非质量氧同位素分馏效应研究进展

非质量氧同位素分馏效应(mass independent oxygenisotope fractionation)研究为一些重大地质科学问题的解释开辟了一条新途径。在简要介绍非质量分馏理论后,重点评述了非质量氧同位素分馏效应的研究进展,包括非质量同位素分馏效应的成因机制、氧同位素组成分析方法建立及其在环境地学领域的应用。并对非质量氧同位素分馏领域未来研究趋势作了进一步探讨。     

MAP法与壳聚糖、PAC复配处理老龄垃圾渗滤液的实验研究

通过磷酸铵镁沉淀(MAP)、壳聚糖(CTS)、聚合氯化铝(PAC)三元复配法混凝处理中山市某垃圾填埋场老龄渗滤液.结果表明,MAP法最佳作用pH值范围在8.5-9.5之间.当n(Mg2+):n(PO43-):n(NH4+)为12:1:09,即MgCl2·6H2O和Na2HPO4·12H2O的投加质量浓度分别为19.61g/L和25.90 g/L时,在渗滤液pH值=9.0条件下,可获得最为经济有效的脱氮效果.三元复配处理该老龄渗滤液效果明显,达到良好的协同效应,可使CODCr去除率达50%以上,脱色率和NH4+-N去除率均达到98%以上.     

甘肃武山地热田水化学与地热水起源

通过对武山地热田地热水和地下冷水的水化学和同位素分析,结果表明武山地热水的出露温度为18.2~42.1℃,TDS含量为238~255 mg/L,属于低矿化度的HCO3型水。相对于地下冷水,地热水有更高的S iO2、F含量,说明经历了比冷水更长的循环深度。水化学特征表明武山地热水为大气降水与岩石相互作用的初级阶段。武山冷水和地热水的同位素沿着西北大气降水线分布,由于地热水的水岩相互作用时间较长,有更低的δD和δ18O值,说明武山地热水是大气来源的。综合运用各种地热温标估算武山地热水的热储温度范围在70~106℃之间,按照甘肃东部的平均地温梯度(35℃/km),得出武山地热水循环深度为1.74~2.77 km,属于中低温地热系统。此研究为今后可持续开发武山地热水提供了科学依据。     

贵州碳酸盐岩风化壳中晶体石英的硅同位素组成及硅质来源探讨

本文报道了黔北、黔东地区三个碳酸盐岩风化壳剖面中晶体石英的δ30Si值,利用硅同位素作为示踪剂,通过分析剖面中晶体石英的硅同位素组成来判别其硅质来源。结果表明:晶体石英的δ30Si值在0.8‰~1.7‰范围内,具有较高的同位素组成特征,与火山和热液(水)作用产物的δ30Si值不同,结合已有的资料证明晶体石英与火山或热液(水)作用无直接关系,而是来自碳酸盐岩酸不溶物中含硅物质风化产生的硅质流体,其中以硅酸矿物风化释放的硅质流体为主。利用植物岩中Ge/Si很小的特点来验证植物作用对研究剖面中硅质流体的影响,结果表明植物作用的贡献相对较小,但在表土层植物作用的影响可能不容忽视。     

SiC／AZ61镁基复合材料蠕变性能的研究

采用搅熔铸造法制备碳化硅颗粒增强镁基复合材料SiC／AZ61,通过动态机械热分析、显微组织观察和XRD衍射分析了其蠕变性能。结果表明：碳化硅颗粒的加入细化了晶粒,SiC大多分布在晶界处,颗粒镁基复合材料的蠕变性能与AZ61合金相比得到了显著的改善。蠕变性能的提高主要因为高温时具有高的热稳定性的SiC颗粒取代晶界处高温下易软化的8相（Mg17Al22）钉扎晶界,阻止了晶界的交滑移和位错的攀移。     

焦磷酸镁的酸解及酸解产物的氨氮沉淀性能

针对磷酸铵镁热解过程中,生成焦磷酸镁的问题,开展了热解产物中焦磷酸镁的酸解研究,考察了pH值、温度、反应时间等对焦磷酸镁酸解行为的影响,得到焦磷酸根向正磷酸根的转化规律。研究表明通过酸解能有效地使不具备氨氮沉淀能力的焦磷酸镁转化为对氨氮具有高效沉淀作用的磷酸镁,从而实现磷酸铵镁的循环利用。研究还考察酸解产物的氨氮沉淀性能,包括pH值、投加量等对氨氮沉淀性能的影响。研究结果表明在适当的热解与酸解条件下,磷酸铵镁循环使用5次仍具有90%以上的氨氮脱出性能。     

MAP法与沸石吸附组合条件下去除氮磷的试验研究

以高浓度氮磷模拟废水为处理对象,通过静态烧杯试验研究了磷酸铵镁法(MAP法)与沸石吸附组合工艺的脱氮除磷效果.分析了单独使用浙江缙云天然斜发沸石吸附氮磷受吸附时间、沸石粒径和沸石用量等因素的影响,所得最佳吸附条件为:反应时间80 min、粒径180～200目(0.076～0.088 mm).用量12 g/100 mL模拟废水.以MAP法除磷脱氮后的出水作为沸石吸附过程的进水,最终出水的氮、磷去除率可达86.69%和99.9%,且在MAP反应过程中采取较高的pH值和Mg2+浓度有利于后期沸石对氮、磷的吸附去除.研究表明,采取MAP法与沸石吸附组合工艺去除氮磷是可行的,可同时达到较高的除磷脱氮效果.     

传统稳定同位素技术在环境科学领域的应用及研究进展

本文回顾了同位素技术的发展历史、简介了传统稳定同位素技术的应用原理与主要分析仪器.重点介绍了传统稳定同位素技术在污染物溯源、识别转化历程和指示反应程度,以及重建古环境信息,构建生态系统营养结构和探索生态物质循环等环境科学领域的应用与最新研究进展,提出了当前传统稳定同位素技术面临的挑战并对未来的发展方向进行了展望.     

地下水灌溉对华北平原农田土壤碳库转化影响

为揭示区域尺度上地下水灌溉对农田土壤碳库转化的作用机制,选取华北平原高灌溉定额区、低灌溉定额区及无灌溉背景区为研究对象,分析土壤深度0~700 cm剖面范围内碳含量及碳储量的变化特征,并结合稳定碳同位素源解析技术,采用端元混合模型定量评估地下水灌溉条件下不同来源的土壤碳对土壤碳库的贡献率.结果表明:①地下水灌溉对土壤有机碳（SOC）储量影响不显著,但是显著增加了土壤无机碳（SIC）储量,具体趋势表现为无灌溉背景区（43.8 kg/hm2） < 低灌溉定额区（46.9 kg/hm2） < 高灌溉定额区（79.9 kg/hm2）;垂向剖面数据进一步显示,灌溉区与无灌溉区碳密度在土壤深度100~300 cm处存在显著差异（p < 0.01）.②碳含量及稳定碳同位素相关分析表明,无灌溉条件下SOC和SIC间转化关系较为明显;而在地下水灌溉区SOC与SIC相关性较弱.地下水溶解性无机碳（DIC）输入成为灌溉区土壤无机碳库的主控因素.③稳定碳同位素源解析表明,SOC以C3植物来源为主,无灌溉区DIC主要来源于SOC转化,其占比在10.6%~25.8%之间;灌溉区DIC则主要来源地下水灌溉,占比范围为74.0%~89.8%.研究显示,地下水灌溉外源输入的DIC显著提高了SIC的储量,对区域土壤碳库组成及转化过程产生重要的直接影响.      

稳定碳同位素技术在多环芳烃源解析中的应用进展

多环芳烃是广泛存在于环境中的具有"三致"效应的有机污染物,环境中的多环芳烃来源复杂,传统溯源方法受到环境中降解作用影响,具有较大局限性,而稳定碳同位素技术在多环芳烃源解析中具有较好的应用。该文通过文献综述,梳理比较了多环芳烃单体稳定碳同位素样品提取、净化、洗脱等前处理方法的优缺点,分析了选择不同内标物和分析柱进行样品分析的精确度;阐述了在实验室分析过程中以及环境中可能发生的稳定碳同位素分馏效应;通过相关研究案例分析,总结了稳定碳同位素技术在大气颗粒物、土壤和沉积物等环境样品源解析中的应用可行性。结果表明,稳定碳同位素在特定污染源中组成确定,且具有在污染物迁移和转化过程中不发生显著变化的特点,稳定碳同位素技术能较好应用于多环芳烃源解析,与其他方法结合使用,可以更好地解决复杂样品的溯源问题。