贵阳市土壤地球化学背景与生态环境分析

通过1∶250 000多目标区域地球化学调查,获得了贵阳市及邻区表、深层土壤中54项化学指标的地球化学背景值、基准值等参数。研究区总体土壤环境呈中偏酸性,对生态环境影响较大。土壤化学物质组成丰富,地球化学背景分布不均匀。除活动性强的化学组分对成土母质有分异外,多数化学组分对成土母质继承性显著。表层土壤有机碳、全碳、硫、氮、硒、氟和汞、镉、砷等的地球化学背景值显著高于深层土壤和我国其它城市地球化学基准值。前者适宜发展生态富硒特色农业,后者表明土壤环境安全形势严峻。土壤地球化学背景为生态环境评价和其它相关学科研究提供了科学基础,由此提出生态环境保护和利用建议。     

雄安新区土壤氟地球化学特征及健康风险评价

为科学评估雄安新区表层土壤氟(F)地球化学分布特征及人体健康风险,利用GIS空间分析、相关分析等分析土壤F贫化富集特征及影响因素,开展土壤F健康风险评估,基于蒙特卡罗随机模拟,研究健康风险评价结果的不确定性.结果表明,新区表层土壤ω(F)均值为641 mg·kg^-1,是全国A层土壤背景值的1.34倍,F过剩和高等级样点占比超过85%,F含量整体相对偏高.灌溉水样ρ(F^-)均值为0.85 mg·L^-1, F^-含量空间分布特征受浅层地下水水化学类型和流向的影响.土壤F垂向空间变化不显著,其垂向变化主要受土壤有机碳、质地等土壤理化性质的垂向分布影响.表层土壤F的贫化富集主要受地质背景成因控制,人为因素(农业灌溉水、施肥和大气干湿沉降)等外源输入影响其异常的空间分布.区内土壤F含量与地貌环境“标志性”指标Al₂O₃、 Fe₂O₃、 MgO和K₂O含量,土壤有机碳(Corg.)、阳离子交换量(CEC)...     

不同反应物制备NiFe2O4类芬顿催化剂催化性能比较

该文以NiCl₂·6H₂O和FeCl₃·6H₂O、NiCl₂·6H₂O和FeCl₂·4H₂O、NiSO₄·6H₂O和FeSO₄·7H₂O为3组反应物,NaOH为沉淀剂,采用共沉淀法制备催化材料NiFe₂O₄催化剂,比较3组反应物制备出的NiFe₂O₄催化剂对活化SPS降解RhB染料废水的效果,并对材料进行表征。结果显示,以NiCl₂·6H₂O和FeCl₃·6H₂O为反应物制备出的材料催化性能、形貌结构最优。以NiCl₂·6H₂O和FeCl₃·6H₂O为反应物,通过单因...     

深圳市土壤重金属背景含量垂向分布与理化特征

为摸清深圳市6种常规重金属(Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni)在不同剖面层次的背景含量及垂向分布规律,探究土壤剖面重金属背景含量与理化参数的关系,在全市基本生态控制线区域布设土壤典型剖面样点50个,每个点位按A、B、C3层采集土壤样品共150个.结果表明,土壤剖面不同采样层次重金属背景含量存在显著差异,随着深度增加,Cr、Cu、Zn、Ni的背景含量呈现逐渐增加的规律,Cd和Hg的背景含量呈现先减少后增加的趋势.深圳市土壤剖面中6种重金属的背景含量相对较低,整体上略低于“七五”全国土壤环境背景值.土壤剖面理化参数存在典型的南方土壤特性,土壤pH值呈酸性,随着深度增加,土壤容重、Al₂O₃和Fe₂O₃含量逐渐增加,而有机质、CaO含量呈逐渐下降趋势,离子交换量呈先增加后减少趋势;土壤机械组成特征为砂粒最多、粉粒次之、粘粒最少.将土壤剖面重金属背景含量与理化参数进行相关性分析,发现Fe₂O₃、Al₂O₃和土壤机械组成...     

γ-Fe2O3抗As2O3中毒能力的分子模拟

采用密度泛函理论研究了γ-Fe₂O₃表面As₂O₃的吸附以及掺杂改性提高抗As₂O₃中毒性能的作用机理.计算了As₂O₃在完整以及O缺陷γ-Fe₂O₃（001）表面的吸附性能,包括吸附位点、吸附结构、吸附能、PDOS等.同时建立了Mo、Ti、Mg掺杂的γ-Fe₂O₃模型,探讨了助剂掺杂对抗砷中毒能力的作用机制,并考虑了掺杂量的影响.结果表明：As₂O₃倾向于以O端化学吸附在γ-Fe₂O₃（001）表面Fe_oct位,吸附过程发生强烈的相互作用和电荷转移.当表面存在O缺陷时,As₂O₃的吸附能得到提高.Mo、Ti、Mg倾向于掺杂在Fe_oct位,增强了对As₂O₃的吸附能力,并且增大Mo的掺杂量可以强化As₂O₃的吸附.As₂O₃倾向于与活性较强的Mo、Ti、Mg发生反应,从而保护活性Fe位不受砷中毒,Ti和Mg的掺杂还抑制了相邻Fe位对As₂O₃的吸附.Mo、Ti、Mg的掺杂还促进了催化剂表面对NH₃的吸附,增强了表面酸性强度,有利于SCR反应.Mo、Ti、Mg原子的掺杂有利于提高γ-Fe₂O₃催化剂的抗砷中毒性能.     

片状Bi2O3的制备及其光催化性能

利用化学沉淀法,分别以Bi（NO₃）₃·5H₂O为铋源、稀HNO₃为溶剂和HTMA为沉淀剂,制备出片状Bi₂O₃光催化剂.利用SEM、XRD和BET分别对制备的Bi₂O₃形貌、厚度、晶型和比表面积进行表征,并借助紫外可见漫反射和光化学反应仪对材料的光催化性能进行测试.结果表明：制备的片状Bi₂O₃光催化剂形貌较好,厚度均一,a-Bi₂O₃晶型,对可见光的吸收较强,表现出较好的光催化性能.在模拟可见光300W下,3.0h后Bi₂O₃光催化剂对四环素溶液的降解率可以达到82.6%,远远高于市售纳米Bi₂O₃颗粒.     

微波场下粉煤灰/电石渣负载Na2O协同脱硫脱硝

以粉煤灰与电石渣的混合物(FC)作为载体,Na₂O为活性组分,采用超声波浸渍法制备了吸附剂Na₂O/FC。通过XRD、BET、SEM分析对吸附剂进行表征,探讨在微波辐射下吸附剂协同脱硫脱硝机制。结果表明:微波下Na₂O负载可显著提高吸附剂的性能;6%Na₂O/FC(其中6%代表活性组分Na₂O在吸附剂中质量分数)的协同脱硫脱硝性能最佳,其脱硫t_90%和t_50%(t_x%为吸附剂的脱硫率或脱硝率达到x%时的反应时间)分别为12,73 min,脱硝t_90%和t_50%分别为4,16 min。机理分析表明:协同脱硫脱硝过程起初以物理吸附为主,反应进行一段时间后以化学吸附为主。微波下吸附剂Na₂O/FC的化学吸附过程为活性氧将SO₂和NO氧化为SO₃和N₂O₅后,SO₃和N₂O₅与金属氧化物反应生成Ca₅(SiO₄)₂SO₄、(Mg_xCa_1-x)(NO₃)₂、CaSO₄等硫酸盐和硝酸盐,同时活性组分Na₂O可直接与吸附态的SO₂与NO结合生成Na₂SO₃和NaNO₃。     

Z-scheme V2O5-Ag2O/g-C3N4异质结制备及其可见光催化性能

采用原位生长法制备V₂O₅,并将其与Ag₂O/g-C₃N₄水热复合制备V₂O₅-Ag₂O/g-C₃N₄复合光催化剂.利用XRD、FT-IR、SEM和UV-Vis DRS等方法对样品的形貌结构及光学性质进行表征.结果表明,V₂O₅成功掺杂在Ag₂O/g-C₃N₄上,与Ag₂O/g-C₃N₄相比,复合材料对可见光的吸收范围增大;在可见光照射180min后,V₂O₅掺杂量为15%的复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解率达到99.10%.经过3次循环降解后,复合材料对MB的降解率保持85%以上,表明其具有良好的稳定性.通过掩蔽实验推测,空穴(h⁺)是光催化体系中主要的活性物质,其光催化性能增强的机理是Ag₂O与g-C₃N₄复合界面形成p-n异质结,并与V₂O₅之间的复合过程符合Z-scheme可见光驱动机制,有效阻碍了光生电子-空穴对的复合,促进活性物质的产生.     

载铁ACF/Ni阴极电化学体系除藻效能与机制

采用化学浸渍法将Fe@Fe₂O₃纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂（Pt/Ti）为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H₂O₂浓度及pH值的分析和·O₂^-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl₃×6H₂O,初始藻浓度为0.7×10⁹~0.8×10⁹个/L,电流密度为75mA/cm²,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O₂^-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.     

载铁ACF/Ni阴极电化学体系除藻效能与机制

采用化学浸渍法将Fe@Fe₂O₃纳米线负载在活性炭纤维/泡沫镍上组成Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni复合阴极,以钛基铂（Pt/Ti）为阳极,考察载铁量、初始pH值和不同电化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系除藻的效能;基于·OH间接检测、铁离子浓度、H₂O₂浓度及pH值的分析和·O₂^-的检测研究Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni中性电化学体系反应机制.结果表明,当制备阴极阶段投加0.03g FeCl₃×6H₂O,初始藻浓度为0.7×10⁹~0.8×10⁹个/L,电流密度为75mA/cm²,初始pH6.2时,电解60min,该体系除藻率可达到92.3%.在Pt/Ti-Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni电化学体系中,Fe@Fe₂O₃/ACF/Ni阴极可通过电化学反应产生大量·OH和·O₂^-,使藻细胞破裂死亡;该体系除藻的主要机理是非均相电Fenton反应.     

渝西经济区土壤地球化学基准值与背景值及元素分布特征

基于渝西经济区多目标区域地球化学调查资料,采用正态和对数正态法,获得了土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,并研究其分布特征;同时分析了岩石风化成土过程元素的富集贫化规律,以及表层土壤元素分布特征。结果表明,与全国土壤相比,该区重金属元素Cd、Cr、Hg、Ni基准值较高,As较低,Pb、Zn、Cu与全国值相当;多数重金属元素和植物营养元素背景值偏高,仅K、Mn、P、Cl元素背景值低于全国水平。对比土壤背景值与基准值,发现多数元素(指标)背景值与基准值相当,说明表生作用和人为活动对表层土壤影响较小;而Se、Hg、S、N等14种元素在表层土壤富集,人为输入作用显著。不同母岩区表层土壤元素(指标)分布表现为,碳酸盐岩区多数元素含量较高;就不同pH值范围而言,CaO、MgO、K2O、P以及除Hg以外的重金属元素均在碱性环境含量较高,SiO2在酸性环境含量高,较多元素(指标)在中性环境中趋于稳定。     

济宁南部区域耕作层土壤地球化学特征及其成因分析

济宁市南部区域是著名的国家商品粮、优质大蒜、优质稻米和有机蔬菜生产基地,由于土壤地球化学特征与农业生产、人类健康关系密切,所以对济宁南部区域耕作层土壤地球化学特征及其成因的研究具有十分重要的意义。本文以济宁南部煤田地区作为典型区域,以耕作层土壤为研究对象,采集了77件耕作层土壤样品,定量分析了As、B、Cd、Co、Cr、Cu、F、Hg、Li、Mn、Mo、Ni、Pb、Sr、Se、Zn、S、Corg、p H、Si O2、TFe2O3、Mg O、Ca O、Na2O、K2O、CEC等共计26项指标。经统计分析发现,济宁南部区域耕作层土壤中地球化学指标含量变异系数的大小顺序为HgCECSCdNa2OMoCa OCorgAsMnCuMg OCoLiNiTFe2O3SeZnFCrPbBSi O2SrK2Op H,其中Hg、CEC和S的变异系数较大,均超过了50%,这一特点与地球化学指标含量频率直方图及平均值与背景值的比对柱状图所显示的特征完全吻合。在摸清耕作层土壤地球化学特征的基础上,采用R型因子分析法对济宁南部区域耕作层土壤地球化学特征的成因进行了详细分析,提取了风化作用和淋溶作用复合因素、蒸发淀积作用和粘土物理化学吸附作用复合因素、植物根际富集因素作用、煤矿生产因素作用等四个因子,其方差贡献率分别为55.022%、12.753%、9.803%、8.009%,四个因子可以用于说明济宁南部区域表层土壤地球化学特征85.587%的形成原因。研究结果可以为研究区今后开展耕作层土壤环境质量评价,以及生态平衡研究奠定基础。     

皖南新元古代花岗闪长岩地球化学特征及构造环境

皖南新元古代花岗闪长岩沿祁门-歙县-三阳深断裂呈串珠状出露。本文在对其岩石学、地球化学细致分析的基础上,探讨了岩体的岩石成因和产出环境。皖南新元古代花岗闪长岩主要由石英、钾长石和斜长石组成,普遍含富铝矿物黑云母和堇青石,副矿物包括锆石、磷灰石、钛铁矿、独居石、磷钇矿、极少的磁铁矿等。地球化学分析数据显示,岩石总体具高硅、高钾、高铝和低钠、低镁、低钙的特征;岩石富碱(ALK=6.63%),高K2O/Na2O比值(1.33)。里特曼指数σ为0.8～2.91,碱度率AR为1.56～3.14,属高钾钙碱性系列。岩石铝饱和指数(A/CNK=1.31)大于1.1,具强过铝质S型花岗岩的特征。岩石稀土元素呈轻稀土富集、重稀土亏损的特征,ΣLREE/ΣHREE比值为5.36～8.36,具较强的负铕异常(δEu=0.39～0.7),配分模式为右倾"V"字形态;微量元素明显富集Rb、Th而亏损Ba、Nb、Ta、Sr等,为低Sr高Yb型花岗岩。地球化学特征显示其岩浆源于围岩-中元古代牛屋组浅变质千枚岩的部分熔融,反映陆-陆碰撞挤压造山环境,为晋宁运动晚期华夏板块向北俯冲与扬子板块碰撞造山的火山弧产物。     

沂沭河流域7 470~2 550 a BP气候变化的元素地球化学记录

地球化学元素比值的变化不仅可以指示气候变化和环境特征,也可以揭示气候异常和突变性气候事件。本文通过对沂沭河流域沭埠岭剖面沉积物淋溶系数、残积系数、CaO/MgO、硅铝率、硅铝铁率等气候代用指标的分析,发现研究区7 470~2550 a BP期间的气候变化经历了五个阶段:(1)7 472~6 043 a BP,气候趋向温暖湿润;(2)6 043~4 801 a BP,稳定的暖湿时期;(3)4 801~3 986 a BP,气候向冷干转变;(4)3 986~3 512 a BP,不稳定时期;(5)3 512~2 552 a BP,气候不稳定的波动时期。     

承德市滦河流域土壤重金属地球化学基线厘定及其累积特征

选择承德市滦河流域为研究区,系统采集了351个表层土壤样品(0～20cm),测定了Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、V、Ti、Mn、As和Co共12种重金属的含量,运用基于参比元素的标准化方法和累积频率曲线法确定了12种重金属元素的地球化学基线值,结合主成分分析法与地统计方法统计结果,分析了重金属的空间结构和分布特征,利用地累积指数法对不同土壤类型和土地利用方式表层土壤重金属累积程度进行了分类评价.结果表明,滦河流域表层土壤V、Ti、Cd、Pb、Mn和Co元素地球化学基线值高于河北省背景值,As、Zn、Cr、Cu、Ni和Hg元素地球化学基线值低于河北省背景值.表层土壤重金属总体累积程度由强至弱为:Cd Pb Cu Ti Mn Zn Cr Ni Co V Hg As,80%以上的土壤样品中Pb、Ti、V、As和Co元素属无累积-中度累积水平,70%以上土壤样品中Hg、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Cr元素属无累积-中度累积水平.土壤重金属总体累积程度在棕壤、褐土和潮土中依次增大;在工矿用地、灌木林地中较高,林地、草地中相对最低.农用地表层土壤中Pb、Cd元素累积程度相对较高,分别有27. 69%和25. 38%的样品属中等以上累积水平.滦河流域表层土壤Ti、V、Co、Ni和Cr元素同源性较高,与原生高地质背景相关; Cd、Pb、Zn,Mn、Cu和As元素污染累积受成土母岩和人为因素共同作用影响,Hg元素累积则主要来源于人为活动.     

煤炭型城市河流沉积物重金属地球化学基线厘定及应用[KH*9]——以安徽宿州市为例

煤炭型城市是重金属富集的重要区域,国内外学者对其河流沉积物重金属地球化学基线研究较少。本研究在煤炭型城市宿州市沱河和环城河沉积物39个采样点重金属含量测试的基础上,运用相对累积频率法对Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As及Pb8种重金属地球化学基线进行厘定,并以地球化学基线值为评价标准,通过沉积物富集系数法和内罗梅指数法进行污染程度分析。结果表明:Fe、Ti、V、Cr、Cu、Zn、As和Pb的地球化学基线值分别为2.37%、0.29%、61.7mg/kg、43.0mg/kg、33.9mg/kg、62.1mg/kg、13.0mg/kg和25.3mg/kg,其中Fe、Ti、V、Cr和Pb低于安徽省土壤背景值,而Cu、Zn和As高于安徽省土壤背景值;宿州煤炭产业及其相关产业的发展导致该区域河流沉积物重金属富集程度较高,其中市中心环城河流沉积物重金属污染程度高于沱河;与背景值相比,地球化学基线的探索能够反映水体沉积物重金属元素在水-沉积物界面的反应及迁移特性,其在污染程度分析和人为影响识别的应用更具有现实意义,。     

天水地区新近纪沉积物地球化学特征及其意义

通过对天水盆地新近纪沉积物地化特征的研究表明:(1)天水盆地下山剖面泥岩富MgO、CaO、Nb、Sr、Th,贫SiO2、Al2O3、Ba、Cr、Ni、Rb,高Al2O3/TiO2、Cr/Zr、Cr/Th、Th/Sc,结合盆地的平面展布特征和地层厚度变化规律及沉积相的横向变化,初步认为盆地南区西秦岭北缘各时代花岗闪长岩和偏中性岩主要控制着该区的沉积物地球化学组成,而古秦岭洋闭合期蛇绿岩套中的基性-超基性岩有很大的影响,其结果是它们高度混合的物质给盆地提供物源,泥岩样品中K2O的含量随时间增长而增高,说明物源区在溯源侵蚀的过程中富钾值岩大量出现;(2)CIA和ICV值指示天水盆地碎屑沉积物的物源区古风化程度较强,沉积物成熟度较低,源区沉积再循环的物质很少或几乎不存在,在上新世到更新世之间存在化学风化作用减弱的趋势;(3)天水盆地从西秦岭山麓到华家岭地层沉积厚度越来越薄,从湖相逐渐过渡为湖泛平原相,结合主、微量元素构造判别图解,认为下山剖面沉积物是在压扭作用下的山前凹陷盆地构造环境中形成。     

长沙市乔口镇土壤重金属地球化学基线值的厘定及应用

随着工业化和城市化等人类活动影响的加强,土壤表层重金属含量趋于上升.作为区分自然背景和人为影响的指标,土壤重金属地球化学基线为土壤的污染评价提供了重要的参考依据.本研究以湖南省长沙市乔口镇为研究区域,利用标准化方法和累积频率曲线法两种方法,计算了这一区域土壤重金属的地球化学基线值,并利用富集因子来评价当地的重金属污染状态.结果表明,除极少数样品外,这一区域绝大多数样品并未受到明显的人为污染.乔口镇地处湘江下游,其地球化学基线值可以为长沙-株洲-湘潭(简称长-株-潭)经济区的土壤重金属污染提供参考.     

伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.