用氢在蒙脱石中还原层间Ni~(2+)和Cu~(2+)

<正> 除了蛭石以外,在各种层状硅酸盐中进行的所有氧化-还原研究,是关于结构铁的氧化-还原作用;然而层间阳离子的还原特性尚无人问津。过渡金属交换的蛭石,其还原作用程度随着晶格电荷的减少而增加。因此,结构上类似的蒙脱石,还原反应可能在矿物层间空间进行。本文是在190—250℃之间,在蒙脱石层间空间交换的 Ni~(2+)和 Cu~(2+)离子的 H_2还原作用     

垃圾渗滤液污染地下环境物质变化对污染缓冲的影响

通过砂柱模拟实验研究垃圾渗滤液污染地下环境中氧化还原环境和主要组成物质的变化对沉积物的pH缓冲能力和氧化还原能力的影响及其相互关系.结果表明,氧化还原环境的变化对地下环境沉积物的pH缓冲和氧化还原缓冲能力有重要影响,产甲烷带/硫酸盐还原带(MGZ/SRZ)、铁还原带(IRZ)、硝酸盐还原带(NRZ)和氧还原带(ORZ)沉积物的pH缓冲容量相对于本底值分别增加了12.4%、 10.8%、 19.8%和11.1%;pH缓冲和氧化还原缓冲之间相互影响、相互促进,它们直接影响着地下环境中污染物的自然衰减作用;沉积物中的铁氧化物、有机质、SO_4~(2-)和NH_4~+-N等的含量对pH缓冲能力和氧化还原缓冲能力均有不同的影响,整个体系的污染缓冲能力是各组分的综合作用结果.     

典型氧化还原环境中微塑料表面的微生物群落组成特征与构建机制

微塑料广泛分布在微生物驱动的生物地球化学循环中,其表面会富集独特特征的微生物群落,构成微塑料圈（plastisphere）.自然环境中广泛存在的多种氧化还原环境不仅会影响微塑料圈中微生物群落的组成,还会影响微塑料的最终归宿.为探究典型氧化还原环境中微塑料表面的微生物群落组成特征与构建机制,将3种微塑料PHA （聚羟基脂肪酸酯）、PLA （聚乳酸）和PVC （聚氯乙烯）放置于好氧、硝酸盐还原、铁氧化物还原、硫酸盐还原和产甲烷这5种典型氧化还原环境中,利用污泥作为接种物,进行微宇宙模拟培养实验.结果表明,在分类学和系统发育学上,微塑料因子分别影响了微塑料表面18.94%和46.67%的微生物群落,氧化还原环境因子分别影响了微塑料表面31.04%和90.00%的微生物群落.与污泥相比较,3种微塑料表面富集的微生物群落丰富度和均匀度均降低,其中降低最明显的是更易降解的PHA微塑料,而难降解的PLA和PVC微塑料表面的微生物群落变化特征相似.PHA微塑料表面富集的微生物中,Anaerocolumna（26.44%）为其优势菌种,较少富集与氧化还原反应相关的特征菌群;PLA和PVC中,Clostridium_sensu_stricto_7 （15.49%和11.87%）为其优势菌种,且显著富集与氧化还原反应相关的特征菌群,表明与氧化还原反应相关的特征菌群更易于富集在难降解的微塑料表面,进而可能对生物地球化学循环速率造成影响.     

克拉里昂-克利佩尔顿成矿区铁锰结核形成过程中的成岩作用

<正> 形成铁锰结核的胶体-化学性质以及控制这些过程的规律已很清楚,并且已被实验研究和热动力学计算所证实。例如,在较强的氧化环境中,形成具有较强吸附能力的和氧化程度较高的锰的氢氧化物是众所周知的。降低介质中氧化-还原电位和pH值,就会导致氧化程度较低的锰化合物形成。在水分质条件中,形成混合价化合物可能与锰元素氧化程度的变化有     

显生宙沉积物中埋藏的有机碳和黄铁矿硫:一种新理论

<正> 引言地表碳和硫的地球化学循环是地质时期中大气圈O_2含量的主要控制因素。为了保持大气圈中相对稳定的氧含量,以维持生命,整个显生宙时期(过去6亿年)还原态硫或碳的总储库体积的主要变化必定平衡于这两种元素氧化态总储库体积所伴随的变化。表示这一平衡关系的总反应式是: 15CH_2O+8CaSO_4+2FeO_3+7MgSiO_3 4FeS_2+8CaCO_3+7MgCO_3+ 7SiO_2十15H_2O(1) 这里CH_2O代表沉积有机质(还原态碳),CaSO_4     

南大西洋深海沉积物的稀土元素地球化学:约54Ma前铈异常的变化

本文讨论了海洋沉积物的稀土元素(REE)地球化学特征,提出了REE进入海洋碳酸盐相的机理是吸附作用。认为海相碳酸盐的铈异常可作为判别古海洋氧化还原环境的一种指示剂:大约在54Ma前,南大西洋海水由还原环境变为氧化环境(类似于现代海洋的氧化还原环境)。这一变化与大西洋海水循环的改善有关。本文讨论了安哥拉海盆较老泥质沉积岩(OSAB)和安哥拉海盆较年轻沉积岩(YSAB)的铕异常及其可能的源岩。证明不同源岩的REE充分混合和不同大陆(非洲、北美洲,大洋洲和欧洲)地壳的平均组成具有均一性。     

前寒武纪地球演化的主要阶段

<正> 始生宙远太古代 1.45(50?)—≈44亿年 地球和太阳系从原始行星系星云中形成。行星内部物质强烈分异,形成各圈成份不同的同心圈状地球,包括局部为似花岗状成分(“初始花岗岩”建造)的地壳以及基本为氢组成的大气圈,这时的大气圈因受逃逸作用而不稳定。刚形成的地壳受     

预处理方式对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响

为了探究氧化与还原预处理对氧化-还原联合技术修复硝基苯污染地下水的影响,选取2,4-DNT（2,4-二硝基甲苯）为研究对象,构建过硫酸盐/铁炭修复技术体系,分别设置2个试验槽,一个试验槽以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理,另一个试验槽以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理,对比研究构建的氧化-还原联合系统中不同氧化与还原预处理方式对2,4-DNT去除机制的影响.结果表明:①过硫酸盐氧化材料填充位置显著影响试验槽pH和ORP（氧化还原电位）的变化,在运行周期5 PV（PV为孔隙体积,1 PV时间约为4 h）内,pH可显著增至11左右,ORP值达到最高.②在运行周期5 PV内,氧化填充层S₂O₈2-浓度和还原填充层Fe2+浓度均显著降低.③在运行周期5 PV内,随运行周期的增加,以过硫酸盐作为氧化预处理联合以铁炭作为还原后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除效果显著降低,以铁炭作为还原预处理联合以过硫酸盐作为氧化后处理的协同技术体系对2,4-DNT的去除率维持在100%.④通过液相-质谱联用技术,识别构建的氧化-还原联合技术体系内2,4-DNT降解的主要中间产物,同时结合铁炭微电解还原机制和过硫酸盐氧化机制提出了2,4-DNT协同处理机制及其可能的降解路径.研究显示,还原预处理更有利于氧化-还原联合技术对地下水中2,4-DNT的去除,可为有效处理硝基苯化合物污染地下水提供理论支撑.      

煤矿环境保护知识和污染防治技术索解[续四]

四、大气污染及其防治31.大气圈、大气圈结构及大气成份受地球的引力作用而随地球旋转的大气层,称为大气圈。大气圈的厚度大约为1000～1400km。大气圈中的物质呈不均匀分布,近地面约12k m的一层大气质量占总质量的75％左右。大气圈由均质层和非均质层组成。均质层的高度约80-100km,自下而上又可分为对流层、平流层、臭氧层和中间层,其中对流层是大气圈中最下面的一层靠近地表     

氧化还原电位的研究及应用

氧化还原电位(Eh)是一个描述介质氧化还原性质相对程度的化学参数,根据Eh值可以直观的比较介质氧化还原性的强弱。氧化性强,Eh值较高;还原性强,Eh值较低。氧化还原电位的测定广泛应用于水处理、土壤环境监测、金属腐蚀、湿法冶金和资源勘探等领域。本文综述了氧化还原电位在常温常压环境和高温高压环境中众多领域的应用现状,并展望了高温高压水热环境中氧化还原电位原位监测的研究。     

ANAMMOX培养物中硫酸盐型氨氧化生物转化机制

厌氧条件下,ANAMMOX培养物中发生的硫酸盐型氨氧化（SRAO）现象被认为是由ANAMMOX细菌（AnAOB）介导的自养生物转化过程.在这个过程中,作为电子供体的氨被电子受体硫酸盐氧化.在某一些自然环境中观察到的氨与硫酸盐转化现象也被认为是由于上述生物转化作用而导致的.然而,在不同研究中,关于氨与硫酸盐的转化摩尔比（N/S）、硫酸盐还原的中间产物和最终产物的认定均有存在较大差异.因此,氨和硫酸盐在ANAMMOX培养物中的转化机制仍不明确.为探明ANAMMOX污泥中SRAO现象背后的基质转化途径,在不同厌氧状态（微氧：-100 mV < ORP < 0 mV,0.5 mg·L^-1 < DO < 1 mg·L^-1;缺氧：-300 mV < ORP < -100 mV,0.2 mg·L^-1 < DO < 0.5 mg·L^-1;厌氧：ORP < -300 mV,DO < 0.2 mg·L^-1）以及不同污泥组成（ANAMMOX污泥和混合污泥）的条件下开展连续流实验和批次实验.结果表明,SRAO现象只能在缺氧条件且存在异养硫酸盐还原细菌（SRB）的混合污泥中发生;在ANAMMOX污泥中无论处于哪种厌氧状态,均不会发生SRAO现象.微生物群落变化与功能基因表达分析表明,ANAMMOX污泥和混合污泥中均存在以Nitrosomonas和Nitrosospira为主的携带amoA基因的氨氧化细菌（AOB）,可将氨氧化生成亚硝酸盐,为AnAOB代谢提供底物.Desulfomicrobium、Desulfovibrio以及Desulfonatronum等携带apsA基因的SRB只存在于混合污泥中,它们利用微生物衰亡释放的有机物将硫酸盐还原.AnAOB并不能以硫酸盐为电子受体氧化氨维持代谢.因此,在ANAMMOX污泥中观察到的SRAO现象（即氨与硫酸盐的同步转化）实际上是氨氧化、ANAMMOX和异养硫酸盐还原这3个过程联合的结果,上述生物转化过程分别由AOB、AnAOB和SRB完成.     

渗滤液污染羽中沉积物氧化还原缓冲能力研究

通过土柱模拟实验研究含水层沉积物的氧化还原缓冲能力及其在不同氧化还原带中的变化.结果表明,随着污染的加重,沉积物的氧化容量(OXC)减小,而还原容量(RDC)升高.在未受污染的沉积物中,Fe³⁺是OXC的主要组成,约占OXC的70.5%;TOC是RDC的主要组成,约占RDC的98.7%.在厌氧环境中大部分无定型态和部分晶体态Fe³⁺被还原,还原产物主要以FeCO₃和FeS形式沉淀;在产甲烷带/硫酸盐还原带和铁还原带中,Fe²⁺的沉积使得可离子交换态Fe²⁺含量由原样中的0.5%分别升高至3%和1.84%.因此Fe³⁺是含水层中主要的氧化还原缓冲剂,Fe³⁺还原、Fe²⁺沉淀和Fe2+的离子交换等作用大大减小了厌氧渗滤液污染羽的扩展,对进入含水层的还原性污染物有重要的缓冲作用.     

赫姆洛矿床具特征同位素组成的黄铁矿:在太古代地体中识别这类金矿化的一种潜在的工具

太古代各种岩石类型和矿化的大多数硫化物显示,其硫同位素值(δ~(34)S)接近0％。这是由于通常缺乏适合于为同位素分馏所必需的氧化-还原反应的环境造成的。然而,太古代金矿化的一些重要的矿产地确实显示有明显的δ~(34)S变化。具异常同位素组成的这种矿产地之一是赫姆洛金矿床。矿石中黄铁矿的δ~(34)S值一般<-6‰至最小值-17.5‰。该黄铁矿的同位素组成与Au的含量有关,这说明它们在成因上是有关的。 硫同位素数据表明,赫姆洛热液体系中的硫的化合物经历了氧化还原反应;硫酸盐在Au矿化之前就已存在了。该硫酸盐可能是外生成因的:来源于隔离盆地,也可能是内生成因的:来源于岩浆热液流体。赫姆洛矿床的其他特征,诸如富集Sb、Tl和Hg,也可解释如下:矿石在中等氧化条件下沉淀。 特征的δ~(34)S值也在下述地点的黄铁矿中观测到:赫姆洛西面30km的赫伦贝Au矿化;赫姆洛以西约21至27km及近似走向方向的重晶石层。这些矿产地也是含硫酸盐热液体系,就这一点而论,这些矿产地给出的有关赫姆洛金矿化异常环境的信息是不明确的。既然硫同位素对氧化环境敏感,那么硫同位素可以用来识别这类金矿化特征的水热活动,也可用来勘探太古代地体中有硫酸盐堆积的其他异常区。     

铀在外生成矿作用中的一些地球化学特点

<正> 铀在外生成矿作用中最普遍的迁移形式是碳酸铀酰和腐植酸铀酰络离子,其次是氢氧铀酰络离子,而硫酸铀酰络离子是极少见的迁移形式。 成矿介质的氧化-还原特性是外生条件下铀迁移的最重要的物理-化学因素。地壳中广泛分布着氧化、潜育还原和硫化氢还原等三种基本环境。它们常常在     

地球的形成及其初始状态的探讨──二阶段不均一吸积模式

本文详细讨论了地球的单阶段均一吸积模式在解释全球地球化学特征时所遇到的困难。作者认为地球的吸积是分二阶段进行的；还原的原地球附积阶段和氧化的晚期吸积阶段。第一阶段吸积形成的原地球，其体积已达地球体积的99％以上，处于还原的全熔状态，导致地核的形成；第二阶段吸积形成氧化态的冷或部分熔融的初始地球的上地幔，控制着地球后期的地质演化作用，并同时构成原始地幔挥发性组份的内部储库。根据上地幔微量亲石元素、亲铁元素过剩和配分特点及地球的形成年龄等论证了氧化的晚期吸积过程存在的必要性，同时也指出了二阶段不均一吸积模式存在的主要问题。     

电子守恒法在化学计算中的妙用

<正>在氧化还原反应中,有化合价升高的元素,就必有化合价降低的元素,失电子的物质与得电子的物质同时存在,氧化反应和还原反应这两个对立的过程相互依存而统一于一个氧化还原反应中。在任何氧化还原反应中,化合价升高总数等于化合价降低总数,失电子总数等于得电子总数,这就是电子守恒规律。在氧化还原反应有关问题的分析中,电子守恒是解题的基本方法。在解题过程中,如果我们只以单一的思维方法解决问题,思维定式化,解决问题的方法可能会非常烦琐,一旦思维受阻更是一筹莫展。如果我们平时在解     

巴西巴伊亚地区含硫化物-硬石膏的太古代碳酸岩的地球化学与成因

<正> 由于太古代地壳在今天仅有很小的比例(约3％)可以观测到,故人们对于太古代构造模式的一些争论主要是推断性的。 关于澳大利亚、印度、南非的太古代岩石中石膏一-酸酸盐组合以及巴西卡莱巴杂岩中可能有蒸发岩系     

含水层介质对垃圾渗滤液污染缓冲性研究

通过土柱模拟实验研究含水层介质对垃圾渗滤液污染的pH缓冲和氧化还原缓冲性能.结果表明,碳酸钙对pH缓冲起重要作用,随着污染程度的加重,碳酸钙缓冲体系的缓冲容量逐渐增大,从背景值的1.62·pH^-1 mmol/kg增加到41.3·pH^-1 mmol/kg.随着污染程度的加重,含水层介质的氧化容量（OXC）减小,而还原容量（RDC）升高.在未受污染的介质中,Fe³⁺是OXC的主要组成,约占OXC的70.5％;TOC是RDC的主要组成,约占RDC的98.7％.物质的存在形态也与污染程度有关,在污染源附近大部分无定型态和部分晶体态Fe³⁺被还原,而且还原产物主要以FeCO₃和FeS形式沉淀;生成Fe²⁺的沉积使得可离子交换态Fe²⁺含量由未受污染的介质中的0.5％升高至3％.因此,Fe³⁺是含水层介质中主要的氧化还原缓冲剂.     

元古宙地球去气作用与撞击事件的探讨

大气圈是次生的，其成因有地球连续去气说和灾变去气说之争。后者主张地球形成早期由于天体的撞击，对地球大气圈的形成和演化有决定性影响。大气中（40Ar/36Ar）a比值的变化是判断地球去气机制的重要参数。根据对我国元古宙硅质岩中的古代大气Ar同位素的分析，发现在古-中无古代（40Ar／36Ar）。比值也存在一期突变，依此推测这期间地球可能遭受过天体的撞击，使地球内部大量40Ar逃逸到大气圈中，导致大气中（40Ar/36Ar）。比值的快速上升。     

氧化还原电位交替变化-淋洗去除滩涂中重金属

利用水槽模拟户外农田实验,通过调控土壤淹水时间来控制土壤的氧化还原电位。研究土壤氧化还原电位的变化,然后通过淋洗对去除土壤中Cd、Cr、Pb、Cu、Zn等重金属的影响。实验设有2个处理,每个处理有2个阶段,所要达到的目标氧还原电位是处理1:-50 mV、-100 mV,处理2:-100 mV、-200 mV。结果表明,在不同的氧化还原电位下,经过淋洗土壤中的重金属的去除率不一样,以Cd、Cr的去除效果最佳,处理1淋洗去除率达到34.94%、19.56%;处理2达到56.49%、39.17%,整体上处理2的去除效果比处理1好,说明随着土壤氧化还原电位的降低,淋洗去除土壤重金属效果呈递增趋势。