地下水硝酸盐15N和18O同位素在线测试技术研究

测定水和土壤的氮氧同位素组成能够识别硝酸盐来源和研究氮素的迁移转化过程,用在线高温热解法测试硝酸盐的15N和18O同位素是目前应用最广泛、最流行的高新技术.但是由于离子源内NO的干扰,使该方法测定的δ㈨O值不准确,而采用He稀释法则可有效减少该项干扰 本文选取4个国际标准样品(IAEA-No-3、USGS32、USGS34和USGS35)和一个实验室标准样品(CUGL-No-1),使用元素分析仪耦合MAT 253稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS),在8个月时间内对100多个地下水样品进行238次测试,对在线高温热解测试硝酸盐15N和18O技术进行了检验,验证其实用性.得到三点新认识:①用KNO3作为靶样品形式成本低,且便于和国际标准对比;②在线高温热解法测定标准和样品中硝酸盐的15N和18O同位素组成需样量仅为500μg的KNO3,一次选样可同时测定NO3的δ15N和δ 18O,消耗时间仅720 s,δ15N和δ 18O的测试精度分别为0.25‰、0.6‰,达到了国外相应水平,速度快,效率高;③He稀释法可减少离子源内NO对δ 18O测试的干扰,不必改变EA-IRMS系统的任何硬件.     

四川若尔盖大骨节病区水环境致病因素

为了从水环境的角度阐述大骨节病的成因机制, 以大骨节病高发的四川省若尔盖县为研究区, 系统采集了作为饮用水源的地下水和地表水样38件, 测试了其化学成分, 发现水中的常规组分和微量组分都偏低, 且饮用地表水较地下水更容易患病.通过水化学特征分析, 表明水环境中多种组分含量异常是导致病发的重要因素, 并从水动力和水化学方面解释了其组分含量异常的原因.采用因子分析的方法, 结合当地的区域水文地质条件, 进一步揭示了大骨节病发生机制与饮用水中P、F、Se和Mn 4种组分的含量密切相关, 饮用水中这4种组分含量越低, 大骨节病的发病率就越高.      

江汉平原浅层含砷地下水稀土元素特征及其指示意义

江汉平原被确认为我国南方新的饮水型砷中毒病区,目前对于江汉平原高砷地下水的成因机理研究还有待完善.综合运用水文地球化学分析与PHREEQC地球化学模拟计算,分析了地下水和沉积物中REE分异特征及其沿地下水流向形态变化规律.江汉平原地下水REE含量为0.032~0.843 μg/L,富集LREE,具显著Eu正异常,且地下水中Eu异常与As含量呈正相关关系.地下水中REE形态主要以LnCO₃+及Ln(CO₃)₂-为主,沿地下水流向LnCO₃+降低、Ln(CO₃)₂2-升高.地下水REE浓度分布受到HCO₃-的络合作用及Fe氧化物矿物的还原性解吸附过程控制,径流途径中继承沉积物矿物的REE配分模式及Fe氧化物矿物对LREE的优先解吸附可能是地下水富集LREE的原因,并且沿流向上REE形态分布受到pH控制.研究区中Eu含量及Eu正异常对地下水As富集程度具有一定的指示意义.      

海南东寨港红树林湿地沉积物氮形态空间分布特征及影响因素

沉积物中氮的赋存形态直接影响其参与生物地球化学循环的进程、途径和贡献大小,探究沉积物中不同氮形态的环境地球化学行为对研究氮的地球化学循环具有重要意义。以海南东寨港红树林湿地沉积物为研究对象,分别采集表层沉积物和柱状沉积物,采用分级浸提法提取不同形态的可转化态氮进行空间分布特征及影响因素分析。结果表明：研究区沉积物中总氮(TN)质量分数在1 149.0～1 690.6 mg/kg之间,总可转化态氮(TTN)的质量分数在464.6～647.5 mg/kg之间,二者均呈现出从上游至入海口逐渐降低的空间分布特征;4种可转化态氮中强氧化剂浸取态氮(SOEF-N)与TTN呈显著正相关,也是最主要的氮形态存在形式。通过沉积物C/N比值分析可知,研究区有机质主要来自污染物的大量排入,东寨港红树林柱状沉积物中TN与含水率、TOC呈极显著的正相关关系,表明氮与有机质具有相似的来源。     

武汉市地质环境综合评价与区划

在系统分析武汉市地质环境背景和主要地质环境问题的基础上,探讨了国土规划和地质环境的相互作用关系,进而构建了武汉市地质环境综合评价与区划的思路和流程,包括:以地质灾害易发性评价为基础的规划管制属性分类,将武汉市划分为"保护区"、"限建区"、"适建区"和"已建区";以不同功能用地地质环境适宜性评价为基础的功能区划,进一步将"适建区"划分为居住用地区、工业仓储区和农业种植区;以及地下空间开发地质环境适宜性评价为基础的地下空间开发区划,并按照一定的功能区划原则,对武汉市中心城区地下空间的开发利用进行了区划。论文以武汉市为例,提出了大型城市地质环境综合评价与区划方法体系,其结果对该区用地规划与调整具有重要的指导意义。     

河北平原地下水锶同位素形成机理

为了研究河北平原地下水锶同位素的来源与形成机理, 对所采水样进行了分析.研究了87Sr/86Sr比值“时间积累效应”: 随着地下水年龄和埋深的增大而增大; 与地下水中过剩4He_exc呈正相关关系, 与δ18O和δD呈负相关关系.探讨了Sr2+与87Sr/86Sr比值的关系, 将地下水分为3类: (1) 中等Sr2+含量与高87Sr/86Sr比值水(Ⅰ类水); (2) 低Sr2+含量与高87Sr/86Sr比值水(Ⅱ类水); (3) 高Sr2+含量与低87Sr/86Sr比值水(Ⅲ类水), 即热水.通过综合分析认为: (1) 河北平原第四系地下水中的放射成因Sr是由富含Na和Rb的硅酸盐矿物风化作用提供的, 主要矿物为斜长石; (2) 黄骅港热水中的放射成因Sr是由碳酸盐溶解形成的, 87Sr/86Sr比值低, Sr/Na比值大; (3) 补给区地下水是由流经火成岩和变质岩区地下水的侧向补给的, 87Sr/86Sr比值中等.第三系地下水放射成因Sr的来源及形成机理尚须进一步研究.      

Genesis of Sr Isotopes in Groundwater of Hebei Plain

To analyze the genesis of Sr isotopes in groundwater of Hebei plain, time-accumulative effect of 87Sr/86Sr ratio was studied. It is shown that 87Sr/86Sr ratio increases with the increasing age and depth of groundwater and has a positive correlation to 4Heexc and a negative correlation to δ18O and δD. The groundwater is divided into three groups to discuss the relation between 87Sr/86Sr ratio and Sr2 content: ① moderate Sr2 content and higher 87Sr/86Sr ratio (water I); ② lower Sr2 content and higher 87Sr/86Sr ratio (water II); and ③ higher Sr2 content and lower 87Sr/86Sr ratio (water III), that is hot water. On the basis of integrated analysis, it was considered that ① the radiogenic Sr in the Quaternary groundwater (Q4-Q1) originates from weathering of silicate rich in Na and Rb, mainly from plagioclase; ② the radiogenic Sr of hot water in Huanghua port is attributed to carbonate disso- lution, with lower 87Sr/86Sr ratio and higher Sr/Na ratio; ③ the recharge area is laterally recharged by the groundwater flowing through igneous and metamorphic rocks, with moderate 87Sr/86Sr ratio. How- ever, the formation mechanism of Sr isotopes in Tertiary groundwater needs further studies.     

硫酸盐17O和18O同时测试新技术：CO2-激光氟化法

目前的发现指出，硫酸盐的δ17O和δ18O值，特别是Δ17O值（＝δ17O-0.52δ18O）能够提供关于大气圈中和地表环境中硫酸盐的起源、混合和迁移的独特的信息，仅仅使用δ18O的测量结果不能圆满地解决相关间题。现有的分析硫酸盐的δ17O和δ18O的方法极其辛苦，而且要求高纯的BrF5。文中报道了从重晶石（BaSO4）中直接产生O2供同位素比值质谱计（IRMS）同时分析δ17O和δ18O的新方法。该方法使用了CO2-激光氟化系统，该系统也可用于从硅酸盐和氧化物中定量的产生O2。对于样品大于4 mg来说，可以获得部分的但是一致的来自BaSO4的氧的产量。每个工作日用该系统可以处理12个以上的样品。Δ17O的分析误差为±0.05‰, δ18O的分析误差为±0.8‰。该方法可有效和准确地研究硫酸盐的Δ17O值。     

硫酸盐三氧同位素测试制样新技术——Ag2SO4热解法

氧同位素能有效地示踪硫酸盐起源及其形成环境,随着硫酸盐中氧同位素质量不相关分馏现象的陆续发现,三氧同位素的研究已成为热点与前沿.笔者研究了硫酸盐三氧同位素(16O、17O、18O)测试制样的最新技术--Ag2SO4热解法.基本原理是:Ag2SO4在1050℃下热解为O2和SO2,其中O2产额可达(45±7)%,SO2产额接近100%,收集两种气体送作质谱分析可测得δ17O、δ18O和δ34S值.本方法的特殊要求是所有硫酸盐样品都必须转化为Ag2SO4,笔者详细介绍了水样、土样、石膏样品、BaSO4样品的处理方法与步骤.Ag2SO4热解法不再使用传统方法中的氟化试剂,安全可靠、价廉,顺应了环保意识和以人为本的原则.技术先进:适用性强,具有很大的推广应用价值.     

江苏省地质环境区划评价指标体系初步研究

建立地质环境区划评价指标体系,评价地质环境质量,对有效保护地质环境、履行地质环境保护管理职能具有重要意义。笔者在充分分析研究江苏省地质环境资料及成果的基础上,以地质环境问题为导向,人地和谐统一的思路,基于地质环境安全、地质资源保障及社会需求的原则,从地质环境的自然属性和社会属性两方面考虑,建立了地质灾害(防治)、矿山地质环境(保护)、山体资源保护、地质遗迹保护、地下水污染防治和土壤污染防治等6个专项区划的评价指标体系,并提出一套由7个目标层、16个约束层和40项指标构成的江苏省地质环境综合区划评价指标体系,为合理评价江苏省地质环境提供科学依据。