地下水中高氯酸盐来源的同位素示踪研究进展

高氯酸盐(ClO-4)是一种新型的持久性污染物,痕量的ClO-4即可危害人体的健康。中国地下水中ClO-4的污染防治研究迫在眉睫,污染来源解析是其首要解决的关键问题。现阶段的研究表明,ClO-4的氯(δ37 Cl、36 Cl/Cl)和氧(δ18 O、Δ17 O)多元同位素的综合信息为地下水中ClO-4来源及其迁移转化规律的示踪提供了一种重要的工具。ClO-4的氯、氧同位素的测试技术、分馏机理及其对地下水中ClO-4的溯源应用等方面取得了创新性的成果,为我国有效开展地下水中ClO-4来源的定性识别与定量评价研究提供了技术支撑和科学依据。然而,现有的研究成果具有明显的地域局限性,不同区域ClO-4来源的氯、氧同位素特征值的丰富与端元模型的完善,特别是人工合成的ClO-4来源的有效解析,具有重要的理论意义和应用价值。     

高温裂解在线测试高氯酸盐氧同位素方法研究

高温裂解在线测试高氯酸盐氧同位素的方法与技术,能够为环境介质中高氯酸盐来源的识别、迁移转化过程的示踪及其污染的防治提供重要的分析工具。采用单因子试验系统研究了方法的裂解温度、样品质量和样品类型对高氯酸盐氧同位素测试精度的影响,并采用阴离子交换树脂法进行高氯酸盐环境样品的预处理,探讨测试方法的应用。实验结果表明,反应温度对方法测试精度的影响显著,反应温度必须严格控制在1325℃;样品质量对测试精度不产生显著影响,但最小样品量不低于0.25μmol ClO-4;测试方法适用于不同类型的高氯酸盐,测试精度均优于0.5‰。测试结果不同的校正方法表明,采用多种氧同位素标准的线性校正优于采用单一高氯酸盐氧同位素标准的校正,特别是在样品与标准的氧同位素组成差别较大时,单一标准的校正会产生较大的误差。基于A530E型双官能团阴离子交换树脂的富集与提取ClO-4的预处理方法,可实现高氯酸盐环境样品的氧同位素测定,测试精度优于0.3‰。     

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.     

地下水中高氯酸盐来源的同位素示踪研究进展

高氯酸盐(ClO- ₄ )是一种新型的持久性污染物,痕量的ClO- 4 即可危害人体的健康。中国地下水中ClO- ₄ 的污染防治
研究迫在眉睫,污染来源解析是其首要解决的关键问题。现阶段的研究表明,ClO- _4? 的氯(δ37Cl、36Cl/Cl)和氧(δ18O、Δ17O)多元
同位素的综合信息为地下水中ClO- ₄ 来源及其迁移转化规律的示踪提供了一种重要的工具。ClO- _4? 的氯、氧同位素的测试技术、
分馏机理及其对地下水中ClO- _4? 的溯源应用等方面取得了创新性的成果,为我国有效开展地下水中ClO- _4? 来源的定性识别与定
量评价研究提供了技术支撑和科学依据。然而,现有的研究成果具有明显的地域局限性,不同区域ClO- ₄ 来源的氯、氧同位素特
征值的丰富与端元模型的完善,特别是人工合成的ClO- _4? 来源的有效解析,具有重要的理论意义和应用价值。      

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.     

氯代挥发性有机物(VOCs)氯同位素测试技术及其在地下水污染中的应用研究进展

在有机氯污染的研究中,氯同位素（³⁷Cl）的应用能够在原子水平上识别污染源并研究污染机理,为更加有效地研究地下水的有机污染提供了有利的工具。综述了8种氯代VOCs氯同位素的测试方法与技术,论述了氯代VOCs氯同位素在识别地下水污染源、监测有机污染物的降解过程、检验防治措施的修复效果、鉴别氯代VOCs的生产厂商、示踪氯代VOCs在土壤和水体中的迁移和混合过程等方面的应用,认为应尽快在国内研制先进的测试流程,开展有机氯同位素分馏机理的研究,加强应用C和Cl同位素技术对氯代VOCs污染和检测修复效果的研究。     

广西合山煤矸石重金属的淋溶实验及环境效应

准确掌握煤矸石中重金属元素的溶出特征与释放规律对评价与防治煤矸石对土壤与地下水环境污染具有重要意义。笔者选取广西合山市里兰矿区的大型煤矸石堆(GD06)为研究对象,通过对煤矸石静态浸泡和动态淋滤的实验研究,揭示煤矸石中8种典型的有害重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn在不同pH值、不同环境温度、与降水的不同作用方式下的溶出特征与释放规律。结果表明,煤矸石在静态浸泡过程中除未检出Mn外,其他7种重金属元素的溶出浓度随浸泡时间的延长而增加,表现出前期的快速释放和后期的慢速释放规律;而浸泡温度升高后,部分重金属元素如Cr、Cu、Pb在浸泡后期的释放速率呈增加趋势。动态淋滤过程中8种重金属元素表现出间歇性快速释放规律,且溶出浓度大于静态浸泡方式,对环境的影响更显著。pH值和温度是煤矸石静态浸泡重金属元素溶出特征的重要影响因素,重金属元素的溶出浓度随温度升高而增加,随pH值减小表现出不同的溶出特征与释放规律。Zn、Ni、Cd和As在静态浸泡和动态淋滤实验中的释放量和释放率较大,是煤矸石淋滤液中最易污染土壤和地下水的重金属元素。     

页岩气勘探开发中水土环境污染的同位素技术

<正>1引言在能源需求日益增大的情况下,页岩气的开发受到全球各国的关注。水平钻进和水力压裂两项新技术的应用,打开了页岩气新能源的大门,它改变了美国能源的格局,也将改变世界能源应用的方向。非常规页岩气的开发已经扩展到加拿大,很快将在全球范围内开展起来。在南美、北非和南非、欧洲和中国以及澳大利亚都拥有大量的页岩气资     

pH值和氧化剂对硫化锑氧化溶解的影响机制

矿山开采活动影响下辉锑矿的氧化溶解是影响岩-土-水环境介质中锑的迁移转化及其环境效应的重要过程。目前对于辉锑矿溶解的研究主要关注动力学特征,对于它氧化溶解的途径、环境因素的影响、锑的释放规律等重要问题的认识还不明确。为探究碳酸盐岩矿区地下水中锑释放过程,选取重要环境因素pH值和Fe（Ⅲ）,采用单因素控制条件下的批实验方法,精细刻画避光条件下辉锑矿（Sb₂S₃）氧化溶解速率及Sb和S氧化产物的组成特征。研究结果表明,Sb₂S₃的氧化溶解是一个产酸的过程,Sb和S的释放速率、途径和产物特征受pH值和Fe（Ⅲ）的显著影响。Sb₂S₃的氧化溶解速率由快变慢后趋于平衡,初始反应速率的量级为10-8 mol/（m2·s）,平衡反应速率的量级为10-10 mol/（m2·s）。Sb的释放氧化速率随pH值的增加而增加,强碱条件下最有利于Sb的释放和氧化。强酸条件下,H₂S、SO₂气体逸出和S（0）的沉淀促进了Sb₂S₃的溶解,Sb（Ⅲ）和S（0）为主要产物。中性条件下,溶解形成的HS-经逐步氧化生成SO₄2-和少量S₂O₃2-,Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）含量相近。强碱条件下,SbS₃3-和S_x-的生成显著提升了Sb₂S₃的氧化溶解速率,Sb（Ⅴ）和S₂O₃2-是主要产物。Fe（Ⅲ）单独氧化作用时,Sb（Ⅴ）和S（0）是主要产物,锑释放的表观速率无显著提升,可能与SbOCl和S（0）的生成有关。研究表明,O₂能够协同Fe（Ⅲ）氧化Sb₂S₃,但以Fe（Ⅲ）的作用为主导。本研究揭示了Sb₂S₃在不同pH值及氧化剂条件下氧化溶解的产物组成特征,提出了不同环境因素影响下的氧化溶解途径,证明碳酸盐岩天然缓冲地层更有利于锑的释放与氧化,岩溶地下水中锑诱发的环境效应会更为严重。      

河北平原深层地下水中氟含量与锶同位素组成的关系研究

本文对河北平原深层高氟地下水进行了研究,发现地下水中的氟含量与锶同住素组成（^87Sr）在水文地球化学性质上有3个相似点和一个明显的差异：①wsr和F一有相同的矿物来源,例如黑云母、角闪石等,这可能是一个普遍的规律;（参河北平原深层地下水的^87Sr值和其中的F含量具有相似的分布规律,高值区都分布在子牙河附近及其以东的地区;（3）^87Sr／^86Sr比值（或^87Sr）与F-含量呈明显的正相关关系,都是水-岩作用“时间积累效应”的结果。二者的差异在于最大值的分布区不一致：δ^87Sr最大值分布区在子牙河一带,而F-含量最大值的分布区在吴桥-东光-沧州一带。本研究在一定程度上揭示了锶同位素对研究高氟地下水的形成机理、分布规律和生态效应的良好示踪作用。