铁同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪的使用,近年来Fe同位素地球化学研究有了很大进展,成为国际地学领域的一个热点研究方向。Fe在自然界广泛存在,分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。自然界中各类无机过程(从高温到低温)、生物及有机过程均能使Fe同位素发生分馏,δ56Fe值约为-1.62‰～+0.91‰。文章系统介绍了Fe同位素研究的最新进展,包括Fe同位素测试方法简介、样品前处理、质谱测定、Fe同位素分馏机理和应用前景展望等,着重对该技术在环境地球化学、生物示踪、古海洋学研究等领域中的应用及前景做了阐述。     

硫酸参与喀斯特流域(北盘江)风化过程的碳同位素证据

在碳酸盐岩地区,流域侵蚀过程中硫酸是否参与,对于我们正确理解流域化学风化速率,以及流域侵蚀对大气CO2的消耗和全球碳循环等都有重要的意义。本工作在前期工作(乌江)的基础上,对贵州喀斯特地区的河流(北盘江)和支流的水化学特征以及水体溶解无机碳同位素组成进行了初步研究,研究结果证实硫酸参与了该喀斯特流域岩石/土壤化学风化过程。     

乌江中上游水库-河流体系夏秋季N、Si分布特征

测定了乌江中上游的洪家渡至乌江渡水库段水体中总氮、氨氮和溶解态硅等营养物质含量,并现场测定水深、温度、溶解氧和叶绿素浓度等理化参数。研究结果表明：在夏秋水库分层现象不断减弱期间,氮、硅的空间分布受水库生物地球化学作用差异的影响,在空间上具有明显不同的分布特征。流域内地表水总氮含量变化不大,水库内垂直分布也较均一;7至9月份河流和水库表层水体总氮含量平均值呈下降趋势,分别为347、317和 3.00 mg/L。7、8月份水库表层水溶解态硅含量明显低于上下游水体,说明水库生物吸收作用强而导致水库滞留溶解态硅;在垂直剖面上,0～30 m 水体溶解态硅含量随水深增加而增加,30～60 m 溶解态硅含量变化不大,这反映了水库上层水体生物对硅的吸收,和下层水体溶解态硅的吸收和释放平衡。     

红壤中稀土元素的有效性及其环境意义

研究了不同母质来源的红壤剖面层中稀土元素结合形态的变化以及可溶态稀土元素含量的变化,结果表明,红壤中稀土元素的有效性较其他类型土壤为高,可溶态稀土元素在土壤稀土总量中所占的比例可达６％～７％左右,稀土的有效性主要与土壤中粘土矿物及有机质等组分对稀土的吸附有关。     

胶质芽孢杆菌、黑曲霉及与沸石联合对模拟废水中Fe~（3＋）处理研究

研究沸石、胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）、黑曲霉（Aspergillus Niger）、胶质芽孢杆菌与沸石联合以及黑曲霉与沸石联合对模拟废水中Fe3＋的吸附等温曲线,分析它们对Fe3＋模拟废水的吸附及絮凝作用。结果表明：沸石对Fe3＋吸附作用符合Freundlich方程;胶质芽孢杆菌分泌含有—OH和COO-的胞外多糖,对Fe3＋具有较好的吸附效果;沸石与胶质芽孢杆菌联合对模拟废水中Fe3＋的处理,低浓度以沸石对Fe3＋的吸附为主,加入胶质芽孢杆菌絮凝剂使吸附了Fe3＋的沸石进行絮凝沉降,吸附等温曲线符合Langmuir吸附等温方程,高浓度两者共同作用使吸附量增加;黑曲霉对Fe3＋的吸附符合BET吸附等温方程;沸石与黑曲霉两者共同作用对Fe3＋模拟废水吸附等温曲线为直线。通过去除效果对比分析可知：胶质芽孢杆菌既有吸附又有絮凝功能;胶质芽孢杆菌絮凝剂无论是对Fe3＋的吸附还是对吸附Fe3＋沸石的絮凝都比黑曲霉对Fe3＋处理效果好;胶质芽孢杆菌和一些非金属矿物复合处理污染废水是一种无毒、低成本环保的处理方法,本研究将为它们在工程中的应用提供实践依据。     

贵州喀斯特水库红枫湖、百花湖p(CO2)季节变化研究

针对贵州喀斯特地区富营养水库(红枫湖、百花湖)表层水中的CO2分压p(CO2)进行为期1 a的监测,分析了影响两湖P(CO2)季节变化的因素并阐明了两湖p(CO2)季节变化的机理.不同于北部温带地区水库,两湖出现明显的季节变化特征:夏季表层水中CO2欠饱和,其他季节CO2过饱和.通过对物理、化学及生物因素与P(CO2)之间的相关性分析.结果表明,两湖P(CO2)与9 Chla之问存在的显著负相关,是由于浮游植物光合作用与细菌呼吸作用共同影响的结果,也是两湖P(CO2)出现季节变化的主要原因.水温与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于水温影响浮游植物生长引起的.降雨量与P(CO2)之间的显著负相关,主要是由于降雨量影响水库中营养盐的输入和浮游植物生长引起的.NO3-、NO2-与P(CO2)之间的显著正相关,是藻类吸收与有机质降解、硝化反应等共同作用的结果.SiO23-与P(CO2)之间的显著负相关,是SiO23-受降雨输入及藻类吸收共同影响的结果.而两湖DOC与P(CO2)相关性的差异可能与两湖DOC来源不同有关.     

土壤氮素生物地球化学循环的研究现状与进展

氮素的生物地球化学循环不仅影响土壤生产力,还会引起全球环境变化,其过程主要包括氮素矿化、固氮、 氮素硝化和反硝化、铵离子的吸附和释放。文章全面综述了氮素生物地球化学过程研究的现状与进展及其可能存 在的问题。     

超临界二氧化碳提取土壤有机质的实验研究

采用自然土壤 /沉积物作为基体进行有机污染物的吸附机理研究时 ,实验样本很难避免在环境中受到污染 ,因此有必要对样本进行清洗。但由于土壤的复杂性和没有合适的清洗溶剂 ,人们往往忽视这一重要的实验步骤。本实验尝试用超临界二氧化碳萃取法作为样本的清洗方法 ,并分析了它对土壤样本性质的影响。     

固相萃取柱净化-液相色谱法测定大气中多环芳烃

建立以乙腈-水为流动相,高效液相色谱法测定大气颗粒物中16种优控多环芳烃化合物的方法.用玻璃纤维滤膜采集大气颗粒物,以二氯甲烷为溶剂,超声波提取样品,提取液过滤经溶剂转换后在C18硅胶柱上分离净化,洗脱液经氩气吹干浓缩后用乙腈定容,用乙腈-水作流动相进行高效液相色谱梯度洗脱分离,荧光检测器变波长程序检测.通过实验优化了16种多环芳烃化合物的分离和测定条件.16种PAH检测限为0.023～0.45 μg/L,日内(n=5)和日间(n=5)相对标准偏差分别为小于1.20%和小于2.3%.该法具有快速、灵敏、准确、重现性好的优点,适合于大气中痕量多环芳烃的测定.     

地表环境氮循环过程中微生物作用及同位素分馏研究综述

综述了氮循环过程中的微生物作用及其研究进展 ,阐述了生物固氮、微生物吸收同化、有机氮素矿化、硝化和反硝化的反应机理及反应过程中的同位素分馏 ,提出了微生物驱动氮循环的简要模型。微生物驱动的氮循环中不同过程有不同的同位素分馏特征 ,生物固氮、土壤有机氮矿化过程中分馏效应小 ,而吸收同化、硝化和反硝化过程中同位素分馏较大 ,利用各个过程不同的同位素分馏特征可示踪含氮物质的来源、转化和迁移等。