Sulfide-driven arsenic mobilization from arsenopyrite and black shale pyrite

We examined the hypothesis that sulfide drives arsenic mobilization from pyritic black shale by a sulfide-arsenide exchange and oxidation reaction in which sulfide replaces arsenic in arsenopyrite forming pyrite, and arsenide (As−1) is concurrently oxidized to soluble arsenite (As+3). This hypothesis was tested in a series of sulfide-arsenide exchange experiments with arsenopyrite (FeAsS), homogenized black shale from the Newark Basin (Lockatong formation), and pyrite isolated from Newark Basin black shale incubated under oxic (21% O₂), hypoxic (2% O₂, 98% N₂), and anoxic (5% H₂, 95% N₂) conditions. The oxidation state of arsenic in Newark Basin black shale pyrite was determined using X-ray absorption-near edge structure spectroscopy (XANES). Incubation results show that sulfide (1 mM initial concentration) increases arsenic mobilization to the dissolved phase from all three solids under oxic and hypoxic, but not anoxic conditions. Indeed under oxic and hypoxic conditions, the presence of sulfide resulted in the mobilization in 48 h of 13-16 times more arsenic from arsenopyrite and 6-11 times more arsenic from isolated black shale pyrite than in sulfide-free controls. XANES results show that arsenic in Newark Basin black shale pyrite has the same oxidation state as that in FeAsS (−1) and thus extend the sulfide-arsenide exchange mechanism of arsenic mobilization to sedimentary rock, black shale pyrite. Biologically active incubations of whole black shale and its resident microorganisms under sulfate reducing conditions resulted in sevenfold higher mobilization of soluble arsenic than sterile controls. Taken together, our results indicate that sulfide-driven arsenic mobilization would be most important under conditions of redox disequilibrium, such as when sulfate-reducing bacteria release sulfide into oxic groundwater, and that microbial sulfide production is expected to enhance arsenic mobilization in sedimentary rock aquifers with major pyrite-bearing, black shale formations.     

墨西哥湾GC238区冷泉碳酸盐岩的微结构与石化微生物特征

采于墨西哥湾GC238海底天然气渗漏区浅表层的冷泉碳酸盐岩呈结核状产出,由方解石微晶和胶结物及少量的黄铁矿构成。胶结物由直径为0.1～0.5 m的方解石化的球体、卵形体、棒状体组成,充填于方解石晶体之间。冷泉碳酸盐岩结核下表面发育有由方解石化的球体、卵形体、棒状体组成的薄层,其中的一些球状集合体（约5 m）断面显示发育有核和外壳的层圈结构。黄铁矿呈草莓状,也具有相似的层圈结构。这种层状结构与活体古细菌被硫酸盐还原细菌包裹的层圈结构相似。样品中所保存的球体、卵形体、棒状体及其所组成的层圈结构可能是石化的甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌。     

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。     

基于MapGIS的土地利用数据库建设实践——以赣州市为例

随着"数字国土工程"的启动,国土资源信息化管理得到了各级政府的高度重视,而土地利用数据库的建设是"数字国土工程"中基础数据库的重要组成部分.文章通过分析桌面地理信息系统MapGIS的功能,结合赣州市土地利用现状图的数字化实践,总结出用MapGIS进行土地利用数据库建库的流程,并对数据库建设中应特别注意的质量问题进行了探讨.     

松散砂粒孔隙结构、孔隙分形特征及渗透率研究

多孔介质孔隙结构特征是决定流体微观运移机制的重要方面。文章用环氧树脂固结松散石英砂磨制出二维多孔介质薄片,并用孔隙结构图像处理方法提取出孔隙结构参数信息;根据孔隙结构参数,建立描述孔隙结构的分形几何模型,分析松散地层孔隙结构的分形特征;进行多孔介质渗透率的实验测量和分形计算。结果表明:多孔介质的孔隙率和孔径与粒径之间存在线性相关性,拟合度分别达到-0.976 5和0.996 6;在方格边长ε和含有孔隙的格子总数N(ε)的双对数坐标系中,lnε-lnN(ε)数据点近似成直线,且不同样品的孔隙分布分维数值比较接近;而在孔径r与大于该孔径的孔隙总数N(r)的双对数坐标系中,lnr-lnN(r)的数据点必须进行分段回归分析,以便能更好地反映孔隙结构的实际情况;孔隙分布分维数和孔径分维数与粒径也存在较高的对应关系;中砂渗透率的实验测得值是5.19×10-5mm2,孔径分维数分段回归法计算的大孔隙多孔介质渗透率为5.75×10-5mm2,测量值与计算值较为接近,孔径分维数可以计算多孔介质的渗透率。     

基于Mindlin理论Winkler地基参数的Kalman滤波识别

提出了Winkler地基参数的Kalman滤波识别方法。引入Mindlin理论后,推导了Winkler地基上板的控制微分方程。利用Fourier变换,推求了Winkler地基上简支板的Fourier闭式解。推导了Winkler地基参数的Kalman滤波方程,研究了Winkler地基参数的Kalman滤波识别的具体计算步骤。研究表明,运用Kalman滤波理论进行Winkler地基参数的识别,能有效地估计Winkler地基参数;Winkler地基参数的滤波收敛速度和精度受地基参数初始值选取和位移实测资料的影响,且Kalman滤波理论也可用于其他地基模型地基参数的识别。     

GPS卫星反射信号增强技术研究

本文根据GPS卫星反射信号在海洋参数测量、无源雷达目标探测以及大地测绘中的应用,从天线接收、信号处理运算和多路径信号抵消角度,详细地研究了GPS卫星反射信号增强技术,给出了相应天线和电路结构及信号处理方法,并进行了计算机仿真,结果表明所提出的技术能增强GPS卫星反射信号。     

中国对虾(Penaeus chinensis)四倍体诱导研究

利用光控和行为学原理,控制中国对虾在适当时候产卵,在一定的时刻以温度休克和细胞松弛素的方法诱导受精卵发育成为四倍体。作者发展了对虾染色体制备技术,以中肠和触角腺、精巢为材料,从后期幼体直到8～9cm左右次成虾均获得较好的分裂中相。染色体倍性检测结果表明,最好的四倍体诱导成功率达66.7％。共获得10cm左右的实验对虾几千尾。初步观察表明,四倍体中国对虾具有一定的生长优势。     

秦山核电站邻近水域的流况分析

本文分析了秦山核电站邻近水域各测站的实测流、潮流和佘流分布及季节变化。结果表明:测区内潮流为非正规丰日浅海潮流,其运动形式呈往复流。核电站二期工程取水口附近(L_1,18站)为一大流速区,而一期工程出水口周围(L_2,L_2′站)有一相对小的流速区。大流速区落潮流历时大于涨潮流历时,而相对小流速区则相反;大流速区的余流较小,而小流速区的余流大。在四个季节中,涨潮流速秋季最大,春季次之,夏季最小;落潮流速秋季最大,夏季次之,春季最小。余流冬、秋两季较大。在实测流中以潮流为主,径流和季风的作用也相当显著。     

光强和营养盐对伪矮海链藻昼夜节律变化的影响 Ⅰ.细胞分裂、叶绿素α及活体荧光特性

于1989年1月—1989年8月采用连续培养和半连续培养方法进行了伪矮海链藻细胞分裂、叶绿素α含量和活体荧光特性与光、营养盐关系的研究。结果表明,细胞分裂、活体荧光、叶绿素α均呈现光照期的增长速率明显高于黑暗期的增长速率的日变化规律,荧光增强比则在光照期开始后或黑暗期结束时出现最高值;光强和营养盐不仅影响各指标日变化的幅度,而且还可改变荧光增强比峰值出现时间。因此,在研究细胞分裂、叶绿素α和荧光特性的昼夜节律时,必须考虑光和营养盐这两个重要因素。