重金属污染的菊芋茎秆沼气化性能及蓄积重金属的归趋

利用菊芋(Helianthus tuberosus)进行重金属污染土壤修复会产生大量秸秆废弃物,通过厌氧消化将其转化为沼气,是其资源化利用途径之一。为了评估该处置技术的环境风险,实验以重金属污染土壤种植的菊芋茎秆为对象开展厌氧消化研究,对其产气性能、重金属形态变化、可迁移能力及生物有效性进行评估。结果表明,菊芋秸秆中茎主要重金属(Cu,Zn,Pb,Cr,Cd)含量为5.69×10^-6,19.19×10^-6,0.23×10^-6,0.33×10^-6,0.50×10^-6,叶中的含量分别为9.11×10^-6,23.83×10^-6,0.57×10^-6,0.43×10^-6,0.48×10^-6相对与根与块茎较较高;菊芋秸秆厌氧发酵总产气量为206.58 ml·g^-1 TS,显示产气潜力良好;厌氧消化后,Cu,Pb和Cr的重金属可迁徙因子值低,相对比较稳定,迁移能力较弱。Cr和Cd的生物可利用度减小,其中Cr大幅度减小了41.54%,Cd减小了12.30%,说明厌氧消化能有效降低Cr和Cd的生物可利用度,减小对环境的危害。但Pb的生物有效性大幅度上升,应在沼渣管控环节关注。     

无高氯酸常压酸溶-ICP-MS法同时测定土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni

采用无高氯酸常压酸溶分解土壤样品,利用等离子体质谱法可以1次溶矿测定As、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni 7个重金属元素,具有较高的分析效率、较好的分析质量、较低的分析成本。实验表明,试样溶液中氯的含量对分析元素信号有较大影响。采用硝酸-氢氟酸-硫酸-过氧化氢分解样品以避免引入氯离子,从而能有效避免Cr、As元素在样品分解过程中的损失和氯离子产生的质谱干扰。Cd的测定需采用干扰校正公式扣除Sn的干扰。对于As元素,若试样溶液中不含或仅含微量的氯离子,采用标准模式测定即可得到理想的分析结果,否则必须采用CCT模式进行测定。除As以外的其他元素不论在标准模式或CCT模式下均能得到理想的分析结果。     

中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考

土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后,我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前,中国农田土壤重金属污染形势不容乐观,对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示：(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高,但以轻度污染为主;(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主,尤其以Cd风险最高,而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小;(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方,东部重于西部;(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明,我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后,2009年后进入快速发展阶段,研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等,近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外,文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价,最后,对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考,同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望,提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系,以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。     

河北省唐—秦地区表层土壤地球化学质量评价

唐山—秦皇岛地区是河北省重要的农业经济区,土壤质量的安全评价具有十分重要的现实意义。笔者利用唐山—秦皇岛地区表层土壤中重金属元素分析结果,在考虑土壤pH值对重金属元素含量影响的前提下,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对区内土壤质量进行了评价。结果表明,区内主要的重金属污染元素是Ni、Cr、Cu、Cd4种元素。其中Ni、Cr、Cu3种重金属元素污染区域主要集中在卢龙、抚宁、昌黎3个县交界处及北部的局部区域。Cd元素污染主要集中在唐海县西部和西北部。综合评价表明,唐山—秦皇岛地区绝大部分区域处于无污染的水平,土壤的地球化学质量是较好的。     

东天山香山铜镍硫化物矿床矿石矿物特征及成矿意义

著名的东天山黄山—镜儿泉铜镍成矿带中有许多成因相似的铜镍矿床,本文在野外调查和镜下鉴定的基础上通过电子探针成分测试,对香山铜镍矿床矿石矿物成分做了详细研究,将矿石矿物划分为Fe-S系列、Fe-Cu-S系列、Fe-Co-Ni-S系列、Fe-Co-Ni-As系列、Fe-Co-Ni-As-S系列和碲化物。根据矿物共生组合特征,将成矿过程划分为岩浆熔离成矿期、岩浆热液成矿期和表生风化期;通过矿物成分晶体化学式计算,阐述了矿物的赋存状态和成因。香山岩体锆石U-Pb年龄(285±1.2)Ma髴,镍黄铁矿Re-Os等时线年龄(298±7.1)Ma[1],成岩、成矿年龄具有一致性。     

凹凸棒石与Ni2+的长期吸附作用

以Ni2+为例研究了凹凸棒石与重金属离子长期作用过程,探讨了重金属离子在凹凸棒石上的吸附反应动力学,并运用高分辨透射电镜揭示了凹凸棒石与重金属离子互相作用引起重金属离子水解沉淀、形成氢氧化物或层状双氢氧化物次生物相的现象.实验表明,凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中,随着时间的延长溶液的pH值逐渐升高,Ni2+浓度逐渐降低,并且长期作用后悬浮液的pH值和重金属离子浓度受到固/液比控制.Ni2+在凹凸棒石和水两相中的分配在长达40 d的时间内都没有达到完全平衡,表明凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中存在凹凸棒石与重金属离子长期互相作用.凹凸棒石与Ni2+长期作用Ni2+浓度变化可以用抛物线扩散方程、双常数方程、一级扩散方程、Elovich方程较好地拟合.凹凸棒石与重金属的长期作用反应机制可能是由于凹凸棒石纳米效应和反应活性,表面缓慢水化导致含重金属离子溶液pH值缓慢升高,诱导了Ni2+在凹凸棒石表面沉淀,在凹凸棒石表面形成了氢氧化物或层状双氢氧化物.     

Spatial distribution of metals in ground/surface waters in the Chandrapur district (Central India) and their plausible sources

This study addresses a framework to evaluate and map environmental hazard with reference to spatial distribution of major and trace metal contamination and its relationship with lithology in Chandrapur district of Maharashtra, India using geospatial, statistical and GIS tools. In all, 208 ground water and 35 surface water samples were collected using global positioning system (GPS) synoptically with satellite imagery IRS P6 LISS III and were analyzed in ICP-AES. Analytical results reflect the presence of major and trace metals in ground water in terms of % as Fe (48%), Mn (12%), Zn (9%), Al (8%), Pb (7%), Cu (6%), Ni (4%), Cd (3%) and Cr (3%) of the total average concentration. The contamination is attributed to weathering of rocks and also to mining activities. Similarly, surface water contribution of major and trace metals was found as Al (47.8%), Fe (42.8%), Mn (5.5%), Zn (2.3%), Pb (0.56%), Ni (0.42%), Cu (0.16%), Cr (0.16%) and Cd (0.10%) of the total average concentration. Ordinary kriging interpolation method was adopted to assess the spatial distribution of different major and trace metals in groundwater samples with their best model fit variogram Classical statistical method like principal component analysis (PCA) was carried out in order to establish correlation between spatial pattern of metal contamination and geology of the area in GIS environment. Various surface and subsurface aspects like landuse/land cover, structural features, hydrogeology, topography etc were also considered to ascertain their impact to supplement the inference of the study.     

Bulk compositions of metallic Fe-Ni of chondrites： Constraints on fractionation of siderophile and chalcophile elements

Bulk compositions of metallic Fe-Ni from two equilibrated ordinary chondrites, Jilin (H5) and Anlong (H5), and two unequilibrated ones, GRV 9919 (L3) and GRV 021603 (H3), were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The CI-, Co-normalized abundances of siderophile and chalcophile elements of metallic Fe-Ni from the unequilibrated ordinary chondrites correlate with 50% condensation temperatures (i.e., volatility) of the elements. The refractory siderophile elements (i.e., platinum group elements, Re), Au, Ni and Co show a flat pattern (1.01×CI Co-normalized), while moderate elements (As, Cu, Ag, Ga, Ge, Zn) decrease with volatility from 0.63×CI (Co-normalized, As) to 0.05×CI (Co-normalized, Zn). Cr and Mn show deficit relative to the trend, probably due to their main partition in silicates and sulfides (nonmagnetic). Metallic Fe-Ni from the equilibrated ordinary chondrites shows similar patterns, except for strong deficit of Cr, Mn, Ag and Zn. It is indicated that these elements were almost all partitioned into silicates and/or sulfides during thermal metamorphism. The similar deficit of Cr, Mn, Ag and Zn was also found in iron meteorites. Our analyses demonstrate similar behaviors of W and Mo as refractory siderophile elements during condensation of the solar nebula, except for slight depletion of Mo in the L3 and H5 chondrites. The Mo-depletion of metallic Fe-Ni from GRV 9919 (L3) relative to GRV 021603 (H3) could be due to a more oxidizing condition of the former than the latter in the solar nebula. In contrast, the Mo-depletion of the metallic Fe-Ni from the H5 chondrites may reflect partition of Mo from metal to silicates and/or sulfides during thermal metamorphism in the asteroidal body.     

第二深度空间的找矿、勘探和开发利用——深部找矿浅议

我国中东部地区已进入深部找矿新阶段,研究并建立深部找矿勘查模型,总结深部矿床的示踪标志和其探测的有效新技术、新方法、新理论与新进展等,对于迎接第二深度空间的找矿、勘探和开发利用意义重大。     

云南牟定大民太铜镍矿床的矿化结构及产状模式

大民太铜镍矿为小岩体型铜镍硫化物矿床。文章以对含矿岩体和矿体的大比例尺地质编录和综合地质研究为基础,进行了矿化精细结构分析和矿体产状模式构建,并提出了大民太基性-超基性岩体具备一定的成矿条件,铜和镍都具有向深部变富的趋势。