微电极测量系统在湖泊沉积物-水界面生物地球化学过程研究中的应用

本文利用微电极测量系统对高原深水型湖泊红枫湖沉积物-水界面O2和H2S的微剖面分布进行了高分辨率研究。结果表明,红枫湖北湖中部和大坝沉积物-水界面扩散边界层厚度约为0.7mm,O2的扩散通量(J)分别为5.80和7.65mmol·m-2·d-1,O2的渗透深度分别为3.6±0.3mm和3.4±0.9mm,H2S的剖面变化主要受沉积物组成、O2消耗速率和硫酸盐还原菌(SRB)分布的影响。微电极测量系统具有原位测定、时空分辨率高、数据可靠性好等优点,在湖泊沉积物-水界面微尺度生物地球化学过程和驱动机制研究方面可发挥重要作用。     

伊犁盆地地下水水文地球化学特征与铀成矿条件分析

砂岩型铀矿的形成是水-岩相互作用的结果,研究含铀储层地下水化学特征有助于分析铀成矿条件。通过系统采集伊犁盆地不同类型含水层的地下水样品,开展伊犁盆地地下水中水文地球化学组分及铀含量测试,分析了地下水水文地球化学特征与铀成矿条件。结果表明:伊犁盆地地下水补给区的浅循环地下水均呈现为低TDS、低—中等铀含量的HCO_3-Ca型水;而地下水径流区的地下水则往往呈现出中等TDS、中等—高铀含量的HCO_3·SO_4-Na型或SO_4·Cl-Ca·Na型水,表现为岩石中的铀及其他物质成分已被充分氧化和溶滤进入地下水,即发生着"铀随水去"的氧化溶解过程;地下水径流-排泄区的地下水呈现出高TDS、低—中等铀含量的SO_4·Cl-Ca·Na型或Cl·SO_4-Na·Ca型水,地下水中铀含量沿程降低,表明地下水径流已进入还原带,地下水中的铀已被还原吸附到铀储层的固体颗粒表面,即发生着"水去铀留"的还原富集过程。     

微生物介导的高砷沉积物中砷释放来源性分析

江汉平原某些地区地下水已受到砷的严重污染,探讨高砷地下水的形成机制十分必要。采集江汉平原高砷区不同深度(20m、50m、100m、130m、160m和225m)的高砷沉积物样品,对其进行了地球化学成分特征分析,并通过实验室模拟试验对微生物介导的高砷沉积物中砷的溶解与转化以及来源进行了分析。地球化学分析表明:高砷沉积物中不可溶性砷和铁的平均含量分别为27.57mg/kg和21.06g/kg;实验室模拟试验表明:微生物群落可以明显促进高砷沉积物中不可溶性砷和铁的溶解与释放;砷顺序提取试验结果表明:沉积物中34.5%的不可溶性砷为无定形铁锰氧化物结合态砷;进一步的相关性分析表明:试验体系中可溶性砷的含量与沉积物中无定形铁锰氧化物结合态砷密切相关。这些结果表明:微生物可以促进高砷沉积物中不可溶性砷的溶解与释放,且释放的砷主要来自于沉积物中无定形铁锰氧化物的还原与溶解。     

合浦盆地西部地区地下水水化学特征及形成机制

北海市是地下水支撑社会经济发展的典型滨海城市,研究该区水化学特征及形成机制,对服务水资源科学管理和海岸带生态环境保护具有重要意义.通过北海市合浦盆地西部地区地下水调查、水样采集与分析,综合运用水化学和同位素理论和方法揭示了控制地下水水质的主要水文地球化学过程.结果表明,地下水具有低pH值和低矿化度的显著特征.孔隙水水化学类型以硝酸型水为主,Na⁺和Cl^-浓度沿径流方向明显增加;裂隙水以Ca-HCO₃、 Ca-Cl·HCO₃、 Ca·Na-HCO₃和Na-Cl·HCO₃型为主.地下水受大气降水补给,水文地球化学过程主要受到水岩相互作用、阳离子交换作用和人类活动的综合影响.Na⁺、 K⁺和Cl^-主要来源于蒸发盐岩和硅酸盐岩,Ca²⁺、 Mg²⁺、 HCO₃^-和SO₄^2-     

黄海表层沉积物中总磷的地球化学特征

对黄海陆架区的 7条测线的表层沉积物样品进行了总磷 (TP)的分析测定 ,阐述了调查海区TP的平面分布特征 ,通过分析水动力条件、粒度及磷的自生作用等因素 ,探讨了TP聚集区和分散区的成因 ,发现沉积物的粒径与TP含量的相关性较差 ,与其他区域P的丰度进行比较后 ,认为黄海表层沉积物中P为非陆源性的 ,并处于“弱贫化”状态。     

耐砷菌Pseudomonas 2-23T的分离鉴定及其对高砷沉积物中砷释放的影响

为探知耐砷微生物对高砷沉积物中砷释放的影响,从石门高砷沉积物中分离得到菌株Pseudomonas 2-23T,根据其生理生化特征和16S rRNA序列同源性对其进行鉴定,并考察该菌株在不同碳源、温度和砷浓度条件下的生长状况,探究该菌株在有氧及厌氧条件下对高砷沉积物中砷释放的影响。结果表明:菌株2-23T是一株耐砷菌,属于γ-变形菌门中的假单胞菌,命名为Pseudomonas 2-23T;它的最适生长温度为30℃,在含1.0 mM砷的条件下比较利于细菌的生长;其能够利用乳酸钠、草酸钠、柠檬酸钠、丙酮酸钠和乙酸钠作为碳源,而不能利用碳酸氢钠、甲酸钠、葡萄糖和蔗糖作为碳源;菌株Pseudomonas 2-23T在厌氧条件下促进高砷沉积物中砷释放的能力明显强于有氧条件。     

雷州半岛岭北地区地下水水文地球化学特征

地下水是雷州半岛重要的供水水源.本研究在雷州半岛岭北地区开展了水化学和氢氧稳定同位素调查,报道了区域地下水水化学特征;基于水化学及同位素地球化学理论和方法揭示了控制水质的主要水文地球化学过程.结果表明,地下水pH、总硬度、TDS以及K⁺、Cl^-、SO₄^-质量浓度较低;H₂SiO₃和NO₃^-质量浓度较高.孔洞裂隙水水化学类型以Mg-Ca-HCO₃和Mg-Ca-HCO₃-Cl型为主,Cl^-沿径流方向增加明显;浅层孔隙水以Ca-Cl、Na-Ca-HCO₃-Cl和Na-Ca-Mg-HCO₃-Cl型为主;中深层孔隙水以Mg-Ca-HCO₃、Na-Ca-Mg-HCO₃和K-Na-HCO₃-SO₄型为主,K⁺、Na⁺、Cl^-和SO₄^-沿径流方向有所增加.地下水受大气降水补给,Cl^-和Na⁺起源于海洋性大气降水,Mg⁺、Ca²⁺和HCO₃^-源自硅酸盐矿物水解,NO₃^-主要来自化学肥料;浅层孔隙水、裂隙孔洞水受蒸发浓缩作用影响,中深层孔隙水受阳离子交换作用影响.计入硝酸盐后,50.85%的NO₃型水指示着地下水具有污染趋势.本研究结果为可持续开发利用区域地下水提供了依据.     

长江口柱状沉积物中生源要素的地球化学特征

长江口4个岩芯沉积物中不同形态生源要素的分布各不相同.有机氮和总氮在8号站位的含量远高于其他3个站位,而不同形态C、P的含量在不同站位间的差别不大.沉积物中生源要素的分布主要受生源要素的来源、水动力条件以及沉积环境等多种因素影响,沉积物粒度对柱状沉积物中生源要素分布的影响并不显著.有机生源要素的分解速率常数远大于中国近海其它海区,其中在水动力活跃的海区分解速率常数最大.沉积速率是控制生源要素埋藏通量的主要因素,在沉积速率较大的站位其埋藏通量相应较大,埋藏通量与沉积物中生源要素的含量关系不大.     

长江口滨岸潮滩沉积物中磷的环境地球化学特征

研究了长江口滨岸潮滩表层沉积物中磷的分布、形态等环境地球化学特征。结果表明该地区表层沉积物中磷的含量水平在18．0-31．4μmol/g之间，最大值出现在浦东白龙港污水排放口附近，长江口滨岸潮滩沉积物中磷的分布呈现明显的空间和季节性变化规律，这主要与潮滩不同地段磷的来源、沉积物质地的差异，以及水动力、环境介质条件和生物作用的时空变化密切相关。此外，沉积物中磷的形态分级研究表明大部分沉积磷以无机磷形式存在，其中无机磷又以钙结合磷为主；有机磷比例较少。其次，潮滩沉积物表层上覆水中可溶磷的浓度一般都大于沉积物间隙水，沉积物-水界面中磷主要以累积作用过程为主。     

连云港近岸海域表层沉积物中重金属的地球化学特征及其源解析

采用因子分析法对2009年5月采自连云港近岸表层沉积物中的重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As)、常量元素(Al2O3、F2O3、MnO、TiO、CaO)、有机碳和粒度等数据进行了综合分析研究,以此定量判别重金属的来源方式和富集形态.借助于重金属和Al散点图的线性回归分析验证了因子分析获得的结论,结果表明:Cu、...     

金矿区河流沉积物中砷形态及释放动力学

金矿的开采和冶炼过程会对矿区河流产生严重的重金属污染。对采集的山东省招远界河受酸性矿山废水污染河道的表层沉积样品,采用BCR连续提取法分析了砷的赋存形态;采用搅拌式直流反应器(stirred-flow reactor)进行模拟淋洗实验,研究了沉积物中砷的动力学释放过程。结果表明:沉积物存在严重的砷污染,总砷的含量在778~3 389 mg/kg之间。其中弱酸可提取态、可还原态、可氧化态和残渣态含量分别占2.6%~9.8%,18%~79%,2.4%~7.1%,8.7%~75%,赋存形态分布主要受铁锰氧化物含量、有机质含量和p H等地球化学性质控制。在0.01 mol/L的Ca(NO_3)_2溶液淋洗420 min后,4种沉积物中砷的总释放量在8.3~99.7 mg/kg之间,占总砷含量的0.9%~3.7%。砷释放的最高浓度为29.7~468μg/L,与总砷含量趋势一致。砷的淋出浓度随着淋洗时间的延长逐渐降低,淋洗过程前200 min砷浓度的降低比较明显。分别在90 min和270 min设置了2次间歇,过后淋出液中砷浓度明显升高。可以看出,砷的释放是一个受时间控制的动力学过程,释放速率取决于沉积物的表面性质和砷的赋存形态。     

大同盆地地方氟病地区土壤中氟的赋存形态研究

以大同盆地地方氟病地区土壤为研究对象,采用连续化学提取法逐级提取土壤中水溶态、离子交换态、铁锰结合态、有机束缚态和残余态的氟,研究了大同盆地土壤中氟的赋存形态特征以及控制土壤中氟赋存形态的因素,进而探讨了土壤中氟氧化物迁移与转化对大同盆地高氟地下水形成的影响。结果表明:研究区土壤中氟的5种赋存形态按含量大小呈现出残余态氟水溶态氟交换态氟有机束缚态氟铁锰结合态氟的分布规律;相关分析显示水溶态氟与铁锰结合态氟呈现正相关性,离子交换态氟与有机束缚态氟和铁锰结合态氟呈现显著正相关性;大同盆地土壤中氟的背景值较高(545.29mg/kg),并在一定条件下各种形态的氟相互转化,可提供更多自由态的氟进入地下水中,从而形成高氟地下水。     

高砷地下水中砷的形态检测

地下水中砷污染严重影响着人类的健康,砷的生态毒理效应主要取决于其存在形态。文章用阴离子交换柱对内蒙古杭锦后旗高砷地下水在现场进行分离,在室内用原子荧光光度计进行检测。总砷浓度范围为80~1172μg/L,其中A(sⅢ)浓度百分含量为75.37%~92.39%,A(sⅤ)和颗粒态砷浓度百分含量分别为0.56%~13.87%、5.87%~20.65%。形态分析结果表明,该地区主要是还原环境,且颗粒态砷占有一定的比例,这对于进一步研究砷的去除和砷的地球化学行为有一定的指导意义。     

新疆奎屯河流域高砷、高氟地下水的分布特征

以中国大陆第一个砷中毒病区新疆奎屯地区为研究区域,测定了该地区95个水样中砷、氟的含量和主要水化学因子。结果表明:奎屯河地表水为低砷低氟水,地下水中高砷水占61.36%,高氟水占28.41%。该地区高砷高氟地下水主要分布在奎屯河流域下游的西北部和中北部。高砷、高氟岩石是奎屯河流域地下水中砷、氟的原生来源,水文地质环境和强烈的蒸发使地下水中砷和氟逐渐富集,地下水的碱性和还原环境有利于含水层中砷和氟的释放。     

不同污染类型沉积物中汞的形态分布

采用连续化学浸提法技术对不同污染类型沉积物中的汞形态进行分析,结果表明,化工汞污染类型河流沉积物中汞形态的分布规律基本一致,强有机质结合态占总汞的比例比较大,其次为碱溶态;万山汞矿区残渣态汞所占比例最高;锌冶炼汞污染沉积物碱溶态所占的比例较高。由此可见,不同排放源对汞形态影响比较大。     

抗生素在地下环境中的淋溶迁移能力分析

文章在总结归类环境中抗生素的基础上,按物理化学以及药物性质对抗生素进行分类,筛选出含列于EPA中的优先控制污染物,计算各种抗生素的地下水污染指数GUS值并估算各类抗生素的淋溶迁移性。同时,结合水文地质条件,总结出地下环境中影响抗生素淋溶迁移及污染地下水的影响因素。结果显示,在总结出18类196种抗生素(除复合类药物之外)中,可计算地下水污染指数GUS值的抗生素133种,含列于EPA优先控制污染物的抗生素有97种;具有高淋溶迁移性的抗生素有123种,占所有抗生素的62.76%。土壤溶液中抗生素浓度和抗生素本身物理化学性质以及土壤类型、土壤pH值、有机质含量、植物覆盖情况等场地水文地质条件是影响抗生素淋溶迁移的重要影响因素。     

硝酸盐氮污染地下水修复技术

介绍了地下水硝酸盐氮的来源及其危害,综述了硝酸盐氮污染地下水的物理化学、化学及生物去除技术的原理及研究现状,比较了各自的优缺点,并对其研究方向进行了展望.     

海绵状零价铁修复硝酸盐污染地下水试验研究

研究以50~100目的海绵状铁粉为还原剂,采用静态试验方法,研究了铁对硝酸盐氮的还原作用及其影响因素,分析了铁粉用量、铁炭比、pH值、硝酸盐氮初始浓度、温度以及铁粉表面预处理对硝酸盐去除率的影响。试验结果表明,最佳铁氮质量比为400∶1,铁粉投入过多对硝酸盐的去除率没有进一步促进;活性炭的加入有助于零价铁(Fe0)还原硝酸盐,降低反应后溶液中的NH+4-N浓度,试验最佳的铁炭比为1∶2;溶液的初始pH值降低有利于硝酸盐氮的去除;硝酸盐氮初始浓度越大,反应的平均速率越高;升高温度和酸洗预处理,有利于提高硝酸盐的去除率;产物分析表明,试验过程中,去除的NO-3-N含量中约60%以上转化为NH+4-N,NO-2-N浓度很低。     

湖泊现代化沉积物中磷的地球化学作用及环境效应

研究湖泊沉积物中磷的再迁移循环，对预防湖泊富养化现象发生和修复已污染湖泊具有重要意义。通过对沉积物柱芯孔隙水地球化学、沉积物中磷的不同化学相、沉积速率、磷沉积通量的研究，可以计算湖泊沉积物磷的释放通量。湖泊表层沉积物中积累的大量有机质的矿化分解和埋藏作用造成的沉积物中磷酸盐溶解解放，可能会使相当数量沉积磷重新回到水体，沉积磷可能成为造成湖泊富营养化问题的二次污染物源。我们在贵州百花湖的研究，详细阐     

河口沉积物对砷的吸附性能及影响因素

对比分析了砷在辽东湾营口河口外侧近海域沉积物和河口内侧河流段沉积物上的含量和吸附行为,并探讨了主要影响因素.结果表明,海域沉积物和河流段沉积物中As含量分别为7.5和4.0 mg/kg,相对于As的效应临界浓度TEL值7.2 mg/kg,海域沉积物中有一定的As污染.河口外侧近海域沉积物由于铁锰铝等金属和有机质含量较高...