土壤和沉积物中元素的化学形态及其顺序提取法

介绍了形态分析的概念和化学形态分析方法,探讨了广泛应用于土壤、沉积物重金属形态分析中的Tessier和BCR顺序提取方案及其异同,综述了顺序提取方法在地球化学、环境科学、农业科学等方面的应用及中国相关标准物质的研制现状。     

沉积物中磷的赋存形态及磷形态顺序提取分析方法

阐述了当前我国水体富营养化的现状,水体的富营养化与水体中磷、氮的浓度以及二者的浓度比值有着密切的关系。水体富营养化时氮和磷的浓度均很高,但没有一个固定的值,是在一个较宽泛的富营养范围内,氮和磷的浓度比值大多在10∶1～20∶1。湖泊沉积物作为湖泊水体中磷的重要蓄积库,是湖泊流域磷循环的重要归属,也是湖泊水体内源性磷的主要来源,沉积物中极少量的稳定磷转化为活性磷就会造成湖泊水体富营养化。文中介绍了沉积物中无机磷形态的分类,评述了欧盟标准局在研制湖泊沉积物磷形态标准物质时比对采用的4种提取方法(Willimas法、Hieltjes-Lijklema法、Ruttenberg法、Golterman法),总结了国内外学者所应用的沉积物中磷的各种形态提取方法和磷各形态的分析测定方法,国内学者应用的方法是在国外学者方法的基础上提出的,阐述了顺序提取方法及其地球化学意义。简要评述了湖泊沉积物中磷的生物释放、物理释放和化学释放三种释放机制,这三种释放机制相辅相成,在一特定的环境条件下某一过程可能占主导地位来控制沉积物磷的释放。最后提出应该加强对沉积物中磷的各种形态的专属提取剂及其提取有效性的分子表征和检测,更加细化对于沉积物中磷形态的分类和创新各种磷形态的分析方法,建立沉积物-水体磷的迁移、循环和转化模型,这对于从根本上解决富营养化问题具有重要意义。     

土壤中稀土元素地球化学研究进展

综述了土壤中稀土元素含量、稀土赋存形态、稀土生物有效性、稀土在土壤环境中的分布规律、迁移方式及其影响因子。讨论了稀土微肥应用中应注意的问题以及由此带来的环境效应，并探讨了建立具有普遍适用性的稀土生物有效性方法学的途径等。     

土壤中重金属形态分析方法研究

介绍了一种重金属形态分析连续多级提取新方法,用国家一级标样进行试验研究,并用国际标样做对比研究,表明该方法具有分组合理、更接近自然状态、操作简便易行、数据稳定可靠的特点,可为土壤环境中的重金属形态的研究及其环境危险评价提供更精确的元素信息。     

四川冕宁稀土矿床黑色风化物中的稀土元素赋存状态研究

本文用现代的固体表面分析方法和连续选择性提取法对冕宁黑色风化物中稀土元素的赋存状态进行研究因。在可交换离子相,易还原相,水成相和矿物结晶相四种稀土存在的形式中,易还原相和水成相是自然界矿物中新的稀 存状态。特性吸附是产生这两种新相的内在原因。     

土壤中碘的赋存形态及迁移转化研究进展

查明土壤中碘的赋存形态及土壤中碘的迁移转化规律,对于评估碘的生物地球化学行为以及预防人类碘缺乏病具有重要意义。本文基于前人研究,阐述了土壤中碘的来源,并总结了土壤中碘的含量、形态及其影响因素。大气的干湿沉降、土壤母质岩石的风化作用以及植物的吸收与释放是土壤中碘的主要来源。国内外土壤中碘的平均含量约为1~5mg/kg,且主要以有机碘形态存在,有机质则是影响土壤中碘的含量及形态变化的重要因素。吸附是土壤碘迁移转化的主要过程。酸性条件下土壤矿物表面的羟基基团以质子化形式存在,有利于对碘的吸附。由于土壤中成分复杂,建立一个完整的土壤碘数据库是探究土壤碘有关方面的基础;需要进一步寻求更优的土壤碘的分析方法;研究土壤对碘的吸附作用机理以及有机质与微生物对土壤中碘的产生的作用机理也是未来研究的重要方向。     

振荡提取和超声提取用于土壤样品中元素形态分析

采用振荡提取和超声提取两种提取方式对土壤样品中Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Cr、Cd、Mn、As、Sb、Hg、Se等12种元素形态分析进行了实验,对超声提取时间进行了详细研究,比较了振荡提取和超声提取的精密度和准确度。结果表明,在元素离子交换态(包含水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态提取中,采用超声提取技术可以大大减少提取时间,总提取时间仅为3.2 h,工作效率比振荡提取提高5倍。超声提取的精密度优于振荡提取,方法精密度为3.1%～34.8%(n=12),准确度(各态量之和与全量相对误差)为0.34%～11.85%,准确度、精密度均能满足《生态地球化学评价样品分析技术要求》(DD 2005-03)》。超声提取条件更易掌握和控制,方法简单快速,适合于批量样品分析,已用于分析数万件生态地球化学评价样品。该方法已列入DD2005-03中,为指定的多目标区域地球化学调查土壤样品形态分析方法。     

冕宁稀土矿床稀土元素的赋存状态及其配分特征

冕宁稀土矿是我国西南地区的大型轻稀土矿床。它不仅含有丰富的轻稀土,而且铕、钇等中重稀土较国内外同类型矿床高。该矿的特点是工业稀土矿物组成简单,矿石易选、易冶。矿石中90％左右的REO呈稀土矿物产出,其中氟碳铈矿占稀土矿物总量的80％—97％。矿石和主要稀土矿物的REF配分均属Ce>La>Nd富LREE的强选择配分型。矿石中轻稀土配分值高达97.48％—98.81％。矿石中Eu、Y配分值较高,而氟碳铈矿反而比矿石低。矿石中的黑色风化土状物富含次生稀土,其Eu、Y配分值比矿石、氟碳铈矿都高。     

云南安宁磷矿区水系沉积物磷赋存形态及分布特征

磷污染是水污染的重要组成部分,因其可造成水体富营养化、水质下降,从而引起人们的广泛关注。研究沉积物中不同磷赋存形态及其分布特征有助于了解沉积物中磷的行为特征及迁移能力,从而为水体富营养化防治提供支撑。磷矿的开采、冶炼对矿区内水资源环境可能产生严重影响,本文以安宁磷矿区内河流、水库为研究区域,分析了不同水系沉积物磷元素赋存形态及分布特征,并对其生态风险进行评估。采用X射线荧光光谱法测定研究区水系沉积物总磷（TP）含量,并基于顺序提取及Hupfer改进的磷形态分析方法,将研究区各水系沉积物中磷分为弱吸附态磷（NH4Cl-P）、可还原态磷（BD-P）、金属氧化物结合态磷（NaOH-P）、钙结合态磷（Ca-P）、残渣态磷（Res-P）等5种形态,采用单因子污染指数法对其进行生态风险评估。结果表明：研究区水系沉积物样品中TP含量范围为567.6~48115.5mg/kg,NH4Cl-P含量范围为0.07~115.2mg/kg,BD-P含量范围为8.84~802.5mg/kg,NaOH-P含量范围为21.3~3129.5mg/kg, Ca-P含量范围为12~45098mg/kg,Res-P含量范围为28.5~515.4mg/kg。研究区各水系沉积物样品磷形态具有相似的分布特征,即磷主要以Ca-P和NaOH-P形态存在,其他磷形态的相对含量大小顺序为NH4Cl-P     

土壤样品中镉的形态分析研究

采用改进的Tessier连续提取法对武汉地区的土壤样品中镉的形态进行了分析,结果表明土壤中镉主要以离子交换态形式存在,总体看其顺序为离子交换态(包含水溶态)>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>腐殖酸结合态>残渣态>强有机结合态,说明土壤中镉较活泼,易于迁移转化,对植物的可给性大,是环境中的重要污染元素.     

一株岩生真菌对白云岩中稀土元素溶出、迁移和富集影响的研究

选用一株从碳酸盐岩表面分离的真菌,研究了实验条件下岩生真菌对白云岩中稀土元素的溶出、迁移和富集作用过程。通过分析不同培养时间真菌培养液上清液及菌丝体稀土元素浓度和组成特征,研究了真菌生命活动对稀土元素行为的影响,探讨了微生物影响稀土元素行为的机制。结果表明,该株真菌对白云岩中稀土元素的溶出、迁移和富集有一定的作用,真菌的活动可以提高稀土元素溶出量,使Ce相对活化,对Eu则有抑制作用,培养液上清液和真菌菌丝体均具富Ce贫Eu的特征;真菌生长产生的酸性环境、氧化还原作用、代谢产物的络合作用,以及真菌菌丝体的直接吸收和吸附作用,是该株真菌影响稀土元素行为的主要机制。     

白云鄂博矿区土壤和植物中稀土元素的分布特征

白云鄂博矿区是稀土的主要产出地,在矿山开采和选炼等过程中,稀土元素通过迁移、富集等作用进入植物体,研究稀土元素的分布特征和迁移规律,可为白云鄂博矿体闭坑后的生物修复提供数据支持。本文设置了7个土壤采样点,采集铁花、沙蒿、沙打旺、沙朋、青蒿、小叶杨、猪毛菜七种植物,用电感耦合等离子体质谱法测定土壤和植物的根、茎、叶及整株的稀土含量,研究稀土元素在土壤和植物中的分布特征和迁移规律。统计分析结果表明:随着采样区与主矿区的距离增加,土壤样品中的稀土含量逐渐减少;在七种植物中,铁花的稀土含量最高,青蒿最低;对不同植物的整株稀土含量和各部位(根、茎、叶)稀土含量进行多元线性回归分析,叶(或花)的稀土含量在整珠植物中的占比最大。此外在不同季节,植物中的稀土含量基本保持不变,含量较高的稀土元素为Ce(0.0035%～0.020%)、La(0.0012%～0.011%)、Nd(0.0010%～0.0094%)和Pr(0.00036%～0.0046%),其中Ce最高。本研究提出:根据土壤样品中的稀土含量逐渐减少的特征,矿区周围土壤的稀土来源可能是矿石在采、选过程中的扩散造成的;根据植物富集稀土的能力,在矿山闭坑后,可种植富集稀土能力强的植物——铁花,进行矿山生物修复。     

南岭花岗岩类起源与稀土元素的分馏

南岭地区广泛发育的不同时代的各种花岗岩类是古老基底(1200—1800Ma)活化重熔的产物。在花岗岩的形成和演化过程中,有五种最主要的方式造成REE的分馏作用:(1)部分熔融作用;(2)分离结晶作用;(3)热重力扩散作用;(4)变质-混合岩化作用和(5)热液流体作用。其中第(2)和(3)种作用是引起HREE富集的最主要过程。地质构造背景、铅锶同位素组成和锆石群型资料一致表明:岩浆演化的局部物理化学环境是控制REE分馏的关键因素。     

赣南小流域水体中稀土元素的地球化学特征

本文以赣南小流域水体为研究对象,利用VG Axiom高分辨多接受双聚焦等离子体质谱仪测定了水体中溶解态稀土元素(DREE)的含量,分析了水体中DREE的分布分异机制,并探讨了稀土元素(REE)产生分异的原因.结果表明,赣南所有的采样区水体中Ce都表现为负异常,说明其在风化壳中少活化.受自然风化作用控制为主的水体相对于页岩除Ce亏损、Eu富集外产生的分异很小,其中Eu的正异常源于Eu富集矿物的优先溶解;蒸发盐矿影响下的水体相对于自然作用为主的水体DREE没有发生明显分异;受稀土矿影响的水体中重稀土元素(HREE)富集、Eu负异常的分布模式继承了稀土矿区风化壳的特征;赣州市下游干流水体中中稀土元素(MREE)富集、Eu负异常的分布模式主要是人为影响的结果.     

P507负载泡塑反相色层富集岩石中的稀土元素

研究了Ｐ５０７负载泡塑萃取柱色谱分离富集稀土元素的条件,并与Ｐ５０７萃淋树脂柱进行了对比;拟定了Ｐ５０７负载泡塑反相色属富集岩石中稀土元素的方法。在ｐＨ２．５介质中ＲＥＥ上柱率９８％,用５０ｍｌ２．５ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３作洗脱液,ＲＥＥ总回收率达９６．１％,干扰测定的Ｔｈ,Ｕ,Ｔｉ,Ｚｒ,Ｈｆ等均被除法。方法用于标样分析验证,结果与推荐值相符。     

X射线荧光光谱法测定稀土精矿中的稀土元素分量

氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和风化壳淋积型稀土矿四种稀土精矿样品采用化学法预分离富集,X射线荧光光谱法测定样品中稀土元素和伴生的铀、钍元素含量,选择以硼酸盐为主的混合熔剂高温熔融制样,消除矿物间存在的矿物结构影响,通过加大熔剂稀释比降低元素间的基体效应,人工标准样品绘制标准曲线,用数学校正方法校正元素间的谱线重叠效应。对淋积型稀土矿样品重复测定12次,方法检出限为0.9~42.1 μg/g,待测组分的相对标准偏差(RSD)均小于10%,测定结果与电感耦合等离子体质谱法的测定值基本吻合。此方法应用于国家一级标准物质稀土标准样品定值工作,检出限和精密度能够满足分析要求,报出数据被采用率达到100%。     

苏丹哈佳吉金矿床稀土元素地球化学特征

通过对苏丹哈佳吉金矿床矿石和围岩稀土元素含量的研究,发现该矿床近矿围岩稀土总量较矿石稀土总量明显要高,轻重稀土元素分馏明显,Eu呈现中等程度或弱的负异常,Ce含量则相对较稳定,表明成矿环境为还原环境。根据近矿围岩的稀土元素C1球粒陨石标准化曲线及北美页岩标准化曲线,可以推断该区古老变质基底所处的构造环境应属大洋岛弧环境,而且在成岩过程中并没有大量海相物质加入。矿石与近矿围岩的稀土配分曲线对比表明矿石中成矿物质既来自变质基底,又有深源物质的参与。     

相山富集HREE铀矿石与围岩的稀土特征对比

江西相山火山盆地为一个塌陷式盆地,盆地内发育多个火山岩型铀矿床。课题组前期工作发现相山铀矿田中的富矿石伴生稀土资源,且为珍贵的HREE富集,在背景围岩和近矿蚀变围岩中稀土富集不明显（王倩等,2015;胡宝群等,2015）。富铀矿石中稀土元素与围岩中的稀土元素表现出明显的差异性,为进一步探明稀土元素在铀成矿过程中的地球化学行为,对矿石中的单矿物分析测试,进一步探明相山铀矿中稀土元素的富集规律及机理;同时为在铀矿选冶中,对铀矿中的稀土伴生资源加以利用回收提供相关参数,提高矿产资源的利用率,减少环境污染。     

感耦等离子体质谱法测定商代原始瓷中的稀土

以混合酸溶样电感耦合等离子体质普法测定了商代古陶瓷中稀土元素,采用Ｉｎ内标补偿测定信号所受的影响,同时讨论了干扰因素及其校正方法。方法经国家一级标准物质分析验证,其分析结果与标准植吻合;经１０次重复测定同一样品,方法的精密度ＲＳＤ在１．６％～７．３％。该方法已用于不同地区的商瓷样品中稀土的测定,并对古瓷的地球化学特征作了探讨。     

三稀元素矿床类型及找矿标志

"三稀"元素是当前乃至今后一段时期地质勘查的热门矿种之一。通过对"三稀"元素组合及矿物组合规律的研究,根据成矿地质作用和成矿方式,将"三稀"元素矿床分为七个成矿系列、十四种成因类型,并重点介绍了与岩浆活动有关稀有稀土矿产特征;在此基础上,从控矿条件和矿化指示两方面总结出稀有稀土元素矿床的找矿标志,供广大地质工作者在地质找矿工作中参考。