煤炭的非传统稳定同位素研究进展

煤炭在世界各国的能源结构中都占有极其重要的地位,被工业界誉为“黑色的金子”。中国能源结构也以煤为主,煤炭资源的利用对人们的生产生活有着举足轻重的作用,其存放、运输和燃烧过程中向环境中排放大量有害、有毒物质,影响人体健康。非传统稳定同位素作为一种新兴的示踪剂,可以为上述过程提供示踪,逐渐在煤炭研究中得到应用。本文拟对煤炭研究中成熟的非传统稳定同位素（Li、B、K、Mo和Hg）的应用进行综述,包括不同地区煤中同位素特征以及煤中非传统稳定同位素在环境示踪方面的潜力。最后对煤中非传统稳定同位素前处理消解存在的问题、不同赋存状态、其他非传统稳定同位素和激光原位研究进行展望。     

利用有机碳同位素组成辨识土壤污染过程的方法初探

利用有机碳含量变化特征和有机碳同位素组成的变化规律,探寻土壤碳源和迁移转化过程.在北京市首钢烧结厂和通州永乐店分别采集了2条土壤剖面,对样品进行了有机碳含量和同位素组成的分析.研究结果表明,首钢工业区烧结厂和城郊土壤样品有机碳含量相差很大,表层土最高含量分别是4.4%和0.8%;首钢烧结厂附近土壤样品有机碳同位素组成仅...     

长沙地区不同水体稳定同位素特征及其水循环指示意义

分析不同水体中的环境同位素变化特征是应用同位素示踪技术进行区域水循环研究的必要基础.根据2012年1月至2013年12月对长沙地区大气降水、地表水(河水)及地下水(泉水、井水)的跟踪取样,分析了不同水体中δD、δ18O的变化特征.结果表明,由于水汽来源的季节差异,长沙地区降水中D、18O的组成呈现出明显的季节变化,降水中δ18O变化与气温、降水量等气象要素之间存在显著负相关,当地大气水线(LMWL)特征揭示了长沙地区湿润多雨的气候;地表水中δD、δ18O的波动小于降水,其稳定同位素值的季节变化相对于降水存在延迟特征,冬夏半年河水线(RWL)的差异表明地表水在不同季节的主要补给源有所不同;地下水中δD、δ18O的波动幅度最小,并且泉水、井水中δD与δ18O的变化范围以及平均值都非常接近,说明这两种水体间存在较密切的水力联系,干旱月份地下水δD、δ18O持续偏低,可能与树根对地下水的吸取加强有一定的关系.研究结果对于合理利用本地区水资源有一定指导意义.     

北山地区大气降水中水化学及稳定同位素特征

为揭示甘肃北山地区大气降水的水化学及同位素特征,利用2012~2019年度采集的97件大气降水样品,采用相关性分析,富集因子,气团后向轨迹分析等多种方法对北山地区稳定同位素变化特征及其影响因素,降水中主要离子变化特征,不同离子来源及贡献,水汽来源进行了分析.结果表明,北山地区区域降水线的斜率与截距均高于张掖地区大气降水线;该区降水中稳定同位素比率明显受季节性,温度和高程效应的影响,在年尺度下,降雨量效应不明显;该区降水中氘盈余变化较大,雨季降水中氘盈余显著小于旱季降水中氘盈余值;北山地区大气降水的水化学型主要为HCO₃·SO₄-Ca和HCO₃-Ca型,降水中离子浓度具有明显的季节性变化,降雨量的增加对离子浓度具有一定的稀释作用;Na⁺受海源和陆源物质的双重影响;绝大部分的Ca²⁺,K⁺,HCO₃^-和部分Mg²⁺来源于陆源,SO₄^2-与NO₃^-的主要来自于人类活动输入;区内冬夏季水汽来源基本一致,来源于西北方向的季风源是北山地区最主要的水汽来源.研究成果可为我国高放废物地质处置库选址和性能评价以及未来地下处置库建设提供依据,也有助于丰富西北干旱区的水文循环过程研究.     

南太行山山前平原地下水水化学以及同位素组成研究

采用环境同位素和水化学方法,通过分析南太行山山前平原不同类型水体氢氧稳定同位素(δD和δ18O)、溶解性无机碳同位素(δ~(13)C-DIC)和水化学组成特征,探讨不同水体来源以及人类活动对地下水水质的影响过程。研究区地下水氢氧同位素组成表明,区内地下水均来自大气降水,补给区和排泄区浅部含水层地下水较深部含水层地下水氢、氧同位素值均偏正,氘盈余值(d值)也偏小,显示浅部含水层地下水受蒸发作用影响。同时排泄区地下水氢、氧同位素值较补给区地下水偏正,显示排泄区地下水经历较明显的蒸发过程。研究区地下水溶解性无机碳碳同位素(δ~(13)C-DIC)组成表明,补给区和排泄区浅部含水层地下水δ~(13)C-DIC值较深部含水层δ~(13)C-DIC值均偏负,显示浅部含水层地下水无机碳更多来源于有机物分解。同时排泄区地下水δ~(13)C-DIC值较补给区地下水δ~(13)C-DIC值偏负,表明排泄区地下水溶解性无机碳受有机物分解影响较大。研究区地下水水化学组成表明,补给区地下水水化学类型以Ca-HCO3型为主,排泄区地下水水化学类型以Na-HCO3-SO4型为主。结合同位素组成特征,补给区地下水水化学组成主要受溶滤作用和人类活动的影响,排泄区地下水水化学组成则受溶滤作用、蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和人类活动的共同控制。     

重庆地区石笋δ13C记录的全新世气候环境变化

本文利用重庆市青木关镇狮子洞石笋QM09铀系测年数据和氧碳稳定同位素数据,重建了研究区9.4~0 ka BP的古气候环境演化历史。依据狮子洞石笋δ~(13)C记录变化趋势,将其划分为2个阶段:(1)9.4~3.0 ka BP期间,狮子洞石笋δ~(13)C记录除了在4.2 ka BP附近发生一次短暂的偏重事件外,整体变化比较平缓,石笋δ~(13)C值比较偏轻;同时石笋δ~(18)O值在该期也较为偏轻,暗示了此时段季风强盛,气候温暖湿润,地表植被变化稳定。此时人类活动比较弱,对自然环境的影响小,植被变化主要受自然气候环境的影响;(2)3.0~0 ka BP期间,石笋δ~(13)C记录不再呈现如第一阶段般平稳变动的趋势,在3.0 ka BP时开始波动下降,在经历1.7 ka BP大幅下降后,δ~(13)C便频繁波动大幅升降。石笋δ~(18)O记录显示该时段季风减弱,气候变干,植被退化,土壤水中溶解的CO_2含量减少。加之该期人类活动剧烈,地表自然植被遭到破坏,当地无机环境更多的参与到地下水循环体系中来,使得石笋δ~(13)C逐渐加重。     

燃煤过程硫同位素分馏效应及其环境意义

世界范围内燃煤而释放的二氧化硫气体和颗粒物,严重地扰动了硫的全球环境地球化学循环,是导致全球性大气污染和酸沉降的重要原因.为定量地评估人为活动释放硫和天然生物成因硫对全球环境质量的相对影响,稳定硫同位素示踪技术是一新的发展方向.     

穿越水体天然气管道的泄漏气和沼气的辨别技术

为精确分析天然气管道穿越水体或淤泥表面冒出气泡中气体全部组分及摩尔含量,排除天然气管道泄漏的可能性,对采集气体样品进行气相色谱检测与甲烷碳同位素相对含量检测.结果表明:通过对比穿越水体管道内天然气组分发现,2类气体样品存在很大特征性差异,排除天然气管道泄漏可能性.研究结果可为类似事件处置提供理论依据.     

同位素示踪法检测废水中TCC／TCS生物毒性的研究

用同位素示踪法测定微生物的葡萄糖摄入量,可能检测废水中有毒物质的生物毒性。实验结果显示：ＴＣＣ／ＴＣＳ对废水处理系统中厌氧菌的葡萄糖摄入有抑制作用,其抑制率与接触剂量的对数呈线性关系,但与接触时间却没有明显的线性关系。由此可见,ＴＣＣ／ＴＣＳ对微生物葡萄糖摄入的影响是复杂的。当生物处理系统中的微生物未接触ＴＣＣ／ＴＣＳ时,１０％有作用浓度（ＥＣ１０）和５０％有作用浓度（ＥＣ５０）分别为１．７１ｍｇ     

Role of peat organic matter on isotopic composition of most abundant benthic organisms in intertidal habitats of SW Iceland

The transfer of peat organic matter (OM) from tidal pools of upper littoral to downstream rocky shores and its potential incorporation into marine biota were investigated using the stable isotope approach. Samplings were carried out in September 2004 in two SW Icelandic sites (Osar and Hvassahraun), where we selected (1) areas with shores where grass gently declined towards rocks and, on reaching the sea line, formed small tidal peat pools and (2) areas where grass and rocky shores were not contiguous, rather the grass lower limits were several hundreds of meters back from the shore. In both grass and no grass areas, in the intertidal zone, all benthic organisms and all potential OM sources were sampled. Dominant macroalgae were Ascophyllum nodosum ([Linnaeus] Le Jolis) and Fucus vesiculosus Linnaeus. In grass sites, organisms partially reflected the isotopic composition of peat OM, while in no grass sites, peat represented only a negligible amount of available OM, or its signal was totally absent from the environment. Intertidal organisms could rely on peat both directly by suspension feeding, grazing or scavenging and indirectly by predation (crabs) on low level consumers (barnacles).