浅海Mg~(2+)和SO_4~(2-)对微生物诱导形成锰碳酸盐的影响

为了模拟浅海环境下锰氧化物微生物还原作用诱导碳酸盐沉淀的过程,选取最常见的锰氧化物-水钠锰矿(K_(0.33)Mn_7O_(14)·7H_2O)为研究对象,在不同种类与浓度盐离子(Mg~(2+)、SO_4~(2-))存在条件下开展异化锰还原菌Dietzia cercidiphylli 45-1b好氧还原水钠锰矿的实验研究.通过测试体系蛋白、Mn~(2+)等离子浓度变化,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收谱(XAS)表征反应前后矿物结构变化,来探讨不同初始Mg~(2+)和SO_4~(2-)浓度对于菌株45-1b还原水钠锰矿及诱导碳酸盐矿物沉淀的影响.结果显示体系pH值在4天内从7.0迅速上升至9.3,Mn~(2+)浓度在2天内迅速上升至166μmol/L,随后迅速下降至8μmol/L(第4天),其好氧还原产物为菱锰矿(MnCO3),且其产生量随Mg~(2+)浓度的升高而降低,随SO_4~(2-)浓度的升高而升高.上述实验结果表明好氧环境下菌株45-1b能够利用乙酸为电子供体,水钠锰矿为电子受体还原水钠锰矿释放Mn~(2+),最终转化有机碳为无机碳酸盐矿物菱锰矿.Mg~(2+)通过影响微生物生长和菱锰矿成核对水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀产生抑制作用,而SO_4~(2-)可以缓解Mg~(2+)的抑制作用并促进水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀.     

兖州煤田奥陶系灰岩地下水水化学特征及其形成机理

鲁西南兖州煤田的奥陶系灰岩地下水对煤田深部煤炭开采具有潜在的水害威胁,且为研究区的主要供水水源之一,其水化学特征及形成机理分析,可为该区深部煤炭开采水害防治和地下水资源利用提供依据。经过目的层水样的采集与测试可知,地下水水化学类型以SO_4-Ca-Mg型为主,SO_4~(2-)含量为537~2 296 mg/L,Ca~(2+)和Mg~(2+)的平均含量分别为455.7 mg/L和116.6 mg/L,TDS的范围为961~3 555 mg/L,pH值为6.9~8.0。Ca~(2+)和SO_4~(2-)随TDS的增加而增加,呈良好线性关系,推断TDS的增加主要来自Ca~(2+)和SO_4~(2-)的贡献。由饱和指数(SI)可知,地下水中的白云石和方解石均处于过饱和状态,而绝大部分的水样的石膏饱和指数均小于0,处于不饱和状态。石膏的饱和指数与地下水中TDS呈正相关关系。这些结果表明,在该含水层中地下水运移过程中不断发生水岩相互作用,主要包括石膏溶解、白云石和方解石沉淀或溶解、离子交换等反应。     

贵州碳酸盐建造中热矿水有关成分的相关特征及其成因探讨

根据对贵州碳酸盐建造中有代表性的地下热矿水中有关组分和水质数据即水温、矿化度、SiO_2、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、(Ca~(2+)+SO_4~(2-))、Sr~(2+)和F~-的化学分析结果,本文进行了统计线性回归分析,指出热矿水中这些组分之间有显著的或一定的正相关关系;而且,此种相关特征在有成因联系的同一地区(如石阡地区)的相类同的赋水构造和建造中的热矿水之间表现得更为显著。根据热矿水形成的水—岩作用和成分形成,讨论了有关组分的来源、存在形式及组分对(如Sr~(2+)—SO_4~(2-))正相关特征的形成机理。指出锶型饮用天然矿泉水应是矿化度、SO_4~(2-)含量等适中的热矿水。     

铅铜的选择性螯合滴定

曾应用SO_4~(2-)释放Ba-EDTA中的EDTA,当有Pb~(2 )存在下,Pb~(2 )同BaSO_4共同沉淀。当Ba~(2 )量超过Pb~(2 )的10倍以上,Pb~(2 )全部掺入到BaSO_4晶格中,形成混晶沉淀。这种沉淀比PbSO_4更稳定。利用这一性质,曾掩蔽Pb~(2 )直接螯合滴定Zn~(2 [2-5])。进一步研究发现,在微酸性介质中加入SO_4~(2-)Ba~(2 )可以定量释放Pb-EDTA中的EDTA,生成更稳定的硫酸铅钡:     

贵州石阡地区热矿水同位素地球化学研究

根据石阡地区热矿水分布区的水文地质、构造、岩相资料和热矿水的水化学及同位素的研究成果,可将本区热矿水分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个小区:Ⅰ区位于印江至石阡的袍木寨背斜、石阡断裂带北段上,含水围岩为咸化海相白云岩含膏盐建造,为矿化度高,Sr~(2+)、SO_4~(2-)、δD、δ~(18)O较高的SO_4~(2-)型水。Ⅲ区位于红石走滑断裂束,含水围岩为浅海灰岩建造,为矿化度低,Sr~(2+)、SO_4~(2-)、δD、δ~(18)O较低的HCO_3~-型水。Ⅰ、Ⅲ区热矿水年龄较低。Ⅱ区位于上述两构造带的复合部位,其热矿水为Ⅰ、Ⅲ区热矿水混合而成。为年龄较高的水化学和同位素组成介于上述二者之间的SO_4~(2-)·HCO_3~-型水。     

离子色谱法同时测定地质样品中氟氯磷硫

本文研究了离子色谱同时测定地质样品中F~-、Cl~-、PO_4~(3-)、SO_4~(2-)的前处理过程,选择了色谱测定最佳条件。在Na_2CO_3全熔的样品溶液中,加入(NH_4)_2CO_3使Si、Al随大多数金属离子同时沉淀;再用预处理柱除去熔剂引入的大量Na~+及CO_3~(2-)消除其干扰;并在流出液中补加相应试剂与淋洗液相匹配,实现了多种地质样品中F~-、Cl~-、PO_4~(3-)和SO_4~(2-)的测定。方法检出限(3s,μg/ml)分别为F~-0.05、Cl~-0.1、PO_4~(3-)0.3、SO_4~(2-)0.5。测定范围为F~-0.05—3μg/ml,Cl~-0.1—6μg/ml,PO_4~(3-)0.3 —30μg/ml,SO_4~(2-)0.5—30μg/ml。     

白云岩喀斯特洞穴水理化性质特征及其环境指示研究:以绥阳双河洞为例

为揭示白云岩岩层中发育洞穴中的洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年4月至2015年9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测。结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3~–-Ca~(2+)-Mg~(2+)和SO_4~(2-)-HCO_3~–-Ca~(2+)-Mg~(2+)型水,阴离子中HCO_3~–和SO_4~(2-)是优势离子,阳离子中Ca~(2+)、Mg~(2+)为优势离子;(2)洞穴滴水中方解石饱和指数(SI_c)、白云石饱和指数(SI_d)之间有显著正相关性且与水样中气相二氧化碳分压对数(lg pCO_2)成反比;(3)洞穴水滴率、滴量、pH对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;(4)洞穴滴水中的电导率(EC)与Ca~(2+)离子浓度呈显著线性关系;(5)洞穴水中SO_4~(2-)和Cl~-含量占比(SC)对EC和总硬度(TH)之间的线性关系具有重要影响;(6)滴水中Sr/Ca、Mg/Ca比值表现出在略微滞后的情况下同步升高的现象,证明预先沉积作用(PCP)的存在。     

毕节市北部岩溶地下水水文地球化学特征

我国西南地区赋存丰富的岩溶水资源,这些水资源是当地居民生产生活用水的主要来源。以贵州省毕节市北部海子街镇及其邻区岩溶地下水为研究对象,通过分析常规水化学组分和氢氧同位素,确定研究区岩溶水的补给特征,识别岩溶水主要组分的物质来源和判断发生的水岩相互作用过程。结果显示:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3—Ca型、HCO_3·SO_4—Ca型和HCO_3—Ca·Mg型。阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主,而阳离子以Ca~(2+)和Mg~(2+)为主,部分水样N_3O~-和SO2-4含量偏高。氢氧同位素分析显示,研究区地下水以当地大气降水补给为主。补给入渗的大气降水与碳酸盐岩、石膏和盐岩矿物发生反应致使岩溶水化学组分以HCO-3、SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)为主,而生活污水、农业药物和采矿活动导致地下水中NO_3~-和SO_4~(2-)含量增加。相应成果可为当地地下水资源的开发和管理提供科学依据。     

广西防城区地下水水化学特征及离子来源分析

查明防城区地下水水化学特征及主要离子来源,对该地区地下水资源保护和开发利用具有重要意义。以防城区地下水为研究对象,通过分析水化学组分和氢氧同位素特征,研究地下水水化学特征,确定补给来源,识别其主要组分的物质来源。研究结果表明:研究区地下水水化学类型主要为HCO_3-Mg·Ca型、SO_4·Cl-Ca·Mg型和SO_4·Cl-Na型,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主。同位素分析显示,研究区地下水以大气降水补给为主。Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的溶解,而高位养殖、农业活动、工业排污等导致地下水中SO_4~(2-)、Na~+、K~+、Cl~-、NO_3~-含量增加。     

坪桥工业矿废渣影响下的典型裸露型岩溶水文地球化学特征与控制因素研究

岩溶水是贵州省生产、生活及城市发展的重要资源保障。贵州省丰富的锰矿开采对岩溶水水质安全构成了较大威胁。本文以坪桥工业园区工业废渣堆场为主要研究对象。在历史资料收集的基础上,通过野外现场水文地质和在水文地球化学调查、环境分析、环境监测以及环境地球化学分析的基础上,利用水化学分析技术,结合Piper三线图分析、离子组合比、Gibbs图分析和环境模型等方法,对坪桥工业园区的水文地球化学组分和污染特征进行了分析研究,研究结果表明:(1)工业矿废渣对左侧地下河的影响较大,SO_4~(2-)是地下水TDS的主要贡献者,是水体中的主要阴离子之一;(2)在碳酸盐地质背景下,受工业矿废渣的影响,水体化学类型呈多元化,区域内多数水体的水化学类型由最初的HCO_3~--Ca~(2+)型演化为SO_4~(2-)-Mg~(2+)、Ca~(2+)型;(3)研究区水体的水化学组成、变化及起源机制具有一致性,主要受岩石矿物风化溶解的控制,但地下水和部分地下河出口水的SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+)可能有其他来源。     

大九湖泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性及其生态环境意义

为了研究泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性,利用pH电位滴定法和荧光淬灭滴定法测定了大九湖泥炭沼泽中不同分子量段的DOM和Fe2+、Fe3+的络合稳定常数.pH电位滴定法结果（4.0~6.1）和荧光淬灭滴定法（1.5~4.1）差异较大,这与高pH条件下OH被脱质子化及Fe2+的氧化有关.相对而言,pH滴定法更适用于探究不同分子量段DOM与铁的络合稳定性,荧光淬灭法不改变样品酸碱条件,更适于研究不同价态铁与DOM的络合稳定性.研究结果表明:DOM与Fe3+的络合稳定常数大于Fe2+,低分子量段（< 3 kDa）的DOM与Fe2+、Fe3+的络合稳定常数更大.泥炭沼泽源铁有机配合物具有较好的络合稳定性,分子量相对较小的DOM与铁的络合能力更强.即便Fe2+氧化为Fe3+,仍能与DOM络合并保持较强的稳定性,这有利于陆源溶解性铁向水生态系统的输出.沼泽源铁有机配合物的络合稳定性还会影响铁的生物可利用性.      

岩溶洞穴水理化性质特征及其环境意义——以贵州织金洞为例

为揭示洞穴水地球化学特征的动态变化特征、控制因素及其环境意义,从2015年1月至2015年6月对贵州织金洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:①织金洞洞穴水的水化学类型主要为HCO3--Ca2+-Mg2+型水,阴离子中HCO3-占84.5%以上,阳离子中Ca2+、Mg2+为优势离子;②洞穴滴水 EC、Ca2+、 Mg2+、HCO3-、SO42-浓度均大于石灰岩石裂隙水、池水相应的浓度;③洞穴水滴率、滴量、Ca2+、HCO3-以及Ca2+/HCO3-比值对气候有一定的响应,其地球化学指标具有显著的季节效应;④洞穴滴水中的EC与Ca2+离子浓度呈显著线性关系。      

硅酸盐矿物微量化学分析

用微量技术进行化学分析,可以比一般的常量技术大大节省矿物样品消耗,较早的硅酸盐矿物微量分析方法能够取得准确的全分析结果,但是要求很高的个人实验技术,而且方法已经过时。国内目前流行的少用样品的方法误差过大,不能适应地质科学研究要求。本文提出一个比较准确而又不要求分析人员具有特殊技术训练的实用有效的微量化学分忻方法,其中只使用一般化验室的常用设备。 这个分析方法包括SiO_2、Al_2O_3,Fe_2O_3,FeO,MgO,CaO,Na_2O,K_2O,H_2O+、H_2O、P_2O_s、TiO_2,MnO,BaO和F,共15项目。方法中保留必要的系统分析以节省样品,采取充分利用称样的方法简化操作技术,同时保证容量法有足够的准确度。全分析共消耗矿物65mg。此方法中SiO_2和BaO禾用重量法,Al_2O_3、Fe_2O_3T、MgO和CaO采用容量法。文中比较详尽地描述了分析技术,对于已有硅酸盐经典分析经验的分析人员不难掌握。除了将常用的比学分忻方法实行微量化以外,对于SiO_2,H_2O+、F等项目采用新的微量方法和仪器,对于Fe_2O_3和Al_2O_3用同一份溶液成功地实行连续测定,节省了样品。 此方法节约试剂,操作迅速,已成功地用于分析多种硅酸盐矿物(白云母、黑云母、角闪石,石榴子石、斜长石)。     

Bioremediation of acid mine drainage using decomposable plant material in a constant flow bioreactor

Under stagnant conditions, the ability of 15 earth materials (non-lime) including various inorganic 2:1 and 1:1 layer silicates, an amorphous oxide, and two 'whole' soils were tested for their pH-buffering efficiency in an acid mine drainage (AMD) water. The purpose was to decrease AMD acidity to a level where sulfate-reducing bacteria (SRB) placed in it may be activated. Of all materials, a whole soil (a high cation-exchange capacity clayey mollisol containing 40% clay, and 4% soil organic matter) caused the greatest pH increases from 2.5 up to 5.5 units after 10 days in the AMD water. Influent AMD was then ameliorated at various speeds through an SRB driven bioreactor using a 50/50 weight over weight (w/w) combination of the mollisol and ryegrass (MR) as the pH buffer substrate. This substrate combination decreased the SRB acclimatisation period (from 50 days in a previous experiment utilising sludge + ryegrass) to <10 days in the present experiment. After causing pH increases from 2.8 to >6 units in 5 days, the buffer reduced the hydraulic retention time (HRT) of the constant-flow reactor from 12 days at flow speeds of 100 ml/day to 2 days at 25 ml/day, respectively. After 10 days, soluble Fe, Al and sulfate were all decreased >1,800-, >40- and 3-fold, respectively. This was a more efficient performance than the no-flow bioreactor of a previous experiment using sludge + ryegrass. This method of AMD rehabilitation is an alternative for localities that lack cheap sources of calcium compounds for chemical treatment, but have a similar soil type and copious quantities of fresh decomposable plant wastes.     

用水化学动力学方法分析评价苏锡常地区孔隙Ⅱ承压水超采状态下补给条件的意义

基于孔隙承压水属性,研究了苏锡常地区孔隙Ⅱ承压水超采状态下最大水位埋深期（1994年、1998年）地下水动态（水位、水质）监测资料与水文地质条件。论述水位动态虽能直观反映开采状态下水资源衰竭与水位变化特征,但对补给条件及水动力机制不清楚,则会给超采状态下水文地质条件认识及评价带来视觉上的偏颇。采用水化学动力参数则能很好地反映不同水源补给空间的变化规律,用其常量水化学组分（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO-3、CO2-3、SO2-4）计算的离子强度（I）、主要离子活度（aHCO-3、aNa+     

Hydrochemical and microbiological quality of groundwater in West Thrace Region of Turkey

The aim of this study was to do a preliminary assessment of the hydrochemical and microbial groundwater quality of the West Thrace region. Forty samples of groundwater collected from Edirne (Site 1) to Gelibolu (Site 2) were assessed for their suitability for human consumption. As³⁻ was non-detectable in all the groundwater and Zn²⁺, Pb²⁺, F⁻, Cu²⁺, NH₄⁺, Cn⁻ PO₄³⁻ and Cl⁻ were all below their respective European Union drinking water directive (EU-DWD) and Turkish food codex-drinking water directive (TFC-DWD). Maximum Acceptable Concentrations (MAC) Ni²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, and Ca²⁺ levels were detected in upper maximum acceptable concentrations 77.5, 42.5, 35.0, 50.0, 50.0, and 32.5% of the groundwater samples, respectively. However, in terms of Cr³⁺, Ni²⁺ and Pb²⁺, the differences between groundwaters of Sites 1 and 2 were significant (p < 0.05). Eight water samples (20%) had HPC exceeding the EU and Turkish water directive limit 20 CFU (Colony Forming Unit)/ml in drinking water and the maximum bacteria count recorded was 44 CFU/ml. Total coliforms, thermotolerant coliforms, E. coli, Enterococcus spp., Salmonella sp., Staphylococcus spp. and P. aeruginosa were detected in 25, 17.5, 15, 47.5, 15, 27.5, and 15% of the groundwater samples, respectively. Furthermore, heavy metals and trace elements were found after chemical analyzes in most samples. The pollution of groundwater come from a variety of sources, Meric and Ergene rivers, including land application of agricultural chemicals and organics wastes, infiltration of irrigation water, septic tanks, and infiltration of effluent from sewage treatment plants, pits, lagoons and ponds used storage.     

多元统计法在河水主要离子含量变化特征及来源分析中的运用——以梧州水文站控制断面为例

文章利用2011年4月到2012年3月对梧州水文站控制断面进行的定期采样数据,分析了该断面河水中主要阴、阳离子的化学组成,并运用多元统计分析方法研究和探讨了河水化学组成变化特征。结果表明,梧州水文站控制断面河水水化学类型以Ca2+ + HCO3-型为主,Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、NO3- 主要来源于岩石的风化,K+ 、Cl-来自于人类活动的输入;河水中离子化学组成受水—岩作用和土壤表面离子交换作用影响,对河水溶质的贡献率分别为69.34％、17.10％。      

典型岩溶槽谷区地下水化学特征及地球化学敏感性分析

利用2012年4月—2013年3月的水化学数据研究了重庆老龙洞地下河流域地下水系统地球化学敏感性。结果表明,研究区表层岩溶泉和地下河水化学阳离子分别以Ca2+、Mg2+和Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3-、SO42-为主;表层岩溶泉雨季Mg2+/ Ca2+摩尔比和地下河雨季Na+/ Ca2+摩尔比旱季大于雨季,表层岩溶泉和地下河雨季 HCO3-/SO42- 摩尔比分别为3.428～6.524、3.122～5.966,旱季HCO3-/SO42-摩尔比分别为5.693～8.664、3.428～6.524,表现出低SO42-、高HCO3-的特征,主要受农业活动影响的表层岩溶泉主量元素地球化学敏感性依次为HCO3-> SO42->Ca2+> NO3-> Mg2+> Na+> K+>Cl-,而受农业活动、工业活动、城镇建设活动等多种因子共同影响下的地下河主量元素地球化学敏感性有所变化,依次为HCO3->Na+> Ca2+> K+> Cl-> Mg2+> NO3-> SO42-,随着人类影响的加剧,离子敏感指数将会有增加的趋势。      

娘子关泉域岩溶地下水SO_4~(2-),Ca~(2+),Mg~(2+)污染分析

分析了娘子关泉域岩溶地下水ＳＯ２－４,Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋等组分含量增多的原因,并定量地探讨了ＳＯ２－４,Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋的各种来源比例。研究表明,含水层中石膏溶解及硫化物氧化是造成ＳＯ２－４,Ｃａ２＋,Ｍｇ２＋高含量的主要原因,控制硫化物氧化水进入含水层,对水质改良有显著效果。     

泥沙颗粒表面电荷特性及其对干容重影响试验研究

采用黄河及长江中的沙样在不同Ca2+浓度下分别进行电位滴定试验和干容重试验,得到以下结论:①随Ca2+浓度的增加,泥沙颗粒表面负电荷先不断减少然后趋于不变。②Ca2+对泥沙淤积干容重的影响可分为三个阶段:第一阶段干容重减小;第二阶段增加并达到最大值;第三阶段减小最后趋于不变。③在Ca2+浓度相同条件下,泥沙浓度对淤积干容重的影响根据所加Ca2+浓度不同也呈现不同的变化。④Ca2+浓度、泥沙浓度相同时,中值粒径越大干容重越大,且中值粒径大的泥沙干容重达到最大值所需Ca2+少。⑤在不同Ca2+浓度下泥沙颗粒由于表面电荷不同造成静电斥力不同,同时表面水膜作用力也不同,二者共同作用使得干容重体现不同的变化。