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.     

塔里木西南缘下地壳低速层的成因:斜长角闪岩的纵波速度和衰减的限制

在1 0GPa,室温～1200℃条件下,测量了新疆库地地区斜长角闪岩的纵波速度(Vp)和品质因子(Q值),得出在1 0GPa恒压下,Vp和Q值随温度和深度的变化关系。结果显示,Vp和Q值随温度的升高而下降,观察实验样品并结合Vp和Q值与熔体含量的关系,发现部分熔融是影响Vp和Q值变化的主要因素。依据实验结果,并结合区域上压力梯度和温度梯度资料计算了Vp和Q值随深度的变化。结果表明Vp和Q值先随深度的增加而缓慢增大,在32km左右开始突然减小,表明开始出现低速层。结合温度和熔体含量的关系得出,低速层的出现可能是部分熔融的结果。塔里木及周边地区的地震测深以及地震反演的结果也显示,在相同的温度和压力条件下,地壳内部32～44km的范围内存在低速层,同时高温高压的实验结果与阿拉木图地区的Vp值相当一致,可以推测塔里木西南缘下地壳的岩石成分中含有斜长角闪岩。     

巢湖沉积物δ13Corg和δ15N记录的生态环境演化过程

通过对巢湖2处柱状沉积物样品中δ13Corg、δ15N、C/N比值、TOC和TN含量的测定,分析了近百年来巢湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响的湖泊生产力变化和富营养化过程.结果表明,巢湖沉积物有机质的主要来源是水生藻类,陆生有机质的输入量较少,但是城市污染物的输入与农业面源污染的影响是不可忽视的.巢湖沉积物剖面上,δ13Corg、δ15N、TOC和TN含量变化按沉积深度可以明显划分为2个阶段:①10 cm以下,H3点δ13Corg波动在-21.74‰～-19.34‰的范围内,其余数据表现相对平缓,湖泊内的生物物种是固氮植物和非固氮植物共存,2个采样点具有不同的湖泊营养化进程;②10 cm至表层段,2个部面的δ13Corg迅速减小,δ15N、TOC和TN则是显著增大,巢湖闸的建成使得内源营养物质快速积累,湖泊初始生产力水平迅速提高,富营养化加剧.     

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。     

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。     

贵州喀斯特地区乌江河水中铀的地球化学研究

通过对贵州喀斯特地区乌江流域河水中溶解态铀的地球化学研究 ,定量评估了乌江河水中溶解态铀的浓度及河水中溶解态铀进入长江的通量 ( 1 4 74× 1 0 2 mol/a)。结果表明 :乌江流域溶解态铀主要来源于碳酸盐岩风化 ,人类活动对乌江河水中溶解态铀的影响很小。     

新型混凝剂处理印染废水的实验研究

采用自行制备的具有不同SiO2 :Al:Fe(摩尔比值 )和碱化度的两类新型无机高分子混凝剂聚硅酸氯化铝铁 (PSAFC)和聚硅酸硫酸铝铁 (PSAFS)各 7种 ,直接对印染废水进行处理。从中选出 2种混凝剂 ,考察了pH值、混凝剂投量等对混凝效果的影响 ,并对混凝处理后 ,印染废水出水中残留混凝剂主要成分Al、Fe、SiO2 的含量进行分析。实验结果表明 ,氯化物型 (PSAFC)和硫酸盐型 (PSAFS)混凝剂对印染废水的色度、浊度、CODCr均有良好的去除效果 ;总体而言 ,PSAFS的混凝效果略优于PSAFC ;混凝处理后印染废水出水中残留铝、铁、硅的含量均比较低 ;pH值和碱化度对混凝剂在水体中残留铝含量有影响     

湖泊沉积物-水界面铁的微生物地球化学循环及其与微量金属元素的关系

沉积物容纳了来自流域自然风化及人为排放的各种金属元素,成为一个潜在的"化学炸弹"。微生物以其体积小、繁殖快、具有巨大的比表面积等特点可以大大地改变微量金属在环境中的分布。铁在陆地水体 沉积物环境中具有很高的丰度、合适的电化学特性,在好氧、厌氧转换的界面环境中强烈地推动了早期成岩作用。本文针对铁在亚表面水环境中的重要性,侧重介绍了沉积物 水界面的铁的微生物地球化学循环过程,以及这一过程对蓄积在沉积物中的微量金属元素的重新分布的影响机制。     

贵州喀斯特山区植物营养元素含量特征

贵州喀斯特山区是我国乃至世界喀斯特分布面积最大的片区之一,由于其生态系统的脆弱性,加之人类活动的干扰,使得该区的植被退化较为严重。文章选择该区的12种主要植物作为研究对象,对其营养元素进行了研究。结果表明:>1000μg·g-1的元素有N、P、K、Ca、Mg、S,100～1000μg·g-1的元素有Fe、Mn、Al,10～100μg·g-1的元素有Zn、Sr,<10μg·g-1的元素为Cu、Mo,其中Mo含量最低,仅为0.17μg·g-1。这些元素中,Ca、P、K元素高于所报道的陆生植物的含量范围。元素含量特点是Ca>K>Mg型。N、P、K、Mg元素的频数分布为正态分布,Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、S元素为对数正态分布。变异系数大于100%的元素有Al、Fe、Mn、Sr,变异系数小于60%的元素有N、P、K、Ca、Mg、S、Cu,其中Ca的变异系数最小,仅为11.8%。不同生境下相同植物的营养元素含量有较大的差异,石灰土上植物的N、P、K、Ca、Mg、Al、Cu、Mo元素含量要高于黄壤上植物的。元素间的相关分析表明:P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn元素具有显著相关关系;N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo元素具有一般相关关系。     

贵阳市郊菜园土-辣椒体系中重金属的迁移特征

选择贵阳市郊二戈寨、马铃乡和永乐乡的辣椒地,研究重金属在菜园土-辣椒体系中的迁移过程.结果表明,二戈寨、马铃乡和永乐乡3处采样地点菜园土中存在不同程度的重金属污染,综合污染指数分别为1.17、1.23和2.18,主要污染元素为Zn、Cu、Cd.但辣椒果实中仅有Cd超标.在土壤-辣椒体系各界面间,重金属元素迁移能力大小顺序发生了变化:在土壤-根部间为CdCu＞Zn＞Pb,在根部-茎叶间为Zn＞Cd＞Pb＞Cu,在茎叶-果实间为Cu(＞＞)Zn＞Cd＞Pb.对于Cu、Pb和Zn元素来说,辣椒根-土界面是重金属进入辣椒果实的主要障碍,其生物富集系数BCF值(蔬菜根中重金属含量/土壤中重金属含量)分别在0.21～0.44、0.04～0.24和0.033～0.08之间,而Cd的BCF值却达1.06～4.23,表现为富集作用.Cd的迁移系数TF1值(蔬菜茎叶中重金属含量/根部重金属含量)表明,其在根部-茎叶间的迁移几乎不受阻碍,但在果实-茎叶界面再次受阻,其TF2值(蔬菜果实中重金属含量/茎叶中重金属含量)在0.42～0.51之间.