铅、锌、镉同位素示踪技术在沉积物重金属污染源解析中的应用:综述与展望

沉积物重金属污染防治的关键在于识别其污染源,采用铅、锌、镉多元同位素示踪技术是对其进行污染源解析的最佳手段之一。铅同位素示踪技术较为成熟且应用广泛,锌和镉同位素示踪技术作为新兴技术,在重金属污染源解析研究中可作为有力补充。本文系统概述了 Pb-Zn-Cd同位素的示踪机理、组成特征及其在沉积物重金属污染溯源中的应用,提出未来研究工作的重点是采用多元同位素示踪技术,并结合沉积物形态中重金属稳定同位素的组成示踪污染源。     

锂同位素地球化学研究进展

锂的两个稳定同位素(6Li和7Li)相对质量差较大,因此锂同位素分馏比较显著。由于分析测量技术的改进和完善,锂同位素地球化学近年来有了长足的发展。研究表明,温度是控制锂同位素分馏的一个重要因素。此外,锂在不同矿物中配位结构和化学键强度的差异也会影响共存相之间的锂同位素分馏。由于锂同位素存在较大的分馏和不同地质体中截然不同的δ7Li值,锂同位素地质应用范围十分广泛。目前,锂同位素在地表风化、海底热液和洋壳蚀变、板块俯冲、示踪卤水来源和演化等方面的研究中成效显著,并且开始应用到矿床学中。     

溶剂萃取法分离锂同位素研究进展

锂同位素(6Li和7Li)在原子能工业中占据着重要的地位。在众多锂同位素的分离方法和体系中,溶剂萃取法是一种具有较高分离系数,并最有望实现无毒、高效分离的工业生产方法。阐述了溶剂萃取法分离锂同位素的原理,综述了醇类与酮类、烷基膦与膦酸脂类、冠醚类及其它溶剂萃取体系在锂同位素分离中的研究现状及趋势,并展望了溶剂萃取法在锂同位素分离和未来青海、西藏盐湖锂资源高值化利用中的潜在应用前景。     

三氟乙酸锂-15-冠醚-5体系电迁移法分离锂同位素

锂同位素(~6Li和~7Li)在核工业中有着重要作用。锂汞齐法是目前唯一实现锂同位素工业化生产的方法,然而由于汞的使用,该方法具有较大的环境风险。开发绿色高效的锂同位素分离方法对国家能源安全具有重要意义。在本论文中,制备了溶解锂盐的冠醚溶液,并以其作为阳极液,施加电场驱动锂离子向阴极液迁移;与溶有15-冠醚-5的锂盐水溶液作为阳极液相比,研究发现在阳极液体系中引入水分子可以促进锂同位素的分离。同时还考察了不同隔膜对锂同位素分离的影响,发现使用强疏水性隔膜时,短时间内有较好的分离效应。     

盐湖卤水中锂的高效分离及其同位素比值的精确测定进展

锂的两个稳定同位素相对质量差较大,导致了自然界中的锂同位素分馏强烈。卤水中锂同位素作为良好示踪剂,可用以指示盐湖锂矿床的物质来源和形成机理。现阶段一般用热电离质谱法(TIMS)或多接收器电感耦合等离子质谱法(MC-ICP-MS)测量锂同位素比值,这两种方法都需要将锂从样品中与其它元素完全分离。在现有的卤水提锂方法中,吸附法能够得到较高的锂回收率,减少了锂同位素在提取过程中的分馏效应。本文主要介绍国内外近年来在提取锂和准确测定锂同位素比值方面所取得的进展。     

苯并15-冠-5—离子液体体系多级逆流萃取分离锂同位素研究

锂的两种天然同位素(~6Li和~7Li)在能源、环境和国防安全等领域具有重要应用价值。以氯化锂溶液为原料,选用苯并15-冠-5和咪唑类离子液体体系对其进行了模拟逆流萃取实验,考察了多级逆流萃取过程中锂的萃取率和锂同位素分离系数的变化规律。同时,对锂同位素富集浓度和富集行为进了研究探讨。结果表明,经10级逆流萃取后,锂的萃取率和同位素分离系数有了明显提高,~6Li富集在有机相,丰度提高了0.299 6%。     

锂同位素质谱法测定及其样品制备研究进展

近几十年来，锂同位素比值的测量得到了快速的发展。影响锂同位素比值测定因素很多，特别是在测定过程中分馏现象和记忆效应等都会引起锂同位素测定比值很大的误差。简要总结了锂同位素组成的质谱测定以及从天然样品（主要是固体样品）中提取纯化锂的方法。着重介绍了锂同位素测定中样品带使用的进展，从单带涂样发展到三带涂样，大大降低了测定中的锂同位素分馏。本文还对各种涂样形式的使用进行了比较。     

苯并15-冠-5—离子液体体系多级逆流萃取分离锂同位素研究

锂的两种天然同位素（6Li和7Li）在能源、环境和国防安全等领域具有重要应用价值。本文以氯化锂溶液为原料，选用苯并15-冠-5和咪唑类离子液体体系对其进行了模拟逆流萃取实验，考察了多级逆流萃取过程中锂的萃取率和锂同位素分离系数的变化规律，结果表明：经10级逆流萃取后，锂的萃取率和同位素分离系数有了明显提高，6Li富集在有机相，丰度提高了0.2996%，本文对锂同位素富集浓度和富集行为进了研究探讨。     

热电离质谱法测定锂同位素的研究进展

锂的两种稳定同位素6Li和7Li存在很大的相对质量差,质量分馏效应十分明显,因此要精确地测定锂同位素比值十分困难。近年来,随着质谱测定方法的发展,锂同位素的测定取得了长足进展。目前,使用热电离质谱仪(TIMS)和多接受电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)测定锂同位素比值的较多。TIMS相比于MC-ICP-MS,其测定精度较高。主要对使用热电离质谱仪(TIMS)测定锂同位素进行了详细的介绍,主要包括带材料和带结构、涂样形式以及电离温度这3方面的研究进展,并指出了此方法存在的一些问题。     

稳定氮同位素示踪技术在湿地脱氮研究中的应用进展

稳定同位素示踪技术广泛应用于现代环境科学研究中。其中,15^N作为氮循环过程唯一适用的示踪剂,在有关氮循环引发的环境污染问题的研究中发挥了极其重要的作用。湿地脱氮是湿地水质净化功能的重要体现,此过程有助于有效地减少受纳水体的外源氮负荷。在概述稳定氮同位素示踪原理和湿地脱氮过程的基础上,从湿地脱氮驱动机制、关键限制因素分析、脱氮定量研究3方面阐述15^N示踪技术在湿地脱氮研究中的应用,并展望了该技术在湿地脱氮研究中的应用前景。     

察尔汗首采区卤水中锂同位素组成

本文详细研究了察尔汗首采区卤水及其周边水源中的锂同位素组成,结果表明,察尔汗首采区平均δ~6Li值为-30.5‰,与海水的δ~6Li值相似,这样低的δ~6Li值与首采区卤水中发生的锂同位素分馏有关,且受具有低δ~6Li值的周边补给水的影响。     

柴达木盆地那棱格勒河流域表层沉积物微量元素组成及其对流域内锂的物源制约意义

柴达木盆地那棱格勒河流域是我国目前最大的盐湖型锂矿区和工业设施最为完备的卤水锂工业基地,长期以来关于其尾闾盐湖区锂的物源问题备受关注。尽管目前的众多研究已经对流域内地表水体及尾闾区盐湖中锂的物源有了较为一致的看法,但盆地周缘围岩风化过程在其中起到的作用仍缺乏系统性认识。基于部分保守性微量元素在物源示踪研究中的重要作用,本文通过对流域内河流表层沉积物中的REEY、Li、Sc、Co、Nb、Ta、Th等微量元素开展其地球化学行为方面的分析,讨论了沉积物的物源属性特征及其中锂的来源特征,为深入认识盐湖区游离态锂资源的物源提供了新的证据。结果表明,那棱格勒河流域与毗邻的东、西对比区河流沉积物有着相似的化学风化背景和基岩类型,源岩具有显著的长英质岩和基性岩的二元混合特征,且基性源岩所占比重更大;而沉积物中的锂除尾闾盐湖区明显受到富锂孔隙水体夹带的影响外,其它地区锂的来源特征与沉积物的物源特征相同,表明地表迁移过程对介质中锂的通量影响较弱,沉积物中的锂更多的是以赋存在相关矿物结构中的形式存在;研究区来自源岩风化作用提供的游离态锂的量较为有限,尾闾盐湖中的锂资源主要以昆仑山深大断裂带涌出的热泉水的长年补给为主。     

同位素在风成沉积物物源判别中的运用

同位素示踪方法在风成沉积物物源研究领域应用较广泛,由于风成物质在风化、传输和沉降过程中其同位素地化特性不会发生变化,因此通过物源区和沉积区风成沉积物同位素组成的对比,相似同位素组成的地区可确定为物源区。同位素物源示踪的主要方法有石英颗粒的δ18O、硅酸盐部分的Sr-Nd组成、沉积物的Hf和Pb组成特征等。这些方法在中国西部盆地(如塔里木盆地)沙漠砂来源、黄土高原黄土物源(如柴达木盆地对黄土高原的物源贡献)等领域得到了广泛应用,取得了众多成果。     

洞穴化学沉积物的古气候记录与古生态环境意义

洞穴化学沉积物由于其特有的微层结构及其内的稳定氧、碳同位素和微量元素所蕴含的古气候与古生态环境信息 ,并且具有分布广、时间长、信息保存完整等特点 ,因此 ,它是研究地球环境变化极好的自然环境历史档案。几十年来 ,国内外这一领域的研究工作有了长足的发展 ,并已经取得了很大的成就 ,本文分别从氧同位素对气候变化的反映、碳同位素应用于重建地表植被生态环境以及石笋微层和微量元素的高分辨率气候环境指示意义几个方面对此作了较为综合的论述 ,同时 ,对这一领域现今所存在的问题及未来的发展趋势 ,也提出了一些自己的看法。     

硝酸盐氮氧同位素在不同生态系统中的研究进展

硝酸盐作为氮循环中的重要物质之一,已成为地下水污染的主要形式。硝酸盐的来源分为自然源和人为源。不同来源的硝酸盐具有不同的同位素特征,因此可以利用N、O同位素来识别硝酸盐的来源、迁移和转化。本文通过综述硝酸盐的主要来源及其同位素特征,简要介绍了硝酸盐同位素检测技术的发展历程,影响同位素分馏的相关作用过程;同时简述了硝酸盐同位素在农业、沙漠、森林、城市生态系统中开展的相关研究,概述了研究中存在的问题,并展望了今后的发展方向。     

长江口潮滩有机质稳定碳同位素时空分布与来源分析

通过测定长江口潮滩悬浮颗粒有机质和表层沉积有机质在枯水季节 (2006年2月 )和洪水季节 (2006年8月 )的稳定碳同位素值,对有机质潜在来源及局部岸段改造作用进行了分析。结果显示,悬浮颗粒有机质稳定碳同位素值在2月明显低于8月,变化范围分别在-25.8‰~-23.4‰和-25.1‰~-22.9‰,主要是受径流量枯洪季变化和浮游生物生长季节变化两种因素的叠加作用。表层沉积有机质2月和8月的稳定碳同位素分别为-25.0‰~-20.4‰和-24.7‰~-19.5‰,季节变化不明显,主要来自悬浮颗粒物的沉降。除受大背景环境因素影响,局部环境对潮滩有机质也有一定的改造作用,污水、支流河水的输入对悬浮颗粒有机质碳同位素有一定的影响,埋藏的潮滩植物和底栖微藻则对沉积有机质有部分贡献。     

陨石Cr同位素组成测试技术及其在天体化学研究中的应用

Cr同位素作为一个新的研究手段,在天体化学领域中主要应用于追溯太阳系早期历史演化和定年.Cr同位素组成测定的主要技术是二次离子探针、热电离质谱和多接收等离子质谱,本文对这些分析技术的特点和发展作了论述.随着分析技术的发展,目前对ε(53Cr)和ε(54Cr)测定精度分别达到6 ppm和12 ppm(2σ).高精度Cr同...