钙同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

概述了钙同位素分馏机理、分析测定以及在环境地球化学研究中的应用。自然界中钙同位素组成及其分馏过程与生成环境密切相关,可以很好地反映其地质成因及地质作用过程。近年来,随着钙同位素的测量技术的创新和改进,钙同位素地球化学的研究领域不断拓宽:它在研究环境生态系统中钙同位素变化规律、海洋钙循环、示踪古海洋和古气候等方面取得初步成效。先前的研究表明不同的样品中的44Ca /40Ca比值变化较小,δ44 Ca的变化在-2.88‰~+ 0.92 ‰之间。     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)／n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究。研究结果表明:等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的,在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6),Zr、Hf的吸附量Q及n(Zr)／n(Hf)不随pH发生变化,显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R2在0.98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果,并且络合能力Zr>Hf。     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)/n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究.研究结果表明:等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的,在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6),Zr、Hf的吸附量Q及n(Zr)/n(Hf)不随pH发生变化,显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R2在0.98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果,并且络合能力Zr＞Hf.     

喀斯特地区土壤有机质的稳定碳同位素地球化学特征

以喀斯特地区二种主要的土壤类型石灰土和黄壤为例,对三种植被类型下土壤及土壤不同粒径组分中有机质的稳定碳同位素组成(δ13C值)进行了分析,结果显示:石灰土剖面中土壤有机碳含量均大于1.0%,最大值为表层土的7.1%,而三个黄壤剖面中土壤有机碳含量在0.3%～4.6%之间;石灰土剖面中土壤有机质δ13C值的变化范围仅为-24.1‰～-23.0‰,土壤不同粒径组分中有机质的δ13C值变幅也较小;而黄壤剖面中土壤有机质δ13C值的变化范围较大,在-24.5‰～-21.1‰之间,土壤不同粒径组分中有机质的δ13C值变幅也较大。对比研究表明,不同土壤类型中有机质的深度分布特征具有显著差异,土壤有机质的稳定碳同位素地球化学具有明显的区域性特征。     

地幔流体基本特征及成因

与构造环境密切相关的氧逸度是控制地幔流体成分的最根本因素CO2和H2O为大多数地幔流体的主要成分。俯冲板块的脱水脱气作用、地幔原始残留挥发份及地幔部分熔融作用是地幔流体的主要来源。     

混凝法处理造纸废水的实验研究

利用以水玻璃、硫酸、硫酸铝和废铁屑为原料研制出的聚硅酸硫酸铝铁类混凝剂 ,在静态处理造纸废水的基础上 ,使用自行设计的动态模拟实验装置 ,对贵州省某造纸厂总排口废水进行混凝处理。在最佳水力条件下 ,造纸废水色度去除率达 96.9% ,CODCr去除率达 92 .5 % ,出水水质低于国家造纸工业污染物排放一级标准 ,说明复合型聚硅酸铝铁类混凝剂对造纸废水有着优异的去除效果     

铁锰在贵州阿哈湖沉积物中的分离

贵州阿哈湖 1982年扩容后 ,长期受到煤矿废水的污染 ,大量铁、锰元素随废水带入湖中 .研究发现 :主要来自酸性矿山废水的还原态溶解铁、锰离子在入湖向下游迁移过程中发生了显著地分离 .受岩溶地区湖泊较强的酸中和能力及近年人为石灰投放的影响 ,湖泊未被酸化 ,Fe²⁺,Mn²⁺在入湖运移过程中由于氧化速率的差异 ,在不同的湖区发生沉积 ,形成了铁、锰在水平迁移上的明显分离 ;锰在深湖区上层沉积物中富集现象明显 ,并在沉积深度上与铁形成垂向上的显著分离 .经过陆源校正 ,证实铁、锰在阿哈湖的显著分离的开始是对该湖扩容事件的响应 .扩容后下游沉积物中铁含量逐渐减少 ,孔隙水中溶解铁分布特征也指示铁还原作用主要发生在沉积物下层 ,表明铁在沉积后再迁移能力较弱 .锰还原过程则发生在上层沉积物中 ,再迁移能力很强 .本研究还提出了来自煤矿废水的Fe²⁺、Mn²⁺在入湖水平运移过程中 ,铁、锰逐步分离、富集以及在沉积深度上的分离模式 .     

生长条件对苔藓硫含量和硫同位素组成指示大气硫沉降的影响

对相同大气沉降和土壤背景但生长条件不同的苔藓w（S）和δ（34S）进行了分析. 土生苔藓w（S）高于石生苔藓,表明土壤对苔藓w（S）指示大气硫沉降有影响. 受树冠遮挡的苔藓w（S）偏低反映了树冠吸收会削弱冠下的大气硫输入,而不同类型树冠对大气硫的截留吸收程度不同,这可能是造成树冠下方苔藓w（S）存在差异的主要原因,但随树冠厚度变化无明显规律.石生苔藓δ（34S）与大气硫δ（34S）吻合,而土生苔藓δ（34S）明显受土壤硫的影响而偏正. 此外,树冠下苔藓δ（34S）偏高还与树冠吸收大气硫的过程中发生34S歧视有关,苔藓δ（34S）随树冠厚度增加而偏正,进一步证实了树冠的长期吸收会使沉降到树冠下的大气硫源δ（34S）偏正. 因此,受生长条件歪曲了的苔藓w（S）和δ（34S）不能用于解释大气硫沉降的变化和来源,开阔地的石生苔藓比土生苔藓和受树冠遮挡的苔藓更具有大气指示意义.      

喀斯特地区坡地土壤可溶性有机碳的分布特征

以广西喀斯特地区2个不同退化程度的典型坡地作为研究对象,测定了坡地表层和不同地形部位(坡肩、坡背、坡腰和坡脚)剖面土壤可溶性有机碳(DOC)含量和δ13CDOC值,分析了土壤中DOC的迁移变化规律及影响因素.结果表明,DOC含量主要受到有机质输入?地形和土壤质量等因素影响.灌丛坡地表层土壤中DOC含量要高于草丛坡地,2个坡地表层土壤中DOC含量均随坡面向下而升高,与土壤有机碳(SOC)变化呈相反趋势.而在坡地各个地形剖面中,除灌丛坡地的坡肩和坡背2个剖面土壤中DOC含量随土层深度表现出一定的升高趋势,其他剖面中DOC含量均随土层深度增加而降低.灌丛坡地表层土壤中δ13CDOC值变化幅度明显高于草丛坡地,范围在-15.1‰~-22.1‰,与坡地植被和δ13CSOC值变化密切相关;而草丛坡地表层土壤δ13CDOC值范围在-19.98‰~-20.96‰,其变化幅度很小,与土壤δ13CSOC值变化相似,但与地表植被变化关系不明显,表明了DOC来源主要受到SOC的影响;而各个地形剖面中δ13CDOC值变化较为复杂,但灌丛坡地各剖面变化幅度明显高于草丛坡地相应剖面.剖面中有机质分解程度和输入量决定了δ13CDOC值变幅大小,因此土壤剖面中δ13CDOC值随深度变化的趋势,能够很好地反映剖面土壤中DOC迁移转化过程.     

长江河口区水体的锶同位素地球化学--对水与沉积物相互作用过程的反映

为了解长江河口区的水体混合过程和水与沉积物或颗粒物的相互作用过程,对长江河口水的87Sr/86Sr及Sr元素浓度进行了测定,结果显示:与世界河流平均值(Sr为78μg/L,87Sr/86Sr为0.7119)相比,长江水具有明显的高Sr(130μg/L)低87Sr/86Sr比值(0.7105)的特点。在长江口水体混合过程中,锶同位素没有象其它河口那样显示简单的两端员理想混合模式,而是在距河口约30～40km的地点出现87Sr/86Sr的突然升高,水体悬浮颗粒物(SPM)浓度也在同一区域出现升高现象。这可能是该区水体和沉积物相互作用比较强烈而引起沉积物与上覆水体发生物质交换。