淡水鲈鱼硬体组织中羟磷灰石结晶特征研究

运用X射线微区衍射、透射电镜、扫描电镜与能谱测试技术对淡水鲈鱼硬体组织的鳞片、牙齿、鳍骨、蝶骨和脊椎骨中无机矿物做了成分与结构方面的探究。结果表明硬体组织中的矿物相均为羟磷灰石,化学成分呈现缺Ca富P的特征。鳞片中羟磷灰石晶胞参数具有较大的变动范围a=0.941 8~0.947 7 nm,c=0.684 1~0.690 3 nm;骨骼中a=0.942 6~0.945 7 nm,c=0.687 3~0.688 7 nm;牙齿中a=0.946 3 nm,c=0.688 0 nm。晶粒尺寸达到纳米级别,计算结果为D_鳞=7.204~13.711 nm,D_骨=14.088~17.077 nm,D_牙=28.219 nm。结晶度由好到差的顺序为:牙齿→骨骼→鳞片。X射线衍射图表明,牙齿、鳞片和骨骼中羟磷灰石晶体均具有择优取向结晶特点,取向因子R计算结果表明硬体组织中羟磷灰石均趋向沿c轴择优取向生长。生物矿物结晶度及择优取向是组织功能和有机基质调控的结果。X射线微区衍射技术能无损、有效的获取生命微晶体的结构信息,适合生物矿物研究。     

纤蛇纹石纳米管的水热合成与表征

采用水热法进行了纤维蛇纹石的合成研究,通过改变反应温度、反应体系pH值合成了多个样品,并利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和红外光谱仪等手段对合成样品的物相、结构和形貌进行表征,分析表明在180℃～220℃、pH值为10.39～13的水热体系中均能够合成纤蛇纹石结构纤维;在220℃、pH值为13的条件下合成晶型最好、纤维最长的纤蛇纹石纳米管,其内径约6 nm～8 nm、外径约30 nm～35nm,长约200 nm～400 nm。     

系列富硅铝矿石水热晶化法合成纳米莫来石复相粉体的研究

分别以粉煤灰、煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣等富硅铝矿石为原料,经过除杂、煅烧活化后,利用水热晶化法制备出纳米莫来石复相粉体。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线荧光光谱分析(EDX)和选区电子衍射(SAED)等手段研究了复相粉体的物相组成与显微结构,并用魔角旋转核磁(MAS~NMR)分析水热晶化反应机理。结果表明:经过一定温度煅烧活化后,当NaOH溶液浓度为2~3 mol/L、搅拌温度80~90℃、恒温3 h、液固比为10 mL/g时,上述四种原料均可制得以莫来石为主晶相的纳米复相粉体,其中以煤矸石、红柱石千枚岩、油页岩渣为原料制备的晶体均为结晶良好的柱状晶,平均长度分别为50、300和150 nm,平均长径比分别为4、3.5和3.75;以粉煤灰为原料制备的晶体主要呈现棒状、针状和纤维状,其棒状晶长度约30~80 nm、直径约4.5~30 nm。     

黄豆脲酶诱导碳酸钙沉淀多变量试验研究

植物源脲酶诱导碳酸钙沉淀（enzyme induced carbonate precipitation,简称EICP）可以显著改善砂土的工程力学特性,但在具体操作时,参数取值无对应规范,固化效果有待提升。基于黄豆脲酶,研究了温度、脲酶浓度、尿素浓度、钙浓度、pH值、钙源种类等变量对脲酶活性与碳酸钙沉淀的影响,并进行了沉淀物（碳酸钙晶体）的扫描式电子显微镜（scanning electron microscope,简称SEM）与X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）测试,在此基础上开展了黄豆脲酶固化砂的无侧限抗压强度与固化效果试验研究。结果表明：脲酶活性随脲酶浓度的增加而线性增长,但存在温度阈值,温度超过阈值后,脲酶将完全失活,且阈值随脲酶浓度的增大而降低;尿素浓度与pH值共同影响脲酶活性,二者存在一个最优组合,当尿素浓度在0.1～1.0 mol/L时最优pH值为7,当尿素浓度在1.0～1.5 mol/L时最优pH值为8。脲酶是沉淀反应的催化剂,脲酶浓度越高,反应越完全,碳酸钙沉淀率越高;尿素与钙溶液则主要通过掺入量影响碳酸钙沉淀量,掺量比例宜为1:1,且二者浓度与pH值可通过影响脲酶活性来影响碳酸钙的沉淀情况;不同钙源对碳酸钙沉淀量的影响幅度不大。不同钙源沉淀碳酸钙晶体的成分与密度基本相同,但晶体结构差异较大,氯化钙沉淀碳酸钙晶体以块状为主,表面分布球状、类球状晶体,胶结面大,可作为EICP技术中较为理想的钙源。基于黄豆脲酶和氯化钙钙源固化砂的无侧限抗压强度约为掺粉煤灰砂样的6倍,通过SEM图像可发现,沉淀碳酸钙晶体包裹并黏结砂粒成为整体,固化效果非常理想。     

人体几种典型病理性钙化物中碳羟磷灰石的红外光谱研究

选取人体心脏瓣膜、动脉、甲状腺、卵巢和乳腺5大类典型病理性钙化共38例样品开展了系统的红外光谱表征,重点探讨了样品内碳羟磷灰石(CHA)中CO2-3含量及CO2-3的取代类型特征。研究发现,这5类典型病理性钙化产物均以碳羟磷灰石为主要物相,相同部位钙化物中的CO2-3含量基本保持一致,但不同部位钙化物中的CO2-3平均含量差别较明显,甲状腺、乳腺中CO2-3平均含量最低,为6.2%,相比CO2-3平均含量最高的心脏瓣膜,相差3.3%。5类样品含有的碳羟磷灰石均以B型取代(CO2-3取代PO3-4)为主,伴随有少量A型取代(CO2-3取代OH-),钙化物中的CO2-3含量与B/A取代比值的正向联系不明显。     

浅层地下水中磺胺嘧啶与胡敏酸相互作用及相态间分布特征

研究抗生素在浅层地下水中不同相态间的分布特征,对于了解抗生素的行为特征及评估其危害具有重要的意义。本文利用三维荧光淬灭法研究了胡敏酸(humic acid, HA)对磺胺嘧啶(sulfadiazine, SD)在地下水中不同相态间分布规律的影响及相互作用,探讨了HA浓度、pH值、温度对SD在不同相态间分布的影响,对淬灭过程进行拟合并计算了分配系数、淬灭参数以及热力学参数。结果表明:地下水中SD浓度(0.5 mg/L)较低时或者HA浓度增加(0~20 mg/L)时,HA可显著促进悬浮相中SD比例的增加;SD对HA的淬灭机理为形成复合物的单一静态淬灭,结合位点数均约为1,荧光淬灭常数K_sv为5.271×10³ L/mol,淬灭速率常数K_q为5.271×10¹¹ L/(mol·s),属于自发的放热过程;体系处于低温(15 ℃)、弱碱性(8~10)pH值环境时,SD对HA的淬灭作用最强,HA对SD进入悬浮相的促进作用最明显。     

β-FeOOH的水热法合成及其去除Cr(Ⅵ)实验研究

采用水热法成功合成四方纤铁矿(β-FeOOH),并结合XRD、SEM、zeta电位分析等对合成物进行系列表征。重点考察Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及不同光照条件等因素下,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。实验结果表明:合成得到的β-FeOOH为纺锤形晶体,长径200nm~250nm,端面直径30nm~50nm。Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值以及光照条件对β-FeOOH去除Cr(Ⅵ)均存在重要影响。随着Cr(Ⅵ)初始浓度的升高,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量呈先递增后降低的趋势,当Cr(Ⅵ)初始浓度为50.07 mg/L时,β-FeOOH吸附Cr(Ⅵ)量达到最大值12.05mg/g,且吸附特征符合Langmuir方程吸附模型,饱和吸附量为16.35mg/g;β-FeOOH宜在弱酸性环境下去除Cr(Ⅵ),随着污染液pH的升高,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)去除率呈现先增加后减小的趋势,在pH为6.24时去除率达到最大,为96.67%;光照条件会影响β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除,β-FeOOH对Cr(Ⅵ)的去除效率呈现出黑暗环境自然环境紫外光照射。     

H~+对Cu~(2+)—Me~(2+)二元体系吸附的影响规律研究

土壤对重金属离子的吸附容量严格受H~+浓度的控制。本文通过试验探讨了H~+ 对Cu~(2+)——Pb~(2+),Cn~(2+)——Zu~(2+),Cu~(2+)——Hg~(2+)系统中Cu~(2+)吸附量的影响规律。当pHpH时,Cu~(2+)吸附量随pH值增大而减小。对于酸性土,pH=6.5(初始值)或7.0(平衡值),对碱性土,pH=5.5(初始值)或7.8(平衡值)。在pHpH_(ZPC)时,吸附模式具有完全不同的形式。     

我国首次发现的砷钙锌石和羟砷锌石的矿物学特征及其意义

我国首次发现的砷钙锌石和羟砷锌石产于内蒙古自治区额济纳旗老硐沟金矿脉 氧化带矿石的空洞中。砷钙锌石多呈半自形或自形晶体,绿或淡绿色,透明,比重4.32(计算)。 Ng=1.778,Nm=1.760,Np=1.756,二轴晶(+),2V=46°。化学分子式为Ca0.99(Zn0.94 Cu0.07)1.01[(AsO4)0.97(CO3)0.03]1.00(OH),其中(CO3)2-取代部分(AsO4)3-为红外光谱分析所 证实,这不同于国外报道的砷钙锌石。据X射线粉末衍射分析的主要谱线,计算得其晶胞参数: a=0.7473nm,b=0.9017nm,c=0.5916nm。羟砷锌石常呈集合体或单个晶体产出,淡黄绿色 或无色,透明,比重4.44(计算)。Ng=1.761,Nm=1.738,Np=1.719,二轴晶(+),2V=87°。 化学分子式为(Zn1.97Ca0.02)1.99(AsO4)(OH)。据X射线粉末衍射分析的主要谱线,计算得其晶 胞参数:a=0.8304nm,b=0.8516nm,c=0.6054nm。     

地下水化学组成对Fe2+氧化产生羟自由基的影响

羟自由基(·OH)是自然环境中氧化活性最强的物种,对物质转化具有重要影响.前期研究发现地下水接触O₂可产生·OH,其中Fe2+氧化起主导作用,但地下水化学组成对Fe2+氧化产生·OH的影响尚不清楚.通过室内模拟实验,探究了地下水中常见组分(Ca2+、Mg2+、腐殖酸(HA)和磷酸根)对Fe2+氧化产生·OH的影响.结果表明,pH 6.5时0.357 mM Fe2+在5 h内氧化完全,产生约1.8 μM的·OH;Ca2+(1~6 mM)、Mg2+(1~4 mM)对Fe2+氧化和·OH产生无明显影响;HA(10~30 mg/L)促进Fe2+氧化和·OH产生,促进效果随pH降低而增强;磷酸根(0.01~0.03 mM)抑制Fe2+氧化,对·OH产生的影响为先抑制后促进.      

我国首次发现的钕独居石

钕独居石是在吉林省通化县傅家沟花岗岩破碎带中的稀土矿脉里发现的。该矿物呈浅黄色细小板状,与重晶石紧密共生。其化学式为(Nd_(0.66)Ce_(0.10)Pr_(0.07)La_(0.02)Ca_(0.15))_(1.00)P_(1.(?)3)O_4。矿物的晶体结构与独居石相同,X射线粉晶衍射数据亦相近似,该矿物是次生成因的。     

从废水中萃取回收铟的工艺研究

采用还原净化，磷酸三丁酯(TBP)共同萃取，稀HCl选择性反萃取分离，二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)萃取纯化，HCl反萃取，反萃铟液除杂质，置换和熔炼的湿法冶金新工艺，从废水中回收稀散元素In，可获得合格的粗铟产品，In的质量分数w>98.5%，总回收率大于90%。     

磷酸三丁酯醋酸纤维富集－火焰原子吸收法测定地质样品中痕量金

在５％～４０％王水介质中，用磷酸三丁酯（ＴＢＰ）－醋酸纤维吸附富集Ａｕ，被吸附的Ａｕ用热硫脲溶液解脱，火焰原子吸收法测定。Ａｕ的回收率大于９８％，方法简便快速，经地质标样分析验证结果可靠。     

不同阻垢剂对方解石和磷酸钙表面电位的影响

采用微电泳法考察了１５种阻垢剂对方解石和磷酸钙颗粒表面电位的影响。实验结果表明,在各种药剂中,丙烯酸／２丙烯酰胺基２甲基丙磺酸／次磷酸调聚物对难溶盐表面电位影响最大,乙二胺四乙酸二钠盐的影响最小。乙二胺四甲叉膦酸的溶垢能力和对表面电位的影响都较强。各种药剂对两种难溶盐表面电位影响的排序差异不显著。根据配位化学和表面化学原理解释了实验结果。     

磷酸三丁酯减压微色谱柱分离锡的研究和应用

研究了磷酸三丁酯（ＴＢＰ）减压微色谱柱分离富集Ｓｎ的条件和性能。选定３ｍｍ×７０ｍｍ的微色谱柱，树脂粒度１２０～１４０目，测得静态吸附容量为２７ｍｇ／ｇ，吸附反应速率常数为３６８×１０－３；减压条件下，在１ｍｏｌ／ＬＨＣｌ介质中Ｓｎ被萃取在ＴＢＰ微色谱柱上，用２ｍＬ２ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４洗脱后即可用邻氯苯基荧光酮Ｔｗｅｅｎ２０分光光度法测定Ｓｎ含量。经标准样品验证，分离效果好，适于矿样中微量Ｓｎ测定     

离子色谱法同时测定地质样品中氟氯磷硫

本文研究了离子色谱同时测定地质样品中F~-、Cl~-、PO_4~(3-)、SO_4~(2-)的前处理过程,选择了色谱测定最佳条件。在Na_2CO_3全熔的样品溶液中,加入(NH_4)_2CO_3使Si、Al随大多数金属离子同时沉淀;再用预处理柱除去熔剂引入的大量Na~+及CO_3~(2-)消除其干扰;并在流出液中补加相应试剂与淋洗液相匹配,实现了多种地质样品中F~-、Cl~-、PO_4~(3-)和SO_4~(2-)的测定。方法检出限(3s,μg/ml)分别为F~-0.05、Cl~-0.1、PO_4~(3-)0.3、SO_4~(2-)0.5。测定范围为F~-0.05—3μg/ml,Cl~-0.1—6μg/ml,PO_4~(3-)0.3 —30μg/ml,SO_4~(2-)0.5—30μg/ml。     

磷酸镁水泥固化铅污染土的力学特性试验研究及微观机制

采用磷酸镁水泥（MPC）对铅污染土进行固化/稳定化处理。基于无侧限抗压强度试验和渗透试验,研究了MPC添加量、水土比对固化污染土强度及渗透特性的影响规律。结果表明,固化土的强度随MPC添加量增加而增大,渗透系数减小;水土比对固化土的强度及渗透特性的影响均存在临界值,为0.45。低于临界值时,固化土的强度随着水土比的增加而增加,渗透系数随着水土比的增加而减小。压汞试验（MTP）结果表明,随MPC添加量的增大,固化土孔隙体积减小,水土比不超过临界值时,固化土孔隙体积随着水土比的增大而减小。扫描电镜试验结果表明,随着MPC添加量的增加,土颗粒团聚化越明显,胶结程度加强;水土比不超过临界值时,土颗粒团聚体增多。镁钾磷酸盐晶体（MKP）主要通过减少孔径大于1 ?m的孔隙体积来影响固化土的强度和渗透特性。     

微波碱性体系消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定固体废物中的六价铬

六价铬Cr(Ⅵ)是建设用地土壤及固体废物环境监测的必测指标之一,为了配套现行土壤环境质量标准,建立操作简便、准确精密的Cr(Ⅵ)前处理和分析测定方法势在必行。本文采用0.1mol/L磷酸氢二钠溶液(pH=9.0)作为提取剂,微波炉消解,在优化的微波消解温度和时间内,保证了对固体样品基体的破坏作用,将晶格中的Cr(Ⅵ)全部释放到溶液中,并有效抑制了Cr(Ⅲ)氧化。用0.45μm滤膜在pH=9.0条件进行过滤后,可以将六价铬(溶液)与三价铬(沉淀)分离,借助电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)完成样品溶液中Cr(Ⅵ)的定量。结果表明:当样品量为1.00g,微波消解温度为90℃,消解时间为20min时能够保证固体废物中Cr(Ⅵ)的完全提取及准确测定。方法检出限为0.057mg/kg,相对标准偏差(n=7)低于3.20%,与HJ 687标准方法进行比对,测得的相对偏差介于-5.6%~7.6%;实际固体废物中Cr(Ⅵ)的加标回收率为94.3%~96.6%。与前人相关的电感耦合等离子体发射光谱法(检出限0.83mg/kg,加标回收率均值87.2%)相比,本方法的检出限更低,样品前处理时间更短,自动化程度高,可应用于环境监测领域。     

克里金算法与多重分形理论在岩土参数随机场分析中的应用

岩土参数的空间分布特征由于存在取样数据之间自相关和互相关的特性,未知点的岩土参数属性可通过特定的方法内插或外推,经典的数理统计方法难以确定周围的数据样本点以及相应的插值系数。首先介绍地统计学中基于距离加权的普通克里金（ordinary kriging, OK）算法、泛克里金算法（UK）和协克里金算法（CK）。由于基于滑动距离加权的OK算法无法度量局部空间的奇异性,将引入多重分形理论弥补该缺陷。以2010上海世博会的世博轴区域（长525 m,宽80 m）为工程背景,区域内共有42个取土钻孔,以典型的粉质黏土层3个重要的物理力学指标,即黏聚力、内摩擦角和压缩模量验证以上算法。对于岩土参数黏聚力和内摩擦角,预测精度由高至低为多重分形联合模型（MK）、协克里金模型（CK）、泛克里金模型（UK）、普通克里金模型（OK）;对于岩土参数压缩模量,相应的顺序为泛克里金模型和普通克里金模型位置互换。研究结果证明,在岩土参数空间场的分析中,辅助信息有助于提高数据预测精度,并且多重分形联合模型有助于分析空间局部的奇异性。     

中国北方磷矿成矿类型和找矿方向

笔者是在“五国编图项目”(中国、俄罗斯、哈萨斯坦、蒙古国、韩国)的中国北方磷矿床资料研究基础之上完成本论文的。中国北方磷矿床分为“沉积型”、“沉积变质型”和“岩浆型”三大类型。沉积型磷矿床主要产生于晚震旦纪陡山沱期和早古生代寒武纪早期,磷质来源以海洋生物磷为主;沉积变质型磷矿床主要产生于中元古代,磷质来源以火山磷质为主,也可能有生物磷质参与;沉积型和沉积变质型磷矿都包含陆地风化迁入盆地中的磷成分;岩浆磷矿床主要产生于海西期和加里东期的超镁铁岩浆岩,多与铁、钒、钛成为成矿系列。沉积型磷矿在华北地台南缘和塔里木地块北缘应重视,而沉积变质型在华北地台北缘有远景;岩浆型则主要勘查超镁铁岩系列。