矿物纤维粉尘的表面特性及对生物活性的影响

通过对矿物纤维粉尘对人体的危害性及对环境影响的研究，提出了一些矿物产生毒理作用过程的假说和因素判定；研究了矿物与生物体之间的相互作用时应重视矿物表面－细胞物理化学作用，并依据初步试验提出表面特征是矿物纤维表征生物活性的关键因子（如表面活性域、催化作用等），而纤维性只是矿物表面特性的表征因素之一。     

矿物纤维粉尘的表面特性对比研究

矿物纤维粉尘的表面特性对比研究＊董发勤万朴彭同江冯启明宋功宝李国武＊＊（西南工学院矿物材料及应用研究所，四川绵阳６２１００２）＊国家自然科学基金资助项目（４９５０２０２５）部分成果＊＊参加工作的还有李平等关键词矿物纤维粉尘表面特征生物活性粒径小于７５...     

结束语

该专集刊载的研究论文是国家自然科学基金“生物活性矿物纤维表面介体及其活化机理研究”项目的部分成果。项目从探讨天然纤维材料的表面化学活性———生物活化———生物持久性———生物毒性———环境安全性出发 ,寻求工业矿物、环境医学、材料价值的联合评估。这本论文集反应了这一研究的主要成果 ,及时发表这些研究成果 ,无疑对推动我国环境矿物学和环境医学的发展以及缩小国内该领域的研究与国际前沿的差距是非常有益的。本专集比较集中地反映了基金项目在矿物纤维粉尘表面官能团、矿物粉尘溶盐处理与改型、矿物粉尘的生物持久性 (体…     

矿物-水界面的表面离子化和络合反应模式

表面络合模式已广泛应用于研究矿物表面吸附和溶解反应,尤其是(氢)氧化物和层状铝硅酸盐矿物。表面官能团是矿物参与表面络合反应的基本单元,(氢)氧化物矿物只具有表面羟基,而层状铝硅酸盐矿物除表面羟基外还具有离子交换位。矿物的表面电荷由永久结构电荷、配位表面电荷和离解表面电荷组成,各种零表面电荷状态可由不同的零电荷点来表征。恒电容模式、双层模式和三层模式是3种最常用的表面络合模式,它们在双电层结构、表面反应(质子化反应和络合反应)、表面电荷与质量平衡方程及应用范围上存在着一些差异。     

基于吸附等温线的表面分形研究及其地球科学应用

矿物岩石的表面微形貌和孔隙结构是影响其地球化学行为的关键因素，从纳米尺度上表征这一特征对地球化学动力学研究和材料研发有着重要的意义。重点介绍了基于吸附等温线的分形研究方法，以表征纳米尺度上矿物或岩石表面的不规则性和微孔隙结构。从该方法的物理化学原理出发，对比分析了其适用范围和样品限制。在综合当前煤岩学、土壤学、材料学等领域的应用研究成果的基础上，提出了该分形研究方法在地球科学研究中的应用前景和发展趋势。     

矿物表面基团与表面作用

矿物的表面或界面过程存在于一切地质过程中,并在材料和环境科学领域得到广泛应用。矿物的表面结构、表面基团与表面作用之间存在着一定的内在联系,矿物结构的多样性决定了表面基团类型的多种性和表面作用的多样性。本文较系统地介绍了矿物表面功能基、表面配位反应、表面配合反应、表面氧化还原反应、表面异位催化反应和表面离子交换反应的类型及作用机制。     

矿物表面活性及其量度

矿物及其材料的表面活性及其表面反应性的具体表征，它是由矿物表面功能基所控制。由于矿物表面金属原子的电负性不同，以及它所处的配位环境不同，常表现出不同的极性、荷电性和Lewis酸碱性，它与溶质和溶剂分子之间反应（成键）能力也不同。在热力学上表现为反应自由能变化也不同。因此，量度矿物表面活性就是量度其表面极性、荷电性和Lewis酸碱性，它既可用化学方法，也可用热力学的方法。前者是通过反应作用量来量度，后者通过反应作用能来量度。然而现代矿物谱学的方法更能给出矿物及其材料表面反应活性的本质和详细信息。     

水环境中腐殖质对重金属吸附行为的影响

水环境中金属离子-腐殖质-矿物（或细菌）之间的相互作用能够显影响金属离子在地质体中的迁移和归宿。本综述了水环境中腐殖质对金属离子在矿物、微生物等表面只附行为影响的研究现状，分析讨论了复合型表面的基本特点、腐殖质对金属吸附到矿物表面的影响因素、腐殖质影响细菌表面吸附金属离子的机理，以及对三相体系不同研究的研究思路与结论等。     

矿物表面活性与反应性

矿物表面活性是矿物表界面反应中一个重要的指标性参数。如矿物溶解和晶体生长、矿物表面吸附和表面络合反应、矿物表面氧化还原和催化反应,都与矿物表面活性相关。甚至生物矿物界面作用过程中,常用到矿物表面反应性氧基(ROS),其释放能力也与矿物表面活性密切相     

风化过程中矿物表面微生物附着现象及意义

微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系.微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率.本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微生物附着导致的矿物表观风化速率的上升和表面侵蚀现象,初步分析了微生物在矿物表面附着的驱动力和影响因素,强调了微生...     

矿物—氨基酸水溶液的表面离子化及溶解作用研究

在矿物－氨基酸－水组成的多相体系中，矿物在氨基酸中的溶解作用是一个复杂的过程，其矿物的成分、结构和表面离子化是影响矿物溶解和络合的重要因素。水镁石、纤蛇纹石、硅灰石由于表面羟基化，在氨基酸水溶液中有较高的溶解度，溶解以配合作用为主；坡缕石、海泡石层状硅酸盐矿物表面羟基化作用较弱，与氨基酸的作用为配合作用和吸附作用并存，以后者为主；沸石矿物则以吸附作用为主。在中性氨基酸水溶液中，矿物的溶解度大小为：水镁石＞纤蛇纹石＞硅灰石＞海泡石＞坡缕石＞斜发沸石。     

环境矿物界面反应动力学

环境矿物界面反应动力学主要探讨地表中各种有毒、有害离子或分子与矿物表面之间的反应速率与反应机制。矿物表面存在一组化学活性很强的表面功能基，当它们与环境中毒害物质发生作用时，会因其极性、荷电性和Lewis酸碱性不同而表现出不同的作用力和反应速率，进而控制有毒、有害物质在大气、水体和沉积物中的赋存形态，稳定性及迁移转化速率。本文简要介绍了环境矿物界面反应动力学理论，并给出几个应用实例。     

离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。     

矿物材料的概念与本质

回顾20余年来我国矿物材料概念的研究与发展历程,矿物材料的概念与本质一直是矿物材料学的基本问题和研究热点之一。通过对国内有代表性观点的讨论与分析,并结合多年的教学科研实践经验,提出“矿物材料是以矿物为主要或重要组分的材料”的定义。在矿物材料中,矿物是集材料的组成与结构于一体的基元组分,不仅主要或重要组分是矿物,而且主要或重要物理、化学性能及使用效能也源于矿物。因此,矿物材料是以矿物为本质特征的材料。从矿物材料与其他材料关系看,尽管与无机非金属材料存在一定的交叉领域,但它并不简单等同于无机非金属材料,而是与无机非金属材料、金属材料和高分子材料等既有密切联系又有明显区别,具有自己特色和相对独立的一大类材料。     

矿物纤维粉尘在酸中的稳定性与化学活性研究

通过对一些矿物纤维粉尘耐酸蚀性及其酸蚀残余物化学活性的测试分析和对矿物纤维粉尘的酸蚀历程尤其在酸蚀过程中其表面活性基团的变化及影响耐酸蚀性及其化学活性的诸多因素的较深入的探讨,并结合作者以前和前人的研究成果,探讨了矿物纤维粉尘耐酸蚀性强弱及酸蚀过程澡表面活性基团变化与生物活性大小变化的关系。结果表明,矿物纤维粉尘的酸蚀持久性与其晶体结构、结晶度、晶格缺陷多少有关,也与其表面官能团种类、位置及裸露程     

粤北金鸡岭丹霞群砂岩矿物表面结构初步研究

本文对丹霞群砂岩中的石英、长石、电气石、锆石４种碎屑矿物的表面结构特征作了初步研究，并与现代河流和海岸砂质沉积物中的同类矿物的表面结构特征进行类比。文章指出，由于成岩作用的影响，古代砂岩中的碎屑矿物比现代砂的同类矿物具有更为复杂的表面结构，原因在于成岩环境下，溶解、溶蚀和压溶作用对古代砂岩的矿物表面有更深刻的改造。     

矿物界面作用与环境工程材料

矿物水界面作用是环境地球化学研究的基础,它控制着世界淡水质量、土壤发生与发展、表生地质作用中元素迁移与富集等过程,是矿物环境工程材料的理论基础［１］。这是因为矿物水界面作用发生于矿物表面,许多环境工程材料是通过材料表面吸附（或共沉淀）作用去清除水...     

珠江口表层沉积物的重矿物分析

本文研究了珠江口表层沉积物中约200个样品的矿物,着重分析重矿物的组合、含量变化,形态特征等,把珠江口重矿物的平面分布划为五个重矿物区。指出珠江口为现代陆源物质充填的河口湾,沉积环境控制了重矿物的特征、分布及分区,重矿物沉积过程的规律性,可供寻找地质时期和现代的浅海(古滨海)砂矿借鉴。     

青海湖底沉积物的矿物物相及有机质保存研究

盐湖沉积环境是烃源岩发育的重要地质环境。本文以青海湖湖底沉积物为例，根据有机质与粘土矿物含最及矿物表面积的关系，分析了矿物学因素对盐湖相富有机质沉积物中有机质保存的影响。研究发现：湖底沉积物中有机质丰富，为上层水中的浮游生物和南河流携带束的陆地高等植物两种来源。矿物物相分析发现沉积物中粘土矿物含量达到32．4％，以伊利石为主。沉积物经密度分离后测试发现，有机碳含量与粘土矿物含量及矿物表面积之间具有很好的正相关性，说明粘土矿物吸附是青海湖底沉积物中有机质的主要赋存形式。