基于IsoSource的桂林寨底地下河硝酸盐来源定量研究

近些年,随着化肥和农药的广泛使用,地下水中硝酸盐污染日益严峻。本文选择桂林寨底地下河系统为研究区,对研究区进行地下水取样调查以及水化学和氮、氧同位素分析,利用IsoSource软件对其硝酸盐来源进行定量计算,为岩溶区地下水硝酸盐来源定量研究提供了一个新方法。结果表明,寨底地下河硝酸盐主要以NO3–为主,NO3–浓度变化在2.67~17.99 mg/L,平均值为6.3 mg/L,研究区内硝酸盐来源共有三种,分别为化肥、动物粪便与污水和土壤有机氮,其中化肥的变化范围为23%~78%,动物粪便与污水为6%~58%,土壤有机氮为6%~38%。沿地下水流动方向,化肥和动物粪便与污水的比例均发生了明显变化,与离居民区的距离密切相关,距离远时化肥比例较大,动物粪便与污水比例较小,距离近时则相反。     

氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用

多年来,世界各地河流普遍存在硝酸盐污染问题。为控制河流的硝酸盐污染,确定河水中硝酸盐的来源以及研究氮的循环过程就显得尤为重要。由于在不同成因下,硝酸盐的δ¹⁵N和δ¹⁸O存在着较大差异,因此利用氮、氧同位素方法研究河流硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。综述了用硝酸盐中氮、氧同位素来研究河流硝酸盐的不同来源(大气沉降、化肥、牲畜粪、土壤硝酸盐等)和示踪其地球化学循环过程,特别是反硝化过程,这两方面的研究进展,并对我国河流硝酸盐研究现状进行了讨论及提出今后的研究方向。      

海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展

海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。     

地下水硝酸盐中氮、氧同位素研究现状及展望

农业区内浅层地下水中硝酸盐污染普遍存在。为保证供水安全和有效治理污染的地下水体。确定硝酸盐中氮的来源及影响硝酸盐浓度的物理、化学作用尤为重要。由于不同成因的硝酸盐中δ^15N值存在差异,利用N同位素可以确定氮污染源,但有时存在多解性问题;分析硝酸盐的δ^18O值,可提高地下水硝酸盐污染的研究深度。本文综述了用硝酸盐中N、O同位素来区分地下水污染中硝酸盐的不同来源和示踪氮循环过程这两方面的研究进展,并提出一些值得重视的研究方向。     

硝酸盐氮氧同位素在海洋氮循环中的应用进展

海洋中硝酸盐的来源及生物地球化学作用是氮循环研究的重要内容。为更好地认识海洋中氮的循环,确定海洋中硝酸盐的来源以及研究氮的生物地球化学作用显得尤为重要。由于不同来源的硝酸盐往往具有不同的氮、氧同位素,并且硝酸盐的生物地球化学作用信息也会反映在氮、氧同位素上。因此,近十年来,利用氮、氧同位素方法研究海洋硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。本文综述了海水硝酸盐N、O同位素分析方法的研究进展,以及用硝酸盐中N、O同位素来研究海洋硝酸盐的不同来源和示踪其地球化学过程这两方面的研究进展,并指出研究中的不足,最后对我国海洋硝酸盐研究现状进行了讨论并提出符合我国国情的研究方向。     

氮、氧同位素在地下水硝酸盐污染研究中的应用

硝酸盐是地下水中难以去除的稳定污染物之一,是地下水氮(N)污染的主要形式.不同氮来源的硝酸盐氮、氧(O)同位素组成不同,可利用N、O同位素并结合其他同位素技术示踪硝酸盐污染源,识别反硝化过程,对于有效控制污染源和评估地下水对硝酸盐污染的恢复自净能力有重要意义.本文介绍了N、O同位素技术在地下水硝酸盐污染源追踪和反硝化过程的识别方面的原理和应用以及目前发展状况.     

利用氮同位素技术识别石家庄市地下水硝酸盐污染源

地下水NO－ 3污染是石家庄市地下水管理面临的一个主要问题。本次研究通过地下水及其潜在补给源的氮同位素和水化学调查,确定和识别石家庄市地下水NO－ 3污染程度和污染源。地下水中的无机氮化合物主要以NO－ 3形式存在,浓度变化在 2．65～152．1 m g／L之间,均值为（54．88± 31）m g／L（ n＝44）,48％的样品浓度超过国际饮水标准（50 m g／L）。地下水样品的NO－ 3－ 15 N值域＋4．53‰～＋25．36‰,均值＋9．94‰±4．40‰（ n＝34）。34个样品中,22个样品（65％）的氮同位素值大于＋8‰;与1991年相比,氮同位素组成指示地下水NO－ 3的主要来源已由当时矿化的土壤有机氮变为现在的动物粪便或污水;结合Cl－分析,南部地下水NO－3还受到东明渠污水的影响。其余12个样品（35％）的氮同位素值变化在＋4‰～＋8‰之间,其中 15 N值较大的（＋6‰～＋8‰）指示来自土壤有机氮,较小的（＋4‰～＋6‰）指示来自氨挥发较弱、快速入渗的化肥厂污水。根据上述研究结果,提出了改善石家庄市地下水管理的措施。     

细菌反硝化法同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成研究

细菌反硝化法是目前同时分析天然水中硝酸盐氮、氧同位素组成的最新方法。该方法包括反硝化菌的选取与培养,利用反硝化菌将硝酸根完全转化成N2O气体以及N2O气体的提取、纯化和同位素测定。该方法采用硝酸盐标准,对测试结果需进行试剂本底、同位素分馏、同位素交换校正。与传统方法相比,细菌反硝化法可同时分析低浓度微量水中硝酸盐的氮、氧同位素组成,且速度更快捷,结果更可靠。     

硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展

海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展.     

地下水NO3-氮与氧同位素研究进展

人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因.不同来源的NO3-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源.引起地下水中NO3-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别.地下水系统中反硝化作用发生时,NO3-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例.因此NO3-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段.利用NO3-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一.综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向.     

硝酸盐中15N和18O的测试新技术及其在地下水氮污染防治研究中的进展

针对硝酸盐对地下水污染的严重性,介绍了用CaO除去CO2和H2O的测定氮同位素比值的燃烧等方法和和利用AgNO3 C(石墨）生成CO2的测定NO^-3中氧同位素比值的燃烧法,研究了用^15N和^18O同位素分析地下水中NO^-3来源和判断硝化作用和反硝化作用的发生机理。     

苏北东海榴辉岩氢氧同位素地球化学研究

研究了苏鲁地体西部东海地区超高压变质榴辉岩的氢氧同位素组成,得到绿辉石和石榴子石的δ＾１８Ｏ值变化较大（为－１０．４‰－＋４．８‰）,多硅白云母的δＤ值变化较小（为－１０４‰－－８３‰）不同矿物对之间达到保存了氧同位素平衡,得到了一致的同位素温度（６５０－７５０℃）,榴辉岩具有低至－１０‰和－１０４‰的异常δ＾１８Ｏ和δＤ值表明,岩石与极贫＾１８Ｏ和Ｄ的大气降水成因流体发生过氢氧同位素交换,同时排     

西藏南部中白垩世黑色页岩的碳氧同位素组成及大洋缺氧事件的讨论

本文对西藏南部中白垩世黑色页岩中的氧同位素组成特征和两次大洋缺氧事件的形成、发展过程作了较为详细的分析讨论。西藏南部中白垩世期内,在仲玛期及其稍后的沉积时期存在两次大洋缺氧事件,定两次缺氧事件在时间上可与国际上的Ｃｅｎ－Ｔｕｒ和Ｃｏｎ－Ｓａｎｔ时期的全球大洋缺氧事件相对应;该区这两闪大洋缺氧事件的形成、发展,是与当时全球特定的的生态环境和全球性的地壳构造运动、大规模的海侵、火山喷发等重大地质灾变事     

胶西北两类金矿床暗色脉岩的碳、氧同位素地球化学研究

胶西北部金矿床化过程伴生的暗色脉岩是以煌斑岩为主的钾玄岩-高钾钙碱性岩。详细研究其两类代表性矿床的脉岩内碳酸盐碳、氧内位素和全岩氧同位素发现,石英脉岩型矿床的δ^18OSMOW,方解石为10.2‰-11.6‰、δ^13CPDB,方解石=-3.5‰、δ^18OSMOW,全岩为5.8‰-6.6‰,蚀变岩型矿床的δ^18OSMOW,方解石为7.18‰-8.66‰、δ^13OSMOW,全岩为6.9‰-10.6‰。通过对源区的δ^13CPDB、δ^18OSMOW特征和同位素效应与就位环境关系的讨论,初步认为：两类矿床的暗色脉岩为同源岩浆演化的产物,初始岩浆来源于洋壳俯冲提供流体与岩石圈地幔发生交代作用而形成富集地幔。两类矿区暗色岩的碳、氧同位素体系的相对独立性与岩浆演化过程就位环境有关。     

扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及锶、碳、氧同位素特征

本系统研究了扬子地台西缘宁蒗泸沽湖地区志留系沉积旋回及海相碳酸盐岩的锶、碳、氧同位素特征,并对同位素曲线演化规律与海平面变化和区域地壳运动的关系进行了探讨。研究结果表明,本区志留系除底部有少量细碎屑岩沉积外,主要为浅海潮坪相碳酸盐岩沉积,其锶、碳、氧同位素值变化范围分别是0．7093～0．7196、-1．28‰～2．74‰和-1．302‰～-10．721‰;平均值分别是0．7114、0．984‰和-7．810‰。由于受区域地壳隆升运动的影响,同位素组成和同位素演化规律与海平面变化的关系并不明显。     

四川盆地中侏罗统沙溪庙组钙质结核的碳、氧同位素特征

四川盆地中侏罗世是恐龙最为繁盛的时期,该时期的沙溪庙组中广泛分布有成土作用形成的钙质结核,对此钙质结核的碳、氧同位素组成进行分析,结果表明,钙质结核的δ18O值在-10.50‰～-7.783‰(PDB)之间,平均值为-9.34‰,δ13C值在-9.30‰～-5.07‰(PDB)之间,平均值为-7.06‰。钙质结核的δ13C值表明这一时期四川盆地的植被以C3植物类型为主;利用Cerling的模型,推测大气CO2的浓度(分压)在1 400 ppmV～2 800 ppmV之间。中侏罗世沙溪庙组钙质结核的碳同位素组成为重建恐龙生活时代的古生态环境提供了地球化学方面的资料。     

山东蓬家夼金矿硫铅碳氧同位素地球化学

位于山东胶莱盆地东北缘的蓬家夼金矿,受基底元古宙荆山群变质杂岩中的低角度层间滑动断层控制,金矿化类型属蚀变构造碎裂－角砾岩型。同位素地球化学研究表明,蓬家夼金矿硫同位素组成与胶东其它典型金矿相似,以富集^34S为特征,矿石硫一般稍高于老地层和中生代花岗岩的δ^34S值,反映大气降水循环淋滤作用使硫同位素发生了一定程度的分馏。铅同位素组成范围变化大,表现为异常铅特征。蓬家夼金矿床碳酸盐矿物碳氧同位素组成不同于胶东金青顶、三山岛等金矿,介于岩浆碳酸岩与荆山群大理岩范围之间,说明蓬家氚金矿的碳质来源于沉积碳酸盐岩和深源热液的混合。矿床地球化学特征显示了成矿物质的多源性,这与该矿床形成时所处的构造边缘环境有关。     

青海格尔木红石山地区水系沉积物测量异常特征及优选找矿靶区

通过对红石山地区1∶2.5万水系沉积物资料处理,圈定了W、Sn、Bi、Au、As、Sb、Cu、Pb、Zn等异常,揭示了区内异常的分布特征,评价异常的找矿意义,划分了元素组合。结合地质成矿背景,依据化探综合异常及元素组合特征,确定钨、金、铜多金属的3个找矿远景区,其中优选1号综合异常为最佳钨、金找矿靶区。     

安徽月山矿田铜、金矿床氢氧同位素地球化学及成矿流体输运-化学反应成矿动力学

本文基于氢氧同位素的地球化学研究,论述了安徽月山矿田两类铜、金矿床成矿流体的来源、演化及成矿流体输运扣化学反应扣成矿作用动力学过程。结论认为。月山矿田金属矿床成矿流体为具复杂演化历史的岩浆水或多成因水的混合,主要成矿阶段成矿热液均以岩浆水占绝对优势,两类矿床是同源岩浆热液系统在不同的地质、地球化学环境下演化的产物,是成矿流体的等温输运反应及温度梯度输运反应等综合作用的结果。     

广东长坑金银矿床石英和方解石的地球化学特征

石英和方解石是长坑金银矿床的主要脉石矿物，石英的自然热发光曲线为单峰型，方解石包括单峰型、双峰型和多峰型；石英、方解石的热发光强度和峰型与深度和矿化类型有关，可作为找矿标志。二者的稀土总量均很低，其中方解石的ＲＥＥ显著低于与岩浆热液有关方解石，而具有围岩侧分泌或加热大气水成因特点。碳、氧同位素特征也支持二者来源于沉积地层的观点。