微生物矿化机制研究中的介观分析技术——以微生物与六价铬相互作用为例

微生物矿化的微观机理研究是当前地质微生物学的研究热点之一。以苍白杆菌与铬相互作用的研究为例,阐述了各种介观方法在微生物矿化模拟实验及微观机理研究中的应用。该研究借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及X射线吸收精细结构谱(XAFS)等表面与纳米表征手段,获得了铬还原菌与六价铬作用过程中的微观结构信息,包括菌体的形貌变化、铬在菌体内外的分布和成晶情况、非晶态还原产物的离子价态以及局域配位环境。研究结果将有利于揭示微生物与重金属相互作用机理,对其它类似体系的研究亦有借鉴意义。     

蒙脱石对铬螯合物的吸附行为分析

研究了不同p H值、初始Cr3+浓度、温度、反应时间等条件下蒙脱石对Cr3+及螯合物[Cr(phen)3]3+的吸附行为,探讨了电动电位变化与吸附性能的关系。结果表明:蒙脱石吸附[Cr(phen)3]3+性能明显优于吸附Cr3+的性能,其主要原因在于蒙脱石对[Cr(phen)3]3+的吸附是静电引力及氢键、范德华力共同作用的结果,并且这种吸附能力基本不受介质酸碱性的影响。动力学研究表明两种吸附均符合准二级反应动力学模型。热力学研究表明蒙脱石对[Cr(phen)3]3+和Cr3+的吸附符合Langmuir的单层吸附模型。蒙脱石对[Cr(phen)3]3+和Cr3+的吸附的ΔG均小于零,而ΔH、ΔS都大于零,因此2种吸附均为自发、吸热和更无序的。     

西昆仑库地蛇绿岩铬铁矿中铬尖晶石化学特征及其地质意义

库地蛇绿岩属于西昆仑早古生代蛇绿岩带,主要由变质橄榄岩、堆晶橄榄岩、基性火山岩和石英岩等组成。库地蛇绿岩体具有较好的岩相分带,其中纯橄岩相与辉橄岩相中产出豆荚状铬铁矿。与其他岩相对比,铬铁矿具有最高的Cr2O3含量、最大的Mg#值和最小的Fe#值,表明铬铁矿形成于富Mg的环境,且经历了更高程度的部分熔融。利用铬铁矿(铬尖晶石)矿物的化学成分,得出铬尖晶石的结晶温度为1366～1404℃,平均1379℃;压力为2.98～3.03GPa,平均3.00GPa;地幔部分熔融程度F为17.33%～18.84%,平均18.28%。结合已有的研究成果,推测库地蛇绿岩的基底橄榄岩单元源区为石榴石二辉橄榄岩,形成于亏损的软流圈地幔,对应的大地构造位置为消减带之上岛弧环境。     

铬污染土壤复电阻率频散特性

不同含水率、不同铬污染物浓度土壤的复电阻率频散实验,是复电阻率探测方法评价铬渣污染场地的物理基础。实验研究发现,土壤含水率和污染物浓度的不同均会对复电阻率幅值、复电阻率相角、同相电阻率和异相电阻率的测量结果产生影响,但是异相电阻率和相角具有明显的频散特性。研究结果表明,利用基于土壤频散特性发展起来的复电阻率探测技术,可快速有效地对铬渣污染场地进行评价。     

北京菜园潮土-小白菜系统中铬的毒性评价

通过盆栽实验,以北京潮土为供试材料,研究了土壤中添加0~50 mg·kg^-1铬 (VI)对小白菜(Brassica chinensis L.)生物量与铬含量、土壤微生物量碳含量、土壤微生物量氮含量以及土壤微生物呼吸速率的影响。结果表明,高铬浓度(添加量≥25 mg·kg^-1)处理下,小白菜植株中铬的总量相对于未添加铬的处理显著增加(P<0.01),且小白菜根部铬的含量要远大于叶片中的铬含量。相对于未添加铬的对照,小白菜叶片生物量在1 mg·kg^-1铬处理下显著增加,而高浓度铬(≥10 mg·kg^-1)显著地减少了小白菜叶片和根的生物量(P<0.01),减幅最高达到了78.2%,且50 mg·kg^-1铬处理下土壤微生物量碳、氮含量以及呼吸速率均要显著低于对照。小白菜叶片生物量与铬含量、土壤微生物量碳、土壤微生物量氮以及土壤微生物呼吸都能够作为生物指标来反映土壤铬污染程度。将这些指标与对应的土壤总铬含量拟合方程,按照作物减产、食品安全以及生态剂量概念可以计算得到北京潮土铬轻度污染临界浓度ED₁₀为70.8 mg·kg^-1,中度污染临界浓度ED₅₀为111.6 mg·kg^-1。     

铬光度分析的进展

本文按吸光光度法，催化光度法，导数光度法，计算数学光度法以及流动注射光度法等经典及现代光度分析方法，综述了近十年来（1982－1992）铬的光度分析进展，共引用文献177篇。     

铝对铬成矿地球化学的依存性和对抗性

基于岩浆铬矿床与超镁铁质岩石的关系，从元素亲合生和共生规律的角度揭示了铝对铬成矿制约的主导作用，分析了铝和铬亲石、亲氧的二重性及其晶体化学的依存关系。论证了超镁铁－Ｓｉ－Ｏ体系中铝在度过高或过低不利于铬的成矿。揭示了制约元素分散富集的因素都是一一条件下互为依存和转化的是在动态中的矛盾的对立和统一。     

铬—邻菲啰啉—亚硝酸钠—溴化十六烷基三甲铵体系的极谱催化波

本文提出邻菲口罗啉—亚硝酸钠—溴化十六烷基三甲铵测定铬的新体系。在０．２４ｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＮＯ２－１．２×１０－５ｍｏｌ·Ｌ－１Ｏ－Ｐｈｅｎ－４．８×１０－５ｍｏｌ·Ｌ－１ＣＴＭＡＢ（ｐＨ９．３）底液中,Ｃｒ（Ⅵ）于－１．４０Ｖ（Ｖｓ：ＳＣＥ）产生一灵敏、尖锐、稳定的极谱波。Ｃｒ（Ⅵ）浓度在０～６０μｇ·Ｌ－１范围内与峰电流呈良好的线性关系。用本法测定了水样及钢样中痕量铬,结果良好。本文还对极谱波的性质进行了初步探讨。     

海水中三价与六价铬高效液相色谱-三重四级杆电感耦合等离子体质谱法(HPLC-TQ-ICP-MS)的联用测定

基于高效液相色谱(HPLC)与三重四级杆电感耦合等离子体质谱(TQ-ICP-MS)联用技术,构建海水中三价铬与六价铬在线分离与测定的检测方法。采用TQ-ICP-MS碰撞反应池(KED)技术消除³⁵Cl¹⁶O¹H⁺、⁴⁰Ar¹²C对⁵²Cr同位素测定可能存在的质谱干扰。选用Dionex IonPac AG 7 (4 mm×50 mm10μm)阴离子交换柱为分析柱,对流动相浓度及pH值进行优化,结果表明,当流动相浓度为0.08 mol/L NH₄NO₃、0.6 mmol/L EDTA,pH值7.5,流速1.0 mL/min时,仅需80 s就可以完成三价铬和六价铬的理想分离与测定。对络合剂EDTA的络合浓度、pH、温度及时间进行了深入研究,结果显示,当EDTA浓度为10 mmol/L、络合pH值7.5、络合温度50°C、络合时间2 h时,三价铬可以最大程度的被EDTA络合。在0.1～50.0μg/...     

西藏雅鲁藏布江缝合带普兰地幔橄榄岩铬尖晶石成因研究

普兰蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,其中地幔橄榄岩由方辉橄榄岩、含单斜辉石方辉橄榄岩以及少量二辉橄榄岩及纯橄岩组成。尖晶石是地幔橄榄岩中常见的副矿物,可以作为重要的岩石学成因指示剂。在野外地质调查基础上,通过岩相观察、电子探针、尖晶石成分面分析、电子背反射衍射分析,可将普兰地幔橄榄岩铬尖晶石分为三类:第一类铬尖晶石呈自形,粒径较小(<100μm),或包裹于斜方辉石中,或杂乱分布于橄榄石和辉石之间,具有高Cr^#(>0.6)、低Mg^#(0.43~0.57)的特征,为部分熔融+玻安质熔体交代成因;第二类铬尖晶石呈半自形-他形,粒径较大(>100μm),常含有橄榄石、辉石包裹体,具有中Cr^#(0.17~0.42)、高Mg^#(0.63~0.77)的特点,主要受部分熔融作用影响;第三类铬尖晶石呈他形蠕虫状与辉石交生在一起构成后成合晶结构,粒径变化较大,具有低Cr#(0.17~0.28)、高Mg^#(0.67~0.77)的特点。EBSD分析结果显示尖晶石、辉石的结晶学优选方位(CPO)较为相似,表明为同一矿物分解而来,单斜辉石与大陆岩石圈地幔捕掳体中石榴子石的稀土元素对比表明构成后成合晶结构的辉石和铬尖晶石为具有大陆岩石圈地幔属性的高压石榴子石退变分解而成。综合分析表明:普兰蛇绿岩的地幔橄榄岩体在从石榴子石相深度上升过程中发生了石榴子石退变、岩石部分熔融及熔体渗透作用,岩体经历了威尔逊旋回初期的大陆裂谷阶段,主体经历了中-低程度的部分熔融,类似大洋中脊环境,局部受到了富硅、富镁玻安质熔体的影响。