地下水系统中砷活化的钼同位素地球化学指示

砷在天然环境中的迁移富集与氧化还原状态密切相关.盆地环境地下水中砷的活化迁移机制主要为沉积物中铁/锰氢氧化物由氧化还原条件变化导致发生还原性溶解进而释放吸附在其表面的砷.钼及钼同位素为氧化还原环境的重要指示参数,且铁/锰氢氧化物对钼同位素分馏有着重要的控制作用.将地下水的钼同位素应用于砷的活化迁移规律研究.大同盆地地下水中钼同位素比值(δ98 Mo)范围为-0.12‰~+2.17‰,相比于淡水中钼同位素组成偏重.桑干河河水的δ98 Mo为+0.72‰,与文献报道的河水平均钼同位素比值+0.7‰相当.大同盆地地下水中δ98 Mo与硫化物之间存在正相关关系,表明MoFe-S复合物可能形成于特定条件下,并优先利用水溶液中轻的钼使地下水中δ98 Mo比值升高.砷浓度与钼浓度之间的微弱负相关以及砷浓度与钼同位素之间的正相关说明,Mo-Fe-S的形成过程可能与同环境中As-Fe-S的复合物的形成存在竞争关系,进而使得地下水中砷富集.地下水中相对偏高的δ98 Mo可能来源于铁的氢氧化物对溶液中轻的钼的吸附速率高于先前吸附在铁的氢氧化物的钼的释放,且铁的氢氧化物对水溶液中钼的再吸附这一循环过程会导致地下水中钼浓度降低及钼同位素比值的升高.钼同位素指示的循环性的铁的氢氧化物的还原溶解及再氧化过程对砷的富集也有重要影响.     

矿山地质环境遥感监测方法初探

针对中国矿山地质环境监管的需求,分别就重要矿集区矿山地质环境监测、矿区滑坡危险性评估、矿区土地复垦可行性研究、尾矿库监测与安全性评估4个目标提出了遥感监测与综合评价方法,为矿山地质环境监管提供了新的技术手段,能够进一步加强中国矿山地质环境监管的时效性,并以此促进遥感技术在矿山地质环境监测中发挥更大的作用。     

四川若尔盖大骨节病区水环境致病因素

为了从水环境的角度阐述大骨节病的成因机制, 以大骨节病高发的四川省若尔盖县为研究区, 系统采集了作为饮用水源的地下水和地表水样38件, 测试了其化学成分, 发现水中的常规组分和微量组分都偏低, 且饮用地表水较地下水更容易患病.通过水化学特征分析, 表明水环境中多种组分含量异常是导致病发的重要因素, 并从水动力和水化学方面解释了其组分含量异常的原因.采用因子分析的方法, 结合当地的区域水文地质条件, 进一步揭示了大骨节病发生机制与饮用水中P、F、Se和Mn 4种组分的含量密切相关, 饮用水中这4种组分含量越低, 大骨节病的发病率就越高.      

水—岩相互作用研究的机遇与挑战

简要回顾水—岩相互作用研究的历史, 它基本经历了一个从水—岩相互作用, 到水—岩—有机物相互作用, 最后到水—岩—气—有机物—微生物相互作用研究的发展历程.近年来, 除基础地质及与矿产资源有关的课题继续深入外, 地下水环境演化与全球变化、含水系统中微量变价元素的迁移、转化与富集、地下水环境污染治理与修复、废物地质处置与CO₂封存等, 已经成为水—岩相互作用领域的研究热点.随着物理、化学、生物等领域中各种新理论和新方法的不断应用, 水—岩相互作用研究面临着新的机遇和挑战, 主要包括: 地下水系统中生物地球化学过程研究、水—岩相互作用中微观机理与宏观地球化学过程的耦合, 以及水—岩相互作用中的同位素分馏及应用等.      

大同盆地高砷地下水稀土元素特征及其指示意义

对大同盆地典型高砷地下水开展了稀土元素地球化学研究.研究表明: 高砷地下水具有低∑REE含量及富集重稀土(HREEs)特征.地下水中低含量∑REE与含水层沉积物中Fe-Mn氧化物/氢氧化物对REEs的吸附有关.地下水中重稀土元素相对于轻稀土元素的富集可能是吸附作用和碳酸根离子同REEs发生络合作用的共同结果.采用平均大陆上地壳标准化的地下水稀土元素分布表现出显著的Ce及Eu正异常.地下水Ce/Ce*值及Eu含量与Fe+Mn具有显著相关性, 表明铁锰氧化物还原性溶解是控制Ce/Ce*值及Eu含量特征的主要因素.Ce/Ce*值及Eu含量与As浓度的关系表明, Ce异常及Eu含量特征能对地下水中As的富集进行有效指示.      

大同盆地浅层含水层沉积物中砷的生物可利用性评价

以采自大同盆地野外试验场的含水层沉积物为研究对象,调查高砷含水层中生物可利用性砷的含量及其影响因素。经实验室测定,沉积物总体呈碱性,Al、Fe等金属元素含量较高。利用连续提取法发现沉积物中砷结合形态主要为无定形和低结晶铁铝氧化物结合态,其次是残余态砷。其中铁铝氧化物形态的砷所占比例达53.54%,非专性吸附态和专性吸附态占14.33%,生物可利用形态的砷较少,这与体外模拟方法测定的生物可利用性砷含量较低吻合。体外模拟实验还发现：肠阶段生物可利用性砷含量比胃阶段低,生理学提取法(PBET)和体外消化法(IVG)测定的生物可利用性砷差异较小。     

石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征

利用湖北清江和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋,建立了20世纪逐年的石笋氧同位素序列,讨论东亚季风石笋氧同位素的气候指示意义。与现代气象观测资料对比,发现近100年来和尚洞石笋 δ18O 与当地年总降水量和年均温度的相关性并不显著,但与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数(WPSH)以及相对应的太平洋年代际振荡指数(PDO)相关性好。在年际和年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处于正(负)相位时,副热带高压加强(减弱),石笋的 δ18O 相对偏正(负)。因而,石笋 δ18O 反映了东亚季风大尺度环流特征。     

银北平原浅层高砷地下水砷富集水化学特征研究

宁夏银川平原是继河套平原之后,在黄河流域发现的又一个高砷地下水分布区.为了总结其高砷地下水的水化学特征,并探索水化学因素对地下水砷释放和富集的影响机制,本文以银川平原北部（银北平原）作为典型研究区,采取野外水文地质调查、水样采集与测试、砷与水化学组分散点图相关分析及水文地球化学方法进行了综合研究.结果表明,银北平原地下水砷含量在0.2~177 μg/L之间;高砷地下水（大于50 μg/L） pH值多在7.5~8.5,水化学类型主要为HCO3-Na·Ca、Cl·HCO₃-Na及Cl·HCO₃-Na·Ca型,E_h多在-200~-100 mV.银北平原砷含量较高的地下水中COD、NH₄⁺、HCO3^-含量相应也较高,而NO3^-和SO₄^2-含量较低.高砷富有机质的冲-湖积含水层经过长期演化,形成偏碱性的中强还原性地下水环境和特殊的水化学特征,也具备极大的砷释放能力.较高的pH导致砷从铁锰氧化物或氢氧化物等水合物或黏土矿物表面解吸.其次部分铁锰氧化物在高pH、低E_h条件下可被还原为低价态可溶性铁锰,从而使与其结合的砷也得以释放进入地下水中.此外重碳酸根与砷酸根、亚砷酸根的竞争吸附行为促使含水层砷的解吸.     

水圈生态监测的基本任务

本文介绍了水环境生态监测方法的现状,给出了监测系统的分级方案及其参数,讨论了生态系统尤其是水圈的极限允许负载特征,指出了主要的污染源以及自然环境主要污染物的分类.在监测系统中,特别重视水化学调查方法、取样方法和水样的保存.文中强调了实验室内部检验对获取化学分析资料的必要性和必然性,并讨论了评价这种检验的方法.     

山西岩溶大泉近50年的流量变化过程及其对全球气候变化的指示意义

山西岩溶为中国北方岩溶之典型代表, 岩溶水是当地最重要的供水水源之一. 20世纪50年代以来, 该区各岩溶泉的流量大都以衰减为主要变化特征. 本文以娘子关泉、辛安泉、郭庄泉、神头泉、晋祠泉、兰村泉、洪山泉等7个岩溶大泉为例, 将岩溶泉的流量变化过程划分为天然波动阶段与人类活动影响叠加阶段, 其流量衰减主要受气候因素与人类活动因素控制, 其中前者的贡献约为60%, 后者的贡献约为40%; 而根据气候与人类活动的影响程度的差异, 又可将泉流量衰减模式初步划分为天然衰减为主型、开采衰减为主型、混合衰减型三类. 7个岩溶泉总还原流量的变化与同期全球气温变化存在良好的对应关系, 对近几十年来的全球变暖与干旱化过程具有指示意义, 表明岩溶泉的流量演化过程分析可以作为全球变化研究的一种新手段.