ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr2+的吸附行为

研究了ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr~(2+)的吸附行为,考察了pH值、纤维加入量、Sr~(2+)初始浓度、作用时间等对吸附行为的影响,并采用SEM、EDS和FTIR等现代分析测试手段探讨了ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附机制。结果表明,在pH值为7.0、纤维加入量为2.0 g/L、Sr~(2+)初始质量浓度为50 mg/L的条件下,纤维对Sr~(2+)的吸附在4 h左右基本达到平衡。实验条件下ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的最大吸附量可达26.22 mg/g。等温吸附拟合结果表明,ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附可能是以单分子层为主的单分子层和多分子层吸附共同作用的结果。纤维对Sr~(2+)的动力学吸附过程符合准二级动力学模型。红外光谱分析表明Sr~(2+)与纤维上—NH_2和—COOH等基团进行配位络合从而吸附在纤维表面,—CH_2—和C=CH_2等基团参与此吸附过程。能谱分析表明Sr~(2+)与纤维上Na~+和Ca~(2+)还存在着离子交换作用。     

矿物-腐植酸-微生物体系对重金属吸附研究

设施农业中土壤重金属污染问题日趋严重。由于土壤中矿物、腐植酸、微生物等多相组分之间存在交互作用,重金属与土壤单组分体系中所获得的结合机制并不能真实有效地评价其在自然条件下的转化与归趋。本研究以蒙脱石(Mont)和高岭石(Kao)为辽宁蔬菜大棚及农田土壤层状硅酸盐代表矿物,选取胡敏酸(HA)为有机质代表,土著微生物革兰氏阳性枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis,B.s)、革兰氏阴性恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida,P.p)为细菌微生物代表,以此三元体系为主要供试蔬菜大棚土壤组分,以Cd~(2+)、Cu~(2+)为目标元素,借助宏观吸附实验,结合X射线衍射(XRD)、衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜(SEM)测试分析了Cd~(2+)、Cu~(2+)在矿物-腐植酸-细菌三元混合物上的吸附机理以及Cd~(2+)、Cu~(2+)在复合体上的结合机制。研究结果表明,蒙脱石/高岭石-腐殖酸、蒙脱石/高岭石-B.s及蒙脱石/高岭石-P.p二元复合体对Cd~(2+)及Cu~(2+)的吸附具有加和性,矿物-腐植酸-微生物三元复合体之间表现为拮抗作用。吸附动力学研究表明矿物、有机质、微生物复合体对重金属的吸附动力学符合准二级动力学模型。体系对Cu~(2+)的吸附能力由强到弱为:B. s P. p Mont/Kao-B. s Mont/Kao-P. p Mont/KaoHA-P.p Mont/Kao-HA Mont/Kao。     

Cd~(2+)胁迫下小球藻(Chlorella vulgaris)对岩溶水HCO_3~-、Ca~(2+)利用研究——以桂林寨底地下河为例

初级生产者藻类对维持生态系统稳定具有重要的意义。2012年底广西龙江重金属Cd~(2+)污染对其下游水体中水生生物造成了严重的彩响,为了解Cd~(2+)对岩溶水体中藻类碳汇效应的影响,针对广西龙江重金属Cd~(2+)污染,文章通过室内封闭培养体系研究了在0、10、20、40μmol/L不同Cd~(2+)浓度胁迫下,小球藻对岩溶水中游离CO_2、HCO_3和Ca~(2+)的利用情况以及体系中pH和生物量的相应变化。结果表明:当Cd~(2+)浓度在0~10μmol/L时,小球藻对岩溶水中Ca~(2+)和HCO_3~-的利用基本上没有受到影响;当Cd~(2+)浓度在10~40μmol/L时,对小球藻利用Ca~(2+)和HCO_3~-具有一定的抑制作用;当Cd~(2+)浓度高于40μmol/L时,小球藻将不能利用岩溶水中Ca~(2+)和HCO_3~-同时pH漂移实验表明:当Cd~(2+)浓度在0~20μmol/L时,小球藻能同时利用岩溶水中游离CO_2和HCO_3~-进行光合作用;Cd~(2+)浓度为10μmol/L时,体系中藻细胞生物量与空白对照组基本相同;当Cd~(2+)浓度在20~40μmol/L时,小球藻只能利用岩溶水中游离CO_2进行光合作用;当Cd~(2+)浓度为20μmol/L时,藻细胞生物量为空白对照组的一半;当Cd~(2+)浓度为40μmol/L时,小球藻生物量仅为20μmol/L时的一半。     

以Hg~(2+)离子为前驱体标定煤热解气中气相元素汞量

汞易挥发且通常以气态形式在大气环境中迁移转化,检测汞在气相中的含量可为汞的治理工作提供依据,但检测气相汞的技术并不成熟。该项工作需要准确地对气相元素汞量进行测定,而测定的前提是必须具备准确、可靠的标定方法。本研究提出以Hg~(2+)离子为前驱体标定煤热解气中气相元素汞量的方法。该方法是基于水溶液中Hg~(2+)可被还原剂定量还原成元素汞蒸汽的原理,实现对气相元素汞量的标定。与传统的基于饱和蒸汽原理的标定方法相比,该方法的优点是取样时不易受温度影响,易于精确控制汞量,且避免了实验室内储存汞蒸汽所造成的汞污染。以测定四种煤在热解过程中元素汞的释放量为例考察了本方法的准确性,结果表明本方法具有较好的重复性和适应性。与美国Ontario-Hydro方法分析的结果进行对比,两种方法的相对标准偏差均小于3.0%,说明本研究的标定方法的可靠性较高。     

pH、CO_3~(2-)、HCO_3~(1-)、Ca~(2 )和Mg~(2 )的快速连续测定法

水化学成份中pH、CO_3~(2-)、HCO_3~(1-)、Ca~(2 )和Mg~(2 )的测定,是水分析中通常要测定的常规项目。习惯上用一份溶液测定pH,一份溶液测定CO_3~(2-),另一份溶液测定HCO_3~(1-),Ca~(2 )叶和Mg~(2 )。我们采用酸度计指示终点的电位滴定法。在同一份溶液中测定pH、CO_3~(2-)、和HCO_3~(1-),然后再用EDTA络合滴定Ca~(2 )和Mg~(2 )。方法简便快速,准确可靠。     

Ca~(2+)与白云母作用机理的XPS分析

利用XPS等手段对白云母样品进行了表征,系统的研究了油酸钠体系下Ca~(2+)对白云母的作用机理。结果表明,矿浆p H为碱性时,Ca~(2+)可显著改善白云母可浮性,并且在矿浆p H值为12、油酸钠浓度为9.20×10-4mol/L的条件下,Ca~(2+)浓度为2.70×10-4mol/L时,白云母的回收率可达到65.20%。Ca~(2+)改善白云母可浮性的原因在于:加入的Ca~(2+)吸附在白云母表面,而矿浆中的油酸根离子与吸附在白云母表面的Ca~(2+)、Ca(OH)+及沉淀在白云母表面的Ca(OH)2作用,形成了疏水的油酸钙。此外,当Ca~(2+)浓度为2.70×10-4mol/L时,白云母表面的ζ电位正向增大到-7.73 m V,导致白云母表面的局部正电区域增大,进而增强了油酸根等离子在白云母表面的静电吸附作用,并使白云母的可浮性得到改善。     

水化学腐蚀对砂板岩力学性能影响的试验研究

考虑酸性化学溶液和浸泡时间的影响,对砂板岩进行了不同水化学溶液侵蚀作用下的单轴压缩试验。研究了不同水化学环境侵蚀作用对砂板岩试样的相对质量、变形和强度特性的影响规律。监测浸泡过程中溶液的pH值和Ca~(2+)、Mg~(2+)浓度变化。结合扫描电镜试验,探讨了水化学作用下砂板岩的腐蚀机制。结果表明:随着溶液酸性的增强,砂板岩受腐蚀程度逐渐增大;砂板岩的变形特性在水化学作用下表现为受腐蚀软化,并且随着溶液酸性的增强和浸泡时间的延长越发明显;砂板岩的峰值强度在水化学作用下降低,并且浸泡时间越长,强度下降越大;不同水化学环境中水-岩化学作用的类型和程度不同,从而导致岩石微细观结构变化也不相同,中性溶液以岩石内部胶结物质流失为主,酸性溶液中大粒径的矿物集合体也会发生大量溶蚀。     

溶液中Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)离子对羟基磷灰石吸附Zn~(2+)行为的影响

本文研究了在Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)等离子共存的条件下,羟基磷灰石对溶液中Zn~(2+)离子的吸附行为,讨论了Pb~(2+),Cd~(2+)和Cu~(2+)离子对Zn~(2+)吸附行为的影响;比较了羟基磷灰石对上述离子的吸附能力。实验结果表明:随着Cd~(2+)离子浓度增大,对Zn~(2+)的去除率逐渐增高,羟基磷灰石对Cd~(2+)和Zn~(2+)离子无吸附选择性。而随着Cu~(2+)离子浓度增大,对Zn~(2+)的去除率急剧下降,表现出明显的吸附选择性。另一方面,对Zn~(2+)的去除率几乎不随Pb~(2+)离子浓度的变化而改变,这是由于羟基磷灰石对这两种离子的吸附行为与机理不同。上…     

H~+对Cu~(2+)—Me~(2+)二元体系吸附的影响规律研究

土壤对重金属离子的吸附容量严格受H~+浓度的控制。本文通过试验探讨了H~+ 对Cu~(2+)——Pb~(2+),Cn~(2+)——Zu~(2+),Cu~(2+)——Hg~(2+)系统中Cu~(2+)吸附量的影响规律。当pHpH时,Cu~(2+)吸附量随pH值增大而减小。对于酸性土,pH=6.5(初始值)或7.0(平衡值),对碱性土,pH=5.5(初始值)或7.8(平衡值)。在pHpH_(ZPC)时,吸附模式具有完全不同的形式。     

雷州半岛造礁珊瑚Porites lutea月分辨率的δ18O温度计研究

对雷州半岛西南部珊瑚岸礁区1995～1997年生长的造礁珊瑚Poriteslutea的骨骼密度、生长速度和δ¹⁸O分析表明：1)造礁珊瑚骨骼的密度、生长速度和δ¹⁸O与其生存环境的表层海水温度之间存在很好的相关性,高密度、低生长速率和高δ¹⁸O值对应于冬季;2)δ¹⁸O具有明显的年际和季节性变化。根据δ¹⁸O估计的表层海水温度变化范围与实测基本一致,进一步揭示了珊瑚骨骼δ¹⁸O可作为定量研究高分辨率表层海水温度变化的温度计。     

海泡石改性及吸附Zn2+研究

金属离子型无机抗菌剂具有安全性好、抗菌广谱、时效长和耐热等许多优良性能,在许多领域有广泛的应用价值。金属离子型无机抗菌剂由金属抗菌离子和无机载体材料组成,其抗菌性能与载体材料对抗菌金属离子的吸附量有关。本文初步研究了对海泡石进行酸改性及用海泡石载抗菌锌离子(Zn2+)的两种工艺方式对海泡石结构及载Zn2+量的影响。通过原子吸收发射光谱、X射线衍射、扫描能谱电子显微镜及傅立叶变换红外光谱等技术的分析表明,用体积浓度为5%的HCL,在70℃温度下对海泡石进行酸处理,在提高海泡石纯度,分散海泡石纤维束、使海泡石结构中孔隙扩大,进而达到更多载入Zn2+目的等方面都是十分必要和有效的方法;采用干湿循环方式将Zn2+载于海泡石能提高海泡石的载Zn2+量,但干湿循环方式操作更复杂,能耗更大,应视具体情况酌情选择使用。     

多硅白云母中Fe2+的高压有序效应

21个多硅白云母来自4个低温高压变质带。用电子探针、X射线粉末衍射及穆斯堡尔谱测定其化学成分、b0值及Fe²⁺占位。建立Fe²⁺(M1)/Fe²⁺(M2)对b0值相关图,发现Fe²⁺在八面体晶位有序化并解释其有序机理。     

热处理褐铁矿去除水中的Mn2+

本文利用褐铁矿中针铁矿经热脱水相变获得以纳米晶赤铁矿为主要物相的纳米-微米多级孔结构材料,并用于模拟净化富Mn~(2+)地下水。同时考察了热处理温度、初始pH值、初始Mn~(2+)浓度、吸附反应时间等对材料去除溶液中Mn~(2+)的影响。XRD、TEM、BET表征结果表明,300℃热处理产物中赤铁矿孔径最小为2.7 nm,比表面积最大达到107.4 m~2/g。吸附实验结果表明,在pH值5~10的范围内,p H值对煅烧褐铁矿颗粒对Mn~(2+)去除效果影响较小;材料在贫氧条件下对水中低浓度Mn~(2+)的最大吸附量为6.45 mg/g;吸附动力学符合准二级动力学模型;褐铁矿热处理形成的纳米晶赤铁矿对Mn~(2+)具有吸附和催化氧化作用,其中的杂质锰氧化物对Mn~(2+)的吸附和催化氧化具有增强作用。     

海南岛高通岭钼矿床赋矿岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和Ce4+/Ce3+特征

高通岭钼矿床位于海南岛中部的早白垩世—晚白垩世高通岭岩体中,是一个小型热液脉型钼矿床。作者对赋矿围岩黑云母钾长花岗岩进行了岩相学观察、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Lu-Hf同位素测试和锆石微量元素分析。结果显示:赋矿围岩矿物组合为钾长石(45%~60%)、石英(20%~30%)、斜长石(10%~20%)及黑云母(10%~15%);矿石矿物以辉钼矿为主,矿石类型主要为石英脉型,次为蚀变黑云母钾长花岗岩型和碎裂岩型;高通岭岩体中的锆石,具有清晰的振荡环带,显示其岩浆成因;锆石U-Pb年代学研究获得206U/238Pb加权平均年龄为(102.5±1.8)Ma,锆石的~(176)Hf/~(177)Hf比值为0.282 349~0.282 663,εHf(t)为-12.8~-1.7,二阶段地壳模式年龄(TCDM)为1976~1271 Ma,峰值为1450~1400 Ma,锆石稀土元素配分模式显示高通岭岩体的陆壳源区属性。地表取样的黑云母钾长花岗岩(GTL-03和GTL-04)具有较低Ce~(4+)/Ce~(3+)比值(160左右),反映了较低氧逸度,钻孔取样的黑云母钾长花岗岩具有较高Ce~(4+)/Ce~(3+)比值(平均值377)。高通岭岩体总体上氧逸度较低,暗示其大规模成矿潜力较低。     

地下水中高锰酸盐指数和硝酸根铵根稳定性研究

高锰酸盐指数(CODMn)、硝酸根(NO-3)、铵根(NH+4)是判断水体是否受到三氮污染的重要指标。对于测定这三个指标的水样保存方式和时间,地质行业标准和国内外主要国家标准间存在明显差异。地质行业标准规定地下水样品原水室温保存,CODMn和NH+4在3天内测定;NO-3在20天内测定;国家标准和美国标准推荐样品硫酸酸化,避光或冷藏保存,在2~7天内完成CODMn和NO-3和1~7天内完成NH+4测试。为了分析各类标准在样品保存要求上的差异对检测结果的影响,确保检测数据能真实地反映水体污染状况,找寻简便的保存方式,本文在广州地区采集地下水,按照地质行业标准与国家标准进行处理和保存,并在不同时间段对三个指标进行测试。分析验证结果表明:地质行业标准与国家和美国标准关于水样的保存方法均非常可靠。地质行业标准主要针对静态地下水,保存方法相对宽松;国家标准和美国标准适用范围除了地下水,还包括动态的地表水和废水,采样对象成分更为复杂,更不稳定,更容易受外界影响发生变化,故保存条件高于地质标准。在广州地区,采用原水室温避光保存水样,CODMn、NH+4保存时间可为5天,NO-3保存时间可为30天;采用酸化水室温保存水样,CODMn、NO-3和NH+4保存时间可长达30天。这两种方式均比地质行业标准和国家标准推荐的有效时间长,且原水和酸化水室温保存方式相对于冷藏保存方式更为方便。本文提出,如果采集的水样能方便、快速送达实验室,可采用原水保存;如果不能在短时间内送达实验室检测,可采用硫酸酸化保存。     

40Ar(40Ar＊＋40ArE)、39Ar释气特征与过剩氩的甄别及年代学意义

对具有不同地质历史背景的3类⁴⁰Ar/³⁹Ar法样品中的⁴⁰Ar和³⁹Ar释出特征进行对比,研究结果表明,⁴⁰Ar/³⁹Ar法样品中的⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线主要表现为以下3种形式:完全重合型、过剩氩型和不规则型。当⁴⁰Ar与³⁹Ar释气曲线呈完全重合型时,⁴⁰Ar/³⁹Ar法全熔年龄代表了岩体的形成年龄;当⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线是过剩氩型时,⁴⁰Ar/³⁹Ar法全熔年龄则大于岩体的形成年龄;当⁴⁰Ar与³⁹Ar释气曲线呈不规则型时,表明样品中的放射成固氩(⁴⁰Ar^*)发生了丢失,其全熔年龄一般较岩体的形成年龄小。对于⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线呈过剩氩型的样品,⁴⁰Ar/³⁹Ar法年龄谱通常呈马鞍形,且马鞍形年龄谱的底部年龄一般都具有地质意义,代表了岩体的形成年龄。对于⁴⁰Ar、³⁹Ar释气曲线呈不规则型的样品,对其年龄谱的解释应持谨慎态度。     

四川盆地大气层中矿物颗粒-甲苯-Cr3+耦合规律模拟研究

四川盆地大气层具有湿度高和流通性弱的特征,冬春低温季节易形成雾霾。本文着重构建了低温高湿条件下的石英、方解石纳米颗粒与甲苯、Cr~(3+)共存体系,系统测试了石英、方解石颗粒与甲苯、Cr~(3+)耦合前后Zeta电位值、胶体粒径及团聚形态、亲疏水性的变化趋势,以模拟研究四川盆地低温高湿静稳大气环境中矿物颗粒、有机物、重金属离子之间的耦合作用规律。研究发现:甲苯、Cr~(3+)与石英、方解石之间存在显著的成键耦合作用,甲苯、Cr~(3+)存在时会大幅度降低高湿度环境中石英、方解石颗粒的Zeta电位值,增大两种矿物颗粒在低温条件下的活跃度; Cr~(3+)可通过静电作用力,促使石英、方解石颗粒在高湿度环境中形成粒径更大的团聚状胶体;甲苯吸附在石英和方解石颗粒表面会增强其疏水性,减弱高湿度水分对矿物胶体稳定性的侵扰。上述有关石英/方解石颗粒、甲苯、Cr~(3+)在低温高湿条件下的界面成键耦合作用规律发现,对理解四川盆地雾霾形成机制有积极的启发意义。     

湖北宜昌磷矿新工业磷矿层(Ph21)的特征及其地质意义

在宜昌磷矿杉树垭磷矿区新一轮地质勘探工作中,在原主要工业矿层之下新发现了一工业磷矿层,命名为中磷层一矿层（Ph2^1）。Ph2^1矿层受NW向古构造控制,其厚度、品位的变化具有明显的分区性和方向性,即呈NW-SE向展布,从杉树垭矿区东部矿段向北,其厚度、品位均呈增加趋势。新工业磷矿层的发现不仅具有巨大的经济价值,而且对宜昌磷矿北部地区找矿具有重要意义。     

Mutual Pb2+/Sn2+ substitution in sulfosalts

Summary In naturally occurring sulfides and sulfosalts, the elements tin and lead can substitute for each other and form solid solution series. The best known example is the montesite series between teallite and herzenbergite. Within a coordinated research program including ore microscopy, X-ray and microprobe studies, mineral syntheses and Mössbauer spectroscopy, other lead sulfosalts were discovered which show considerable solid solution series.Natural tin-bearing jamesonites which have been recently discovered have also been confirmed experimentally.The present work reveales a broad solid solution field for franckeite ranging from Pb-rich potosiite to Sn-rich incaite. The well-established silver-free franckeite formula exhibits an ideal composition of(Pb, Sn) ₆ ²⁺ Fe²⁺ Sn ₂ ⁴⁺ Sb ₂ ³⁺ S ₁₄ ^2– . Valencies of the Fe, Sn, and Sb in franckeite shown in this formula have been confirmed by Mössbauer spectroscopy. Frequently observed trace amounts of Ag, Zn, Ge, and In are not essential in the structure.Numerous microprobe analyses of cylindrites indicate that they form a restricted solid solution series with slight Pb/Sn²⁺ variations. Cylindrite forms at increased sulfur fugacity. Experiments and microprobe analyses on ores demonstrate the direct replacement of tin-rich franckeite or incaite by pseudomorphic lamellae of cylindrite during controlled sulfdization but no characteristic cylinders were observed. In the replacement reaction most or all of the bivalent tin was oxidized to quadrivalent tin to form cylindrite Pb₄FeSn₄Sb₂S₁₆.Contribution to the Ore Mineralogy Symposium (IMA/COM) at the 14th General Meeting of the International Mineralogical Association, at Stanford, California, in July, 1986.