南昌市大气NHx干沉降及其氮同位素昼夜变化特征

NH_x（NH₃和NH₄⁺）是大气中主要的碱性物质,NH_x干沉降是大气中NH_x移除的重要途径之一。本研究于2019年8月11日至31日在江西省南昌市东华理工大学分昼夜采集了大气NH_x干沉降样本(包括颗粒铵(NH⁺_4（p）)和气态氨(NH_3（g）)),测定了干沉降样本的NH₄⁺离子浓度、δ¹⁵N-NH₄⁺和pH,基于干沉降样品中NH_x浓度估算了大气中NH_x干沉降通量。结果显示,白天NH_x干沉降通量(0.2～25.9μg/（m²·h）,均值14.2±10.0μg/（m²·h）)低于夜晚(0.9～50.2μg/（m²·h）,均值23.1±1...     

宁夏吴忠市金积水源地地下水水质影响因素的多元统计分析

根据吴忠市金积水源地地下水饮用水用途选择11项水化学指标,采集32个地下水水样进行测试分析及处理。在分析金积水源地地下水流场及水化学特征基础上,综合利用因子分析法和系统聚类分析方法对水质影响因素进行评价,2种方法评价结果基本一致。结果表明,该区地下水水质影响因素主要有：以Cl^-、SO^2-₄、Mg²⁺、NO^-₃、Ca²⁺质量浓度为代表变量的溶滤作用,该作用表现为西强东弱,综合主成分贡献率48.40%;以EC、总硬度及TDS、Na⁺、HCO^-质量浓度为代表变量的蒸发浓缩作用,沿补给区和排泄区作用较强,综合主成分贡献率39.66%;以NH₄-N质量浓度为主要载荷变量的人类活动影响因素,因子得分较高区域与企业分布及排污范围分布一致,综合主成分贡献率11.94%。水质影响因素分布总体表现为黄河沿岸蒸发浓缩作用相对较强;汉渠以北主要受溶滤作用及地下水蒸发浓缩共同影响;南干沟及南干沟入黄河口附近氨氮污染较明显。     

江苏泗阳城区浅层地下水化学特征及其影响因素

根据现场取样分析,对江苏泗阳城区浅层地下水水文地质特征、水化学组分在空间上的分布特征进行了研究,并对其形成特点和影响因素进行探讨。结果表明：研究区浅层地下水水化学类型呈现明显的平面分带性,京杭运河西南侧浅层地下水阴离子中HCO^-₃占主导地位,溶解性总固体(TDS)多小于1 g/L,总硬度小于450 mg/L,水质一般较好;京杭运河东北侧浅层地下水阴离子以HCO^-₃、Cl^-、SO^2-₄为主,TDS多介于1~3 g/L,总硬度大于450 mg/L,为微咸水,水质变差。研究区NH⁺₄-N、NO^-₃-N污染较明显,空间分布具有明显的地域性差异;高浓度分布在京杭运河两岸以及泗阳农场一带,纵向上NH⁺₄-N高浓度主要集中在小于18 m的浅层地下水,NO^-₃-N多在8~20 m的浅层地下水富集。研究区浅层地下水水化学组分现状特征及其差异性的形成与演化,受海陆交互相沉积环境、含水介质、地下水补径条件以及人类活动等因素的影响。     

Raman Micro-Spectroscopic Study of Sulfate Ion in the System Na2SO4 – H2O

This work aims to quantify sulfate ion concentrations in the system Na₂SO₄-H₂O using Raman micro-spectroscopy.Raman spectra of sodium sulfate solutions with known concentrations were collected at ambient temperature（293 K） and in the 500 cm^₁-4000 cm^-1 spectral region.The results indicate that the intensity of the SO₄^2- band increases with increasing concentrations of sulfate ion.A linear correlation was found between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₁,which represents the ratio of the area of the SO₄^2- band to that of the O-H stretching band of water（A_s/A_w）:I₁=-0.00102+0.01538 c.Furthermore,we deconvoluted the O-H stretching band of water(2800 cm^-1-3800 cm^-1) at 3232 and 3430 cm^-1 into two sub-Gaussian bands,and then defined Raman intensity of the two sub-bands as A_Bi(3232 cm^-1) and A_B2(3430 cm^-1),defined the full width of half maximum（FWHM） of the two sub-bands as W_B1(3232 cm^-1) and W_B2(3430 cm^-1).A linear correlation between the concentration of SO₄^2-（c） and parameter I₂,which represents the ratio of Raman intensity of SO₄^2-（A_s）(in 981 cm^-1) to(A_B1+A_B2),was also established:I₂=-0.0111+0.3653 c.However,no correlations were found between concentration of SO₄^2-（c） and FWHM ratios,which includes the ratio of FWHM of SO₄^2-（W_s） to W_B1 W_B2 and W_B1+B2(the sum of W_B1 and W_B2),suggesting that FWHM is not suitable for quantitative studies of sulfate solutions with Raman spectroscopy.A comparison of Raman spectroscopic studies of mixed Na₂SO₄ and NaCI solutions with a constant SO₄^2- concentration and variable CI^- concentrations suggest that the I\ parameter is affected by CI^-,whereas the I₂ parameter was not.Therefore,even if the solution is not purely Na₂SO₄-H₂O,SO₄^2- concentrations can still be calculated from the Raman spectra if the H₂O band is deconvoluted into two sub-bands,making this method potentially applicable to analysis of natural fluid inclusions.     

广西阳朔磷氯铅矿矿物学和振动光谱特征分析

广西阳朔长期出产宝石级磷氯铅矿,迄今未见其矿物学和振动光谱的研究报道。采用能量色散X射线荧光光谱、X射线粉末晶体衍射、红外光谱和拉曼光谱分析了14颗阳朔磷氯铅矿。该矿物为半透明的黄绿色六方柱,相对密度为6.484～7.310,白色条痕,硬度为4,化学成分以铅、磷和氯为主。红外光谱在1 060～920 cm^-1和580～540 cm^-1区域观察到属于PO₄^3-的伸缩和弯曲振动带,平行和垂直光轴的谱带差异明显;部分样品观察到AsO₄^3-振动弱带,说明结构中有少量PO₄^3-被替代。拉曼光谱观察到916/940 cm^-1属于PO₄^3-伸缩振动强带、位于390/414/542/572 cm^-1系列弯曲振动带和160～262 cm^-1晶格振动带。这些谱带随着测试方向不同而变化,反映出结构中的PO₄     

泥河湾盆地东谷坨遗址地层易溶盐沉积及其环境意义

东谷坨遗址地处泥河湾盆地东部边缘,是该地区发掘次数和出土遗物最多的早更新世古人类活动 遗址之一。对遗址湖滨相沉积物易溶盐类的测试和分析表明,此剖面代表的泥河湾古湖易溶盐为Na+-CO2-3--SO2-4-HCO-3 型,属于淡水湖-半咸水湖,处于半干旱区湖泊演化早期的碳酸盐湖泊阶段。K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Hco-3 和Cl -等 6类离子含量的变化曲线表现出较大的相似性,且它们与含盐量的变化大体一致。CaCO3含量及含盐量的变化与沉积物中细颗粒含量变化具有一致性,细颗粒含量较高时期对应 CaCO3 含量和含盐量相 对较高时期。根据含盐量和各主要离子比值并结合CaCO3 含量变化,将湖泊演化划分为 4个阶段,古人类在该 遗址活动时期对应于湖泊演化的前 3个阶段。该项研究对探讨东谷坨遗址利用者的生存行为与环境的关系具有重要意义。     

X射线粉晶衍射-拉曼光谱法研究含甲烷双组分水合物结构及谱学特征

天然气水合物的晶体结构主要取决于客体分子种类与组成,目前单组分水合物的结构和谱学特征较为明确,但多组分水合物相关研究较少。为解决多组分水合物的结构识别问题,探讨其谱学特征,本文实验合成了甲烷-丙烷(CH₄-C₃H₈)和甲烷-四氢呋喃(CH₄-THF)两种含CH₄双组分水合物以及CH₄、C₃H₈和THF等三种单组分水合物,并采用低温X射线粉晶衍射(PXRD)和显微激光拉曼光谱进行了表征。结果表明:CH₄-C₃H₈和CH₄-THF双组分水合物的晶格常数a分别为17.2312×10^-10 m和17.2241×10^-10 m,为典型的Ⅱ型结构水合物,与相应C₃H₈和THF单组分水合物结构相同。在CH₄-C₃H₈水合物中,CH₄在大、小笼中均有分布,呈现两个特征拉曼峰(2900cm^-1和2911cm^-1);C₃H₈仅分布在大笼,与单组分水合物相比,其C—H伸缩振动峰峰位几无变化,而C—C伸缩振动峰(873cm^-1)向低频迁移约3cm^-1。在CH₄-THF水合物中,大笼被THF占据,CH₄仅填充在小笼中(2910cm^-1);双组分水合物中,THF分子C—C和C—H伸缩振动峰峰位均与单组分水合物基本一致。分析认为,含CH₄双组分水合物的结构类型与其相应的大分子水合物一致,大分子对双组分水合物的晶体结构特征具有决定作用。同时,大分子影响了CH₄分子在笼型结构中的分布,致使双组分水合物的拉曼光谱特征存在显著差异。研究结论对基于谱学特征识别多组分水合物微观结构具有重要的指导意义。     

方解石-白云石-菱镁矿的中远红外光谱学特征研究

利用拉曼光谱和红外光谱研究了方解石、白云石和菱镁矿的光谱学特征,探究了影响三种矿物红外辐射性能的因素。三种矿物的拉曼光谱(Raman)、中红外吸收光谱(MIR)、远红外吸收光谱(FIR)显示随着矿物中镁含量的增大将会影响CO₃^2-的面外弯曲振动(ν₂)、反对称伸缩振动(ν₃)和平面内弯曲振动(ν₄),使各光谱特征峰均向高频端迁移。基于黑体辐射定律以及在80 ℃、400~2 000 cm^-1矿物的辐射能量谱,结果显示方解石、白云石、菱镁矿的发射率依次减少(0.951,0.938,0.895)。三种矿物的红外吸收光谱和发射光谱中的振动位置均受CO₃^2-基频的显著影响,在1 300~1 650 cm^-1均产生宽的低吸收带,该吸收带与CO₃^2-的反对称伸缩振动相关,且吸收带范围(202,236,272 cm^-1)与发射率之间呈负相关关系。因此,当最强化学键的振动出现在发射光谱窄的吸收带范围内会产生相对较高的辐射能和发射率。此外,矿物的晶体结构也会影响发射率,大的离子半径、键长和晶胞体积将降低辐射过程中能量的吸收,增强辐射特性。综上研究结果,方解石、白云石和菱镁矿的拉曼光谱和红外光谱揭示了金属原子的相对质量对光谱学特征的显著影响,其发射率可能受到C—O键的反伸缩振动范围、最强吸收带控制的最低发射率以及矿物晶体结构的共同影响。这项研究呈现了必要的光谱信息和热发射率数据以识别特定的碳酸盐矿物,为类似矿物的光谱特征研究奠定了基础;同时为进一步认识地壳中大量的碳酸盐矿物提供了研究方法,也为地外勘探的深入研究给予相关的理论基础。     

天然水温对生物修复污染水源除NH4+-N效果的影响研究

采用弹性填料微孔曝气生物修复方法净化受污染的某饮用水源,探讨了天然水体环境温度变化对生物除NH₄+-N作用效果的影响.结果表明,水体环境温度对生物修复工艺除NH₄+-N作用影响很大.水温越高,生物修复工艺除NH₄+-N效果越好.在较低水环境温度下,水温变化对生物修复工艺除NH₄+-N作用效果影响最大;在日常水体温度下,水温变化对生物修复工艺除NH₄+-N作用效果影响最小;在水体温度较高的条件下,水温变化对生物修复工艺除NH₄+-N作用效果影响较小.     

随机森林回归模型在地下水水质评价的新应用

地下水水质评价是地下水研究的一个重要课题,研究更精确、更适用的地下水水质评价模型具有重要意义。近年来应用较多的评价模型存在适用性小、精确度低的问题,其中主要原因在于现有的水质评价标准中,不同因子的等级分类标准不一,同一因子不同等级取值区间不一致等问题,而现有模型无法克服不同因子自身评价等级不匹配以及无法有效处理多重因子之间的相互影响。针对水质评价存在的问题,本文将研究一个能有效克服上述问题,且精确度较高、适用性更广的水质评价模型。基于北京市地下水监测网中污染源监测网的数据,选取大兴区作为研究区域,以大兴区2018年至2020年持续进行监测的39个点位作为研究点,根据监测点历年监测水样,选取化验数据中影响水质环境较为明显的pH值、Cl^-、NO^-₃、SO₄^2-、Na⁺、NH⁺₄、Mn^-、耗氧量(COD_Mn)、总硬度、溶解性总固体这10项指标作为水质评价因子,利用随机森林回归...     

地下水中NO-3的15N和18O同位素测试新技术--密封石英管燃烧法

近40年来,硝酸盐(NO-3)已成为最普遍的地下水污染源之一。在本文中,介绍了在野外用阴离子交换树脂收集地下水中的NO-3的新技术;用AgNO3和氧化铜丝及铜颗粒燃烧反应测定氮同位素比值;用AgNO3 C(石墨)测定NO-3中氧同位素比值的密封石英管燃烧法,它们是1995年以后发展起来的最新测试技术。     

广州夏季雨水硝酸盐δ15N变化特征

通过对广州2007年夏季雨水硝酸盐δ15的研究,讨论了广州地区雨水硝酸盐的主要来源及与之有关的大气化学演变过程。雨水硝酸盐占δ15N的变化趋势与N2O5含量的相似。暗示雨水硝酸盐δ15N与氮氧化合物的大气化学过程之间存在某种联系。白天雨水硝酸盐δ15N值偏低,与OH自由基氧化NOx生成硝酸盐的“白天反应”为主要反应相一致;18：00以后硝酸盐δ15N值呈升高趋势,则与N2O5累积的“夜间反应”成为主导反应相一致。因“白天反应”生成的HNO3的δ15N值受同位素分馏影响较小,白天雨水硝酸盐占δ15N值更能准确反映大气NOx的来源。白天雨水硝酸盐占δ15N平均值为2．5‰±2．1‰,表明除火力发电厂和机动车尾气排放来源外,雷电以及海源对大气NOx可能也有潜在贡献。     

河流硝化过程数学模型在上海地区地下水氮污染中的应用

由于上海第四系承压含水层及岩溶裂隙含水层管井灌水后,常表现出井水周围含氧量的增高,从而有利于该水中NH~+_4、NO~-_2的氧化,促成了硝化过程的进行和NO~-_3的积累。本文参照了河流地表水的数学模型,研究了该硝化过程的数学模型,並据环境地质条件及化学的、物理的特征,确定了参数。从几组实际数据的计算与拟合图来看,其结果是满意的。该模型具有一定的可靠性,对探索地下水中氮的污染研究有一定作用。     

洞庭湖区浅层地下水质量现状与安全供水研究

通过对1720个水质分析样品资料的深入分析与计算,系统地评价了洞庭湖区浅层地下水质量,指出了浅层地下水安全供水方向,并提出了安全供水措施及建议。计算结果认为,洞庭湖区浅层地下水中的污染因子主要为Fe、Mn、PH、NH4-N及NO2-N,其次为NO3-N、Be、COD,共8个因子,基本上没有遭受重金属污染;湖区浅层地下水水质整体较好,以优质水为主,占39.37%,合格水占26.04%;不合格水(较差水)占34.59%。     

新疆库米什断陷盆地内盐湖及钾硝石矿的形成

库米什盆地是新生代断陷盆地,处于干燥大陆气候控制区,湖水一直处在蒸发浓缩状态,在上更新统后期(约35kaBP)开始有石盐矿生成,全新统后期(4.5ka BP)地壳稳定,气候持续干旱,形成厚大的石盐主矿体,并且逐步进入干盐湖阶段,晶间卤水进一步浓缩,形成液相KNO3矿,在其上形成了富钾石盐壳。     

水环境中三氮转化的化学动力学规律及其在环境评价中的应用

在对“三氮”转化动力学规律进行总结分析、论证的基础上,建立了地表水和地下潜水环境中的“三氮”转化运移数学模型、通过理论—实验—应用三个环节,提出了一套水环境中氮污染的评价与研究的工作方法和程序。     

Spatial and statistical assessment of nitrate contamination in groundwater:Case of Sais Basin,Morocco

The objective of this study is to evaluate the nitrate contamination in the plioquaternary aquifer of Sais Basin based on a statistical approach. A total of 98 samples were collected in the cultivated area during the spring and autumn period of 2018. The results show that 55% and 57% of the samples in spring and autumn respectively exceed the threshold fixed by WHO(50 mg/L). However, nitrate concentrations do not show seasonal and spatial variation(p0.05). The results of the correlation matrix, principal component analysis(PCA), and hierarchical cluster analysis(HCA) suggest that nitrate pollution is related to anthropogenic source. Moreover, multiple linear regression results show that NO_3 is more positively explained in the spring period by Ca and SO_4 and negatively explained by pH and HCO_3. Regarding the autumn period, nitrate pollution is positively explained by Ca and negatively by pH. This study proposes a useful statistical platform for assessing nitrate pollution in groundwater.     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性,提出同步脱硫反硝化技术的思路,推导出脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化物为单质硫的化学计量式,并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明,硫氮比(S~(2-)/NO_3~-比值)和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素,两者分别控制在5/3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,在此条件下,单质硫转化率最高达94％,且随着硫氮比的降低而升高。     

"三氮"在黄土非饱和带迁移转化原位试验及数值模拟

通过黄土氮肥淋滤原位试验,对"三氮"(NH4 、NO2-、NO3-)在黄土包气带迁移转化过程进行了深入研究和数值模拟.试验结果表明,硝态氮(NO2-和NO3-)在黄土中迁移性较强,可到达地下水面.由于NO2-的毒性,它在土壤和地下水的累积具有巨大的潜在危险性.因此在研究和模拟"三氮"转化过程中,不能把NO2-仅仅看作是"三氮"转化过程的一个中间过程而忽略它在地下环境中的累积效应.模型识别验证结果表明,"三氮"模拟值与实测值吻合程度较好,可以对"三氮"在包气带中迁移转化和积累过程进行模拟和预测.     

不同条件下Cu Pd TiO2多金属纳米电极去除地下水中硝酸盐氮的影响

以Pt为阳极,以Ti纳米管为基底修饰一薄层Pd和Cu构成的多金属纳米电极为阴极,搭建电化学反应器进行去除硝酸盐氮(NO3- N)研究,观察了在不同电流密度、初始浓度和pH值条件下该多金属纳米电极对NO3- N去除率的影响。结果表明,在电流密度为30 mA/cm2,添加050 g/L的 Na2SO4作为支持电解质的条件下,电解90 min后Cu Pd TiO2多金属纳米电极对硝酸盐的去除率可达81%,而相同条件下金属Ti做阴极时对硝酸盐的去除率仅为245%。溶液pH值的改变对 NO3- N的去除效果几乎没有影响;随着电流密度的增高,NO3- N的去除效率也随之提高;而随着溶液初始浓度的升高,NO3- N的去除率反而略有下降。