天然水铬污染与其同位素组成的相关性研究

Cr(Ⅵ)作为水体中重要的污染物质,其同位素组成对水体环境变化具有较强的敏感性.铬在氧化还原过程中产生明显的同位素分馏作用,根据水体中铬的同位素组成可指示水环境中Cr(Ⅵ)的还原程度.笔者以黄石某无机盐厂周围污染水体为例,对天然水体中的铬污染及其同位素组成的相关性进行了分析研究.     

地下水中稳定铬同位素的生物地球化学作用

铬是地下水中常见的一种变价重金属污染物,在自然界中广泛分布且应用广泛。将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)是地下水铬污染防治中的主要策略。在Cr(Ⅵ)的非生物还原过程中存在铬同位素分馏现象,通过地下水中铬同位素组成的变化情况可以定量地指示Cr(Ⅵ)的还原程度和速率。这被认为是一个重要发现,在地下水铬污染防治中有着广阔的应用前景。文中对铬与铬的来源、地下水中铬同位素的测定方法、铬同位素的生物地球化学作用、铬同位素在地下水污染防治中的应用等进行了系统综述。研究认为：微生物广泛参与地下水中铬的氧化与还原作用,并有可能产生显著的铬同位素分馏。地下水中被还原的Cr(Ⅵ)在微生物作用下有可能被活化,用非生物还原条件下的铬同位素分馏规律指示地下水中Cr(Ⅵ)还原程度可能会产生较大的误差。开展地下水中铬同位素的生物地球化学作用研究,特别是生物氧化Cr(Ⅲ)过程中的铬同位素分馏规律研究,对于更全面地认识铬同位素的指示作用具有重要意义。     

地壳演化过程中铬铝云母标型性探讨

对于早期地壳性质及晚期地壳演化的研究一直是地质学界关注的课题,本文将以矿物系统发生史研究为指导,通过详细研究全球范围内103个(包括笔者完成的42个样品)铬铝云母样品在地壳中的分布规律及其化学成分和矿物种标型特征时空演化规律,认为早期地壳中幔源物质铬与壳源物质铝交互作用导致铬铝云母的形成,从而为认识早期地壳具有硅铝质组成提供了佐证。在晚期地壳演化尤其是成矿作用方面,提出了铬铝云母标型性特征,确立了铬铝云母在自然历史中固有的位置和作用。     

PRB修复技术在地下水铬污染领域应用初探

铬作为重要的工业原料,在工业生产中占据非常关键的位置,对我国工业的发展具有较为关键的作用。但是铬在生产的过程中会产生铬渣,这种物质是重污染资源,对周围环境影响严重,特别是地下水,铬通过土壤渗透到地下水中,对人体在成严重的危害。在进行水污染的处理中,传统抽出法消耗时间较长,效率较低,地下水净化效果较差,需采用科学的方法对地下水中铬污染进行全面控制,通过对PRB修复试验技术在地下水中铬污染方面的分析,对PRB修复技术中反映介质及修复技术介质吸附原理进行探讨,发现在研究地下水铬污染方面,PRB修复技术更加科学合理,在治理地下水过程中能达到良好效果,为地下水整体质量提高创造良好条件。     

利用δ53Cr定量评价Cr(VI)还原程度的实验研究

地下水污染的原位修复是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水原位修复尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

利用δ~(53)Cr定量评价Cr(Ⅵ)还原程度的实验研究

地下水污染的"原位修复"是当今国际上净化地下水最具发展前景的新技术,但对铬污染地下水"原位修复"尚未有科学有效的评价方法。定量评价地下水中Cr(Ⅵ)的被还原程度成为保护与修复铬污染地下水的关键问题。通过室内Cr(Ⅵ)的还原实验,分析Cr(Ⅵ)在还原过程中铬稳定同位素变化规律,研究其分馏机理,探索利用铬同位素定量评价地下水中Cr(Ⅵ)还原程度的可行性。研究结果表明:Cr(Ⅵ)在被还原成Cr(Ⅲ)过程中,发生明显的同位素分馏,即反应物中53Cr逐渐富集,同时生成物中52Cr逐渐富集;分馏过程可用瑞利分馏模型描述,分馏系数α为常数0.99842。表明δ53Cr能够定量评价水体中Cr(Ⅵ)的还原程度,为评价地下水铬污染修复提供了新途径。     

人工回灌地下水微生物生态与水质(以上海为例)

研究环境改变后微生物生态系统结构与环境中某些物质的相互关系,即物质在微生物生态系统中的代谢转化及其它集过程是微生物生态系的一个重要方面。对区域性或局部地区的微生物生态研究,有助于查明物质运移规律,以便为控制污染提供理论依据。在微生物生态范围内,微生物对某些物质的转化降解以及对环境的自然作用,Dugan(1974)进行了研究并发表了专著。     

焦作地区浅层地下水铬(Ⅵ)污染机理及迁移预测

通过对焦作地区浅层地下水中铬(Ⅵ)污染物分布特征进行调查,分析了研究区浅层地下水中铬(Ⅵ)的污染机理,并运用Visual MODFLOW建立地下水流模型及溶质运移模型,模拟预测了浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移规律。结果表明:研究区浅层地下水铬(Ⅵ)污染严重,污染源是位于老君庙西南方向的焦作某电厂堆灰场,主要原因是露天堆放的粉煤灰中的铬(Ⅵ)污染物在长期淋滤作用下下渗污染含水层。气候条件、包气带岩性、地下水化学环境以及人为因素等也间接使浅层地下水铬(Ⅵ)浓度升高;模拟结果显示在未来的五年时间内,受地形和地下水动力场的影响,浅层地下水中铬(Ⅵ)的迁移方向与地下径流方向一致,沿大沙河水流方向上扩散速度更快,污染区域面积逐渐增大。      

地壳演化过程中各铝云母标型性探讨

对于早期地壳性质及晚期地壳演化的研究一直是地质学界关注的课题，本文将以矿物系统发生史研究为指导，通过详细研究全球范围内１０３个铬铝云母样品在地壳中的分布规律及其化学成分和矿物种标型特征时空演化规律，认为早期地壳中幔源物质铬与壳源物质铝交互作用导致铬铝云母的形成，从而为认识早期地壳具有硅铝质组成提供了佐证。     

有机污染土壤-地下水系统中的微生物场及多场耦合研究

了解污染场地中微生物群落对有机污染物迁移转化的影响是高效修复治理有机污染场地的基础。自然界中的微生物以“场”的形式通过与水动力场、温度场、化学场等耦合作用,发挥其在维护生态稳定性及物质循环过程中的功能。微生物与有机物关联研究的文献计量分析结果显示,近年来关于微生物和有机物的研究主要集中在微生物群落结构、有机物的生物降解及有机物的迁移转化3个方面及一系列的关联研究中,而关于将微生物以“场”的形式定量刻画微生物在物质循环转化和维持生态稳定性方面作用的研究几乎没有。为此,本文通过研究给出了微生物场的定义,提出了有机污染场地中的微生物场概念模型和数学模型,分析了微生物场的主要影响因素及影响机制,构建了微生物场与水动力场、温度场、化学场之间耦合的本构模型。最后,对微生物场下一步的研究提出了展望。     

水污染与水质测报技术讲座——第一讲:水循环与水污染

(一) 自然界中水分的循环与水质有密切关系。因为水是良好的溶剂,在自然界的水循环过程中,水和一些物质接触的时候,这些物质以各种形式溶解在水中,于是水质随之发生复杂的变化,使水遭到了污染。水在循环过程中不同的环节所受污染的情况各不相同。     

喀斯特生态系统生物地球化学过程与物质循环研究:重要性、现状与趋势

喀斯特地质与生态系统是地球表层系统中的重要组成部分,其变化将对其他地区以及整个地球系统产生影响.生物地球化学循环是全球和区域变化研究的核心内容,而生态系统的演化与系统内水分和养分的生物地球化学循环密切相关。因此,我们有必要将喀斯特生态系统纳入到更大区域或全球生态系统中进行分析研究,在充分研究认识整个喀斯特生态系统物质生物地球化学循环规律的基础上,进一步研究喀斯特生态系统的全球变化响应或影响机制,为喀斯特生态系统优化调控对策和措施提供科学基础。研究生态系统演化过程中物质的生物地球化学循环规律,是研究植物适生性、物种优化配置和适应性生态系统调控机理的关键基础。在介绍前人工作基础的同时,本文全面而概括地总结了我们近年利用元素、同位素(如δ13C、δ15N、δ34S、87Sr/86Sr)示踪和化学计量学理论和方法对喀斯特生态系统中不同界面和流域中物质的生物地球化学循环及其生态环境效应的研究成果。认识到:喀斯特流域生物地球化学循环活跃,相互耦合,并与流域生态环境变化相互制约;人类活动正干预流域物质的自然生物地球化学循环过程,并导致相应的生态和环境效应;全球变化科学深化有赖于区域生态环境变化及物质生物地球化学循环的研究。这些认识是我们将来系统深入开展喀斯特以及其他流域生态系统物质生物地球化学循环研究的重要方向。     

宝山区粮田土壤中铜,锌,铅,镉,铬,汞含量的初步研究

本文研究了宝山区粮田土壤六种重金属铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量及范围,土壤中重金属含量与污染源及土壤类型存在一定的关系。本区土壤中的六种重金属元素含量都在正常值范围之内。总体而言,我区粮田土壤没有受到污染,但个别地区的淞南、吴淞、葑塘等乡则受到了一定程度的污染。     

砷的地球化学特征与研究方向

砷的毒性在古代就因砒霜而广为人知,国际癌症研究会将砷列为第一类致癌物。目前,世界上有数以百万计的人受到砷中毒的威胁,砷污染事件在世界范围都有报道。环境中的砷的来源很复杂,有自然因素引起的砷污染(主要是地质成因砷污染),也有人为活动带来的砷污染,还有二者共同作用形成的砷污染。此外,砷还可以通过各种自然的地球化学过程和生物过程进行迁移转化,直接或间接对人和动物等产生危害。文章从砷的来源与分布、砷的毒性和危害、砷的迁移转化、生物在砷循环中作用的新认识等方面进行论述,并针对目前国内外砷污染研究现状,提出在已有研究基础上,建议在河套地区进一步开展砷元素地球化学及人体健康关系研究。     

江苏省土壤重金属分布特征与污染源初步研究

以24 186个表层土壤(0～20 cm)和6 127个深层土壤(150～200 cm)样品之Cd、Hg、Pb、As等含量数据为基础,研究了江苏全省土壤环境的重金属分布与主要污染特征.结果表明.全省自然土壤环境与人为活动土壤环境的重金属元素分布都不均匀,但人为活动土壤环境中的不均衡程度远高于自然土壤环境:全省农田中有1.02%的土壤受到Cd、Hg、Pb等8种重金属的严重污染,苏州市、无锡市土壤环境被重金属污染的程度相对严重;工业化、城市化进程中的人为活动及自然地质作用都是引起江苏局部土壤重金属污染的重要原因,自然成因的重金属污染土壤多呈面状、多元素、低强度、双层污染等特点,从而与人为成因的重金属污染土壤有所区别.     

铅同位素示踪技术及其在辽宁省矿业环境评价中的应用前景

铅同位素示踪技术是环境地球化学中极具发展前景的研究手段之-.从是否受到污染、污染源示踪、污染程度、污染途径、污染通量、迁移速率、生物可利用性及特定物质运动规律示踪等几个方面对铅同位素示踪技术在环境科学的应用现状进行了简要回顾,并分析了该技术在辽宁省矿业环境中的应用前景.     

有限单元法地下水水质模型的微型机求解

近几年,我们在山东济宁地区开展了区域的溶质运移问题的试验研究工作。本文根据已建立的济宁地区的二维地下水水质模型,利用有限元法的水质预测的微型机(VICTOR-9000)程序,处理了该区东南角面积为3.7平方公里的计算区的实际资料,选定铬为污染物质,在微型机上模拟计算了地下水铬浓度,计算结果基本达到精度标准,计算的铬浓度分布基本上符合实际铬浓度的变化趋势。并在微机上优选确定了计算区的弥散参数——弥散度,这将为该区地下水污染的预测和控制提供了可靠的依据。     

某铬盐化工厂老渣场土壤污染调查及评价

某生产铬盐的化工厂由于前期技术生产工艺的限制,生产过程中产生了大量的重金属铬渣并且露天堆放,造成了渣场土壤六价铬污染。通过对老厂区及老渣场的水文地质及土壤六价铬含量调查,分析土壤铬污染源、划定了污染范围、污染程度,并进行初步评价,提出在老渣场按照网格状布设过滤井,将含铬渗出水泵送到多级阴离子交换器进行处理,处理后的清水溶解土壤中的六价铬,进入渗水收集井,循环往复,达到淋洗土壤的目的。     

有效能(烔)作物质富集程度量度的热力学分析

本文从物质要素分散扩散和富集的热力学分析出发,探讨了物质体系物质富集状态（或污染状态）的能量状况,从而讨论了浓差有效能作为物质富集程度（或污染程度）的能量指标的依据及其有效性,指出了其研究和应用的理论意义和实际意义。     

济南市某废弃化工厂区域土壤地球化学特征研究

随着我国城市产业布局升级,高污染、高能耗的化工企业被关停或搬离,研究这些企业遗留地块土壤的地球化学特征对污染场地风险管控具有重要的现实意义。本文在济南市某废弃化工厂原厂区采集了100件土壤样品,测试SiO_2、Al_2O_3、CaO、Fe_2O_3、K_2O、MgO、Na_2O、As、Ba、Br、Ce、Cl、Co、Cu、Ga、Hf、La、Mn、Nb、Nd、Ni、P、Pb、Rb、S、Sc、Sr、Th、Ti、V、Y、Zn、Zr、Cr、Cr(Ⅵ)、铬形态、pH值、有机质等42项指标,研究厂区土壤中元素的地球化学特征。结果表明:研究区土壤中的总铬量在1025~2450 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量在557.0~996.5 mg/kg,Cr(Ⅵ)含量占总铬量的46.77%。在0~80 cm深度内,总铬、Cr(Ⅵ)含量随深度的变化并不明显。随着深度增加,离子交换态铬占总铬的比例有逐渐降低的趋势,而残渣态铬占总铬的比例增大。土壤的总铬含量与pH值呈线性负相关,相关系数为-0.8470,而Cr(Ⅵ)与有机质、pH值相关性均不显著。聚类分析发现Cr元素的来源单独成为一类,主要为化工厂长期堆放大量铬渣引起的人为污染所致,其他组分与全国土壤、黄淮海平原土壤则有着相似的自然源。