水盐化明显,在北部高Cl-质量浓度区,其主要受古咸水与现代淡水混合影响,并有Na+与Ca2+离子交换,在南部的高Cl-质量浓度区,可能是海水沿流溪河咸潮上溯和河流侧向补给地下水所致;氨氮为0.05-7.50mg·L-1,有75.6%的样品超过Ⅲ类水标准,其主要来源为农业施肥、人畜粪便。由此,氨氮污染威胁地下水安全,作为应急备用水源应引起高度重视。     

偃师市浅层地下水流动系统水化学特征

在水文地质调查和样品分析的基础上,应用水化学统计、离子相关性分析等方法对偃师市浅层地下水流动系统特征和水化学特征进行分析.研究表明:偃师市地下水化学特征具有明显的水平分带性,在沿着补给—径流—排泄的方向上,地下水化学类型由SO4·Cl-Na型水向HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg型水演化.总体上研究区地下水中TDS不高,均值为515.29 mg/L,与Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-质量浓度的分布规律具有明显的正相关性,主要表现为平原地区浓度高于南北两侧的丘陵山地.图3,表1,参15.     

琼北地区地热水中氟的富集规律

以海南岛的琼北地区地热水为研究对象，对研究区的地热水、地下水和地表水水样进行测试分析，运用piper图、δ²H和δ¹⁸O图、钠碱指数等方法探究琼北地区高氟地热水的富集规律及分布特征.结果表明，地热水氟浓度均超标，平均值高达14.25 mg·L^-1；而地下水和地表水的氟含量未超标，变化范围为0.02—0.44 mg·L^-1.沿海地区到内陆地区地热水氟含量呈现逐渐增大的趋势，内陆地区平均含量高达21.69 mg·L^-1.地热水水化学类型以HCO₃-Na为主，温度、pH和地层中的含氟矿物类型对地热水氟的富集具有重要的影响.地下热水补给来源为现代大气降水，并且存在轻微的“氧漂移”现象，受到一定程度的蒸发浓缩的影响.随着文石、方解石的沉淀反应、络合反应形成的络合物以及Na⁺、K⁺置换出Ca²⁺、Mg²⁺的离子交换反应，地热水中氟浓度不断增大.     

滹沱河流域地下水水化学特征演化及成因分析

为研究滹沱河流域地下水的水化学特征及其演化规律,2018年1月(枯水期)和9月(丰水期)分别采集该地区地下水样品33组,运用Piper三线图、Gibbs图以及离子比例系数法,全面分析了研究区地下水的时空动态变化、水化学特征及其演化过程.结果 表明,研究区地下水主要的污染因子是TH和NO3-,其超标率高达69.7％和36.4％,水化学指标的空间变化主要受到人类活动、地下水埋深和地层岩性的控制,其浓度表现为岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带大于冲洪积扇地区;水化学指标的时间变化主要受到季风气候(降雨)的影响,水化学参数的浓度表现为枯水期要高于丰水期.岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带水化学类型以HCO3·SO4-Ca型水和HCO3·Cl-Ca型水为主,滹沱河冲洪积扇地下水水化学类型以HCO3·SO4-Ca(Mg)型为主.该地区地下水水化学形成主要以岩土风化-溶滤作用为主,同时受蒸发浓缩作用的影响.地下水中的化学组分主要来源于岩盐溶解和大气降水,同时,离子交换作用也有一定的贡献.     

2014年APEC期间北京及周边重点城市PM_(2.5)中水溶性离子变化特征

2014年11月北京APEC会议前后,采集了北京、天津、石家庄、保定、济南的PM2.5样品,并测定了其中Cl-、NO-3、SO2-4、Na+、NH+4、K+、Ca2+、Mg2+等8种水溶性离子的质量浓度.结果表明:(1)北京市在特殊减排期内水溶性离子浓度均有显著降低,2013年是该时段的1.2—5.2倍,会后为该时段的1.5—6.1倍.其中变化较大的是Ca2+,由2.58μg·m-3降至0.494μg·m-3,其次为SO2-4、NOx,说明土壤尘、硫化物及氮氧化物的控制尤为显著.(2)APEC期间整个北京及周边城市群地区,水溶性离子特征呈现了一定的区域性特征,二次离子占水溶性离子的80%以上,模拟方程计算可知,大气气溶胶中SO2-4、NO-3和NH+4是以(NH4)2SO4和NH4NO3形式共存.水溶性离子占PM2.5质量浓度的比重均较以往及会后降低,其中北京最低为37.8%.针对区域的阴阳离子平衡计算,阴阳离子较高的相关性(R=0.974)说明了区域呈现一定的整体性特征.会后NO-3/SO2-4比值下降,说明硫化物在减排期间浓度显著降低.污染减排措施在APEC期间对大气颗粒物中的水溶性离子污染的减轻起到了积极作用.     

奎屯河及玛纳斯河流域平原区地下水中氮素对砷迁移富集的影响

研究奎屯河及玛纳斯河流域氮素对地下水中As浓度的影响,可以深入了解研究区高砷地下水的迁移富集机理.通过对奎屯河和玛纳斯河流域的34个地下水样品的采集和测试,分析了研究区地下水的水化学成分以及地下水中硝酸盐、氨氮与砷浓度之间的关系,并探讨了地下水系统中氧化还原环境对砷迁移富集的影响.结果表明,奎屯河和玛纳斯河流域高砷地下水水化学类型分别主要为SO_4·HCO_3-Na和HCO_3·SO_4-Na型.研究区高砷地下水赋存于低Eh和NO_3~-,高NH_4~+/NT、Fe、Mn的还原性环境中,在水平上主要分布于流域的地下水排泄区、湖积平原处,奎屯河流域地下水样中砷浓度都超标且明显高于玛纳斯河流域;在垂直方向上,主要集中在80—200 m.地下水中砷浓度和NO_3~-浓度呈负相关关系,这是因为在由NO_3~-指示的处于氧化环境的地下水系统中,铁锰化合物未被还原,因此其吸附的砷的化合物也没有释放.地下水中砷浓度随着NH_4~+/NT增大而增大,NH_4~+/NT可以指示地下水系统的还原环境的强弱程度,NH_4~+/N_T越大,地下水系统还原环境越强,含砷化合物越容易产生还原性溶解,将其吸附的砷释放到地下水中,且五价砷被还原成三价砷.     

太湖北部流域水化学特征及其控制因素

为了解太湖北部流域主要河网区水质受该流域地质状况、岩石和土壤的化学风化作用以及人类活动的影响等方面,对太湖北部流域河网区主要河道水体中的主要离子进行了采样研究。结果表明：太湖北部流域水体中的TDS平均值为355．74mg·L-1,变化范围为276．08--681．54mg·L-1,其中ca2＋和HCO3-是占绝对优势的离子,分别占阳离子和阴离子总量的46．2％和48．9％;其次是Na＋和SO42-,分别占阳离子和阴离子总量的35．9％和27．5％。进而判断出该流域水化学类型是以碳酸盐岩石和蒸发岩来源为主的HCO3-Ca2＋-Na＋型。再从离子的自然起源和人类活动角度分别对水化学类型的控制因素进行分析,一方面利用吉布斯分布模式投点作图得出结论：其离子自然起源的优势机制是岩石的风化作用,而蒸发一结晶和大气降水的输入作用十分微弱,这与该流域的水文、地理、地质背景相一致;另一方面通过SPSS软件的相关关系分析得出结论：NO3-、SO42-、心、ca2＋和Mg2＋的相关性较强,与cl‘也呈正相关,说明水体中这些主要离子都具有共同的来源,其中NO3-的较高含量（平均值为14．74mg·L-1）反映了该流域受人类影响较大。尤其是NO3-与sO42-的相关性达到0．83,再次说明氮污染对该流域水体的酸化和水质变化有较大影响。     

黄河下游地区河水主要离子和锶同位素的地球化学特征

对黄河下游地区河水主要阴阳离子、锶元素及其同位素组成进行了分析.结果发现其水化学组成主要以Ca~(2+),Na~+,HCO_3~-和SO_4~(2-)离子为主,分别占阴阳离子组成的75%以上.干流与支流间在化学组成上存在显著差异,黄河干流的SO_4~(2-),NO_3~-和Cl~-具有共同的来源,而支流河水中的SO_4~(2-),NO_3~-和Cl~-来源不同.黄河下游具有较高的锶含量及较低的锶同位素组成,锶含量变化范围在0.0429 mg·l~(-1)-0.936mg·l~(-1)之间,平均含量为0.394 mg·l~(-1),锶同位素组成变化范围在0.70986-0.71139之间,平均值为0.71118,其中黄河人海口的锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr=0.70986)与现代海水锶同位素比值(0.70916)相近,表明其锶同位素组成受海水作用影响较大.对主要元素、微量元素锶及其同位素组成分析研究发现,黄河下游地区河水锶同位素组成主要源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,而人类活动的影响相对较小.由锶同位素平衡方程计算得出,黄河下游地区河水锶同位素组成由大气降水和岩石风化作用混合而成,其中大气降水对黄河下游地区~(87)Sr/~(86)Sr的贡献率约为30%,而岩石风化对其贡献率约为70%.     

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,NO_3~-以及HPO_4~(2-)/H_2P_4~-),分别考察了其对TiO_2薄膜光催化还原模拟Cr(Ⅵ)废水的影响.从上述离子的光吸收,对·OH的捕获作用以及与Cr(Ⅵ)的竞争吸附三个方面讨论了上述离子影响TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)速率的原因.结果表明,体系酸性越强,越有利于Cr(Ⅵ)的还原;在pH值约为6时,HCO_3~-,Cl~-和SO_4~(2-)对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)具有促进作用,NO_3~-具有抑制作用,H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在低浓度时具有促进作用,而在高浓度时具有抑制作用.造成上述结果的主要原因是Cl~-,SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较强的·OH捕获作用和在TiO_2表面较低的吸附能力;H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在TiO_2表面具有较强的吸附能力;NO_3~-对紫外光吸收作用降低了TiO_2表面的紫外光强度以及自身光化学反应产生了·OH.     

成都市冬季辐射雾生消过程的无机阴离子变化

分别在成都市市区和郊区采集冬季辐射雾雾水样品,pH值范围在4.58—6.39之间,平均值为5.57.离子色谱分析其无机阴离子(SO42-,NO3-,Cl-)浓度水平.结果显示,雾水中的阴离子以SO42-浓度最高(3.11mg.l-1),NO3-(0.20mg.l-1)和Cl-(0.25mg.l-1)相对较低;雾生消过程中市区和郊区雾水样品阴离子的变化规律及分布特征有显著差异.雾水中的阴离子浓度普遍低于此期间的降水.     

镧掺杂纳米材料合成及其高氟选择性吸附特性

采用共沉淀法制备了镧渗杂的纳米镁铝层状双氢氧化物材料(LDHs),获得了一类对氟具有选择性的新型吸附材料.实验表征了LDH、其焙烧产物(LDOs)以及吸附氟后的材料(F-LDHs)的微观形态、体相组成等性质的变化,通过批处理试验和吸附柱试验对其工艺特性及影响因素进行了深入分析.实验结果表明,材料经600℃焙烧10min,在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-),氟浓度为10mg·l~(-1)的配水中投加0.1g LDOs吸附240min,最高除氟率可达93.53%;在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-)的氟溶液中,镁铝铜LDOs吸附氟的容量高于镁铝LDOs;吸附柱实验中,14h时出水氟含量小于国家标准(1 mg·l~(-1));共存阴离子对材料的除氟干扰强度排序为:Co_3~(2-)>PO_4~(3-)>NO_3~->Cl~-.材料吸附氟后可用0.5mg·l~(-1)的Na_2CO_3洗脱,并经600℃焙烧10min再生,再生4次后选择性除氟效果稳定.     

农田生态系统大气氮、硫湿沉降通量的观测研究

2007年10月至2008年9月,借助自动降雨收集器(APS-2A)及自动气象观测站(VSALA-M52),在中国科学院红壤生态实验站(江西鹰潭)农田区内定位采集雨水样本,探讨了大气氮、硫湿沉降特征,估算了大气氮、硫的湿沉降向农田生态系统的输入通量.结果表明,雨水中氮、硫素的月质量浓度变异较大,全氮(T-N)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和硫(SO_4~(2-)-S)的月质量浓度,即ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(NO_3~-N)和ρ(SO_4~(2-)S)分别为1.09～7.84、0.64~6.25、0.34～1.83和0.95～7.64mg·L~(-1),均与降水呈负相关,其中ρ(T-N)、ρ(NH_4~+-N)、ρ(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性达到比较显著水平(n=11,p<0.10).湿沉降月通量F(T-N)、F(NI_4~+N)、F(NO_3~--N)和F(SO_4~(2-)-S)分别为1.0～7.84、0.64～6.25、0.17～1.54和1.22～9.15 kg·hm~(-2),均与降水呈正相关,其中F(T-N)、F(NH_4~+-N)和F(SO_4~(2-)-S)与降水的相关性均达到显著水平(n=11,p<0.05).季节上,雨水氮、硫浓度及湿沉降氮、硫通量均呈冬春>夏秋的特性.湿沉降向农田生态系统输入N 35.94 kg·hm~(-2)·a~(-1)和S45.93 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中NH4~+-N的年沉降通量为22.92 kg·hm~(-2),占湿沉降氮总量的63.75%.     

碱熔-离子色谱法测定土壤中全硫的研究

研究了用碱熔-离子色谱法测定土壤中全硫的方法,样品采用氧化镁—碳酸钠(2:1)混合熔剂,在恒温马弗炉中800℃加热1 h,使土壤中各种形态的硫转化为SO_4~(2-),冷却,用水超声浸提.离子色谱法测定.分析柱AS14A4-mm(4 mm×250mm),淋洗液0.008mol·L~(-1)Na_2CO_3、0.001 mol·L~(-1)INaHCO_3,再生液0.05mol·LH_2SO_4~(-1),流量1.0mL·min~(-1),进样体积20μL,外标峰面积定量.该方法测定土壤中硫检测限为0.8 mg·kg~(-1),在测量浓度范围内具有良好的线性关系.用该方法做精密度,相对标准偏差为3.91%.与不同地区的标准土做对比实验,所测结果跟标准值相比均在标准值范围内.实验证明该方法操作简便、快速.     

壳聚糖稳定纳米铁去除地表水中Cr(Ⅵ)污染的影响因素

以壳聚糖为稳定剂,制备纳米零价铁颗粒,TEM表征结果显示:其粒径分布范围为20—150 nm,平均粒径为82.4 nm.研究表明,壳聚糖稳定的纳米铁去除Cr(Ⅵ)的还原反应符合一级反应动力学方程.溶液中投加稳定剂壳聚糖,当壳聚糖浓度为150 mg.l-1时,80 min内表观一级动力学常数kobs约为空白溶液的2倍;干扰离子Ca2+,Mg2+,HCO3-和CO32-对壳聚糖稳定纳米铁去除Cr(Ⅵ)的批试验结果显示,Ca2+和Mg2+在80 min内使壳聚糖稳定纳米铁对Cr(Ⅵ)去除率分别降低了约20%和10%;HCO3-和CO32-的存在使去除率降低了约10%.     

不同生存环境和磷酸盐对4株溶磷菌溶磷能力的影响

利用液体培养法研究了不同NaCl浓度、碳源、氮源、溶解氧及磷酸盐对分离自小麦(Triticum aestivum)、苜蓿(Medicago sativa)根际的4株优良溶磷细菌(Lx81、Jm92、Dm84、Lx191)溶磷能力的影响.结果表明:(1)4株溶磷菌均为高耐盐菌株,其中Jm92和Din84维持较高溶磷量的NaCl浓度最高阈值分别为4%和8%,Lx81、Lx191在NaCl浓度超过5%时溶磷活性受到抑制.(2)Lx81的最佳碳源是葡萄糖,其次为蔗糖;另外3株菌在葡萄糖和蔗糖为碳源时,均有较高的溶磷能力;4株菌都几乎不能利用淀粉.(3)Lx81和Jm92在以(NH_4)_2SO_4和NH_4 NO_3为氮源时溶磷活性均较高,(NH_4)_2SO_4 是Lx191的最佳氮源,而NH~+-N存在会导致Dm84溶磷活性降低.(4)供试4株菌均不是专性厌氧菌,但不同菌株对氧的需求量不同.(5)4株溶磷菌对Ca_3-P和Ca_8-P有较大的溶解效率,但它们几乎都不能溶解Ca_(10)-P.图3表4参14