人工固沙区土壤碳分布及其与土壤属性的关系

选择腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同年代建立的人工固沙林（1964、1981、1990年）及临近的流动沙丘,对0~3.0 m剖面上的土壤进行取样和分析,以探讨固沙植被的建立和发展对土壤碳（有机碳和无机碳）分布的影响及其与土壤属性的关系。结果表明：在流动沙丘建立人工固沙植被近50年后,表层（0~0.1 m）土壤有机碳和无机碳含量均明显增加,土壤有机碳含量为1.95 g·kg^-1,是流动沙丘的6.67倍,无机碳含量为4.19 g·kg^-1,是流动沙丘的1.46倍。将土壤剖面划分为3层后（0~0.4,0.4~1.0、1.0~3.0 m）分析显示,从流动沙丘到1964年固沙区,土壤有机碳密度显著增加（0.18 kg·m^-2到0.52 kg·m^-2）,且浅层（0~0.4 m）的增加快于深层（1.0~3.0 m）;同时,浅层有机碳密度在整个剖面中所占比例显著增加（14.3%到30.4%）,而深层减少（64.8%到51.6%）。浅层和深层无机碳密度均有增加趋势,但差异不显著。冗余分析显示,土壤细颗粒含量、水分有效性、总氮含量、总磷含量、pH值和电导率与土壤碳密度关系密切,解释了土壤碳密度86.2%的变异。土壤有机碳密度与土壤细颗粒、总氮总磷含量及水分有效性、电导率极显著正相关（P<0.001）;土壤无机碳密度与土壤细颗粒、总磷含量及水分有效性、总氮含量显著正相关（P<0.05）。在1.0~3.0 m和0~3.0 m剖面上,土壤有机碳密度与土壤水分含量分别存在显著和极显著的负相关关系（P<0.05和P<0.01）。     

化学固沙材料研究进展及展望

作为三大治沙措施之一,化学固沙措施能够使流沙表面迅速地形成防风蚀的固沙层,受到广泛的关注。无机类化学固沙材料、有机类化学固沙材料及有机-无机复合类化学固沙材料等三大类化学固沙材料为化学固沙措施提供宽阔的发展空间,但各自也存在着缺点和不足。因此,研究和开发具有耐水蚀、耐冻融、耐风蚀及抗紫外线辐射性能、对环境没有污染及对植物无副作用、成本低廉的固沙材料是今后化学固沙材料的发展方向。     

碱熔融-电感耦合等离子体发射光谱法测定高硫铝土矿中的硫

应用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定高硫铝土矿(硫含量≤8%)中的硫时,由于硫存在-2、+4和+6等多种价态,常用的酸溶法和碱熔法处理高硫铝土矿时往往无法完全氧化硫而导致硫测定结果偏低。本文用过氧化钠熔融、热水浸取和盐酸酸化提取高硫铝土矿中的硫,使用基体匹配法绘制校准曲线补偿铝和钠对硫测定的光谱干扰,以S182.034 nm(184 nm)作为分析谱线,采用ICP-OES对硫进行测定。结果表明:3 g过氧化钠在700℃下熔融10 min,可以较好地氧化高硫铝土矿中的硫;校准曲线的线性相关系数为0.9999,方法检出限为0.025μg/m L,相对标准偏差(RSD,n=6)小于5%;与碳硫仪的测定结果相比较,两种方法无显著性差异。本方法溶样彻底,无样品损失,为今后实现应用ICP-OES同时测定高硫铝土矿中的硫和其他元素奠定了基础。     

基于LA-ICP-MS多元素成像技术的早寒武世磷结核成因研究

我国下寒武统底部广泛发育磷结核、磷块岩等富磷沉积,为早寒武世最为重要的化学标志层之一,也代表了隐生宙—显生宙转折期地球表层系统的重大变革。当前对磷来源和富集机制的解释不一。为进一步明确该时期富磷沉积的形成机制,本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱联用技术(LA-ICP-MS)对贵州金沙地区牛蹄塘组黑色页岩中的磷结核进行多元素原位微区成像研究。结果表明:磷结核中各元素富集情况清晰地记录了磷结核形成过程中微环境的变化趋势。其中,磷结核内部Ca、P共富集以及Si亏损,指示P富集缘于自生磷灰石生成,P则来自于有机质含氧或厌氧降解释放;Mn、Zn与P共富集于磷结核内部,指示结核形成时的底部水体为含氧水体;As、Mo、V等元素主要富集于围岩或黑色页岩,指示缺氧含H_2S水体形成终止了结核生长。本研究显示,LA-ICP-MS原位多元素成像技术能够获取微区内丰富的地球化学信息,并提供高精度可视化证据,未来将在地质勘探和古环境研究等领域得到更广泛应用。     

Gas Bench II-IRMS磷酸法在线测定水中溶解无机碳碳同位素分析条件及影响因素

采用Gas Bench II-IRMS 对水中溶解无机碳碳同位素在线测定影响因素进行研究,确立了分析方法。通过对影响因素的研究确定了水中溶解无机碳碳同位素测试的最佳平衡时间;样品水中溶解无机碳浓度与样品测试的信号强度呈明显正相关;测试过程中色谱柱温度的高低不仅会影响样品峰的出峰时间,还会影响样品峰宽、峰高及峰积分面积等,影响最终测试结果。为了确保水中溶解无机碳碳同位素测试方法的准确性与可行性,进行了方法试验验证,水中溶解无机碳碳同位素比值（δ13C）的测定值与验证单位给出的δ13C测定值相一致,此测试方法具有可行性。在线测试的高效率和小样量与传统方法比较有显著优势,这为拓展同位素分析技术的应用领域提供了一种快速、高效的手段。本测试分析方法适用于地下水、地表水、大气降水的溶解无机碳碳同位素组成的在线测定。      

离子类型对石油污染含水层中微生物去除苯的影响

近来利用微生物原位修复受石油污染的含水层已被广泛关注,然而地下水中含有许多离子成分,这些无机离子对微生物降解有机污染物的影响机制还不清楚。本文采用批量实验研究了淄博齐鲁石化污染地下水中常见的7种无机离子(NO3-、PO4 3-、SO4 2-、Cl-、Ca2+、Mg2+、Fe3+)对微生物生长及生物降解苯的影响规律,利用高通量测序技术进一步探究了苯降解菌的种群特征。结果表明：7种离子都存在一个最适宜微生物生长的离子浓度,低于或超过该浓度苯的去除率明显降低,其中NO3-、SO42-、Fe3+最适宜浓度为0. 4mmol/L,PO4 3-、Cl-、Ca2+、Mg2+最适宜浓度分别为0. 2mmol/L、0. 1mol/L、2. 5mmol/L、2mmol/L;从微生物含量及其变化幅度来看,地下水环境中的NO3-离子对微生物的生长及苯的去除影响最显著,其他离子的影响则较小,但微生物对Cl-的耐受浓度较高。高通量测序结果显示驯化出的苯降解菌主要属于脱硫弧菌属(Desulfovibrio sp)、脱硫芽胞弯曲菌属(Desulfosporosinus sp)、不动杆菌属(Acinetobacter sp)和假单胞菌属(Pseudomonas sp)中的菌株。研究结果可为石油污染地下水的原位生物修复提供一定的科学依据。     

沱江沉积物-水界面磷形态垂向分布及时空变化特征

水体中富营养化水平与磷元素的赋存形态密切相关。目前围绕引起富营养化关键因子之一的磷形态的垂向分布特征、各磷形态间的迁移转化行为及其影响因素取得了比较明确的研究进展。为进一步揭示不同磷形态在沉积物-水体系中迁移转化行为随时空的变化特征,本文采用磷钼蓝分光光度法对沱江流域简阳段间隙水中可溶性活性磷(SRP)、可溶性非活性磷(SUP)及总溶解性磷(TDP)进行测定;采用SMT法和改进的沉积物无机磷形态连续提取法对沉积物中总无机磷(TIP)、总磷(TP)、难提取磷(Res-P)、可交换态磷(Exc-P)、铁结合态磷(Fe-P)、铝结合态磷(Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)进行提取,磷钼蓝分光光度法进行测定,以揭示沉积物-水体系中磷的赋存形态垂向分布行为特征,并将实验数据与十年前该地区磷的赋存形态结果进行对比,探讨磷赋存形态的变化趋势及影响因素。结果表明:间隙水中SRP、SUP和TDP的含量分别为0.004～0.36mg/L、0.080～3.19mg/L和0.056～3.28mg/L;沉积物中TP、TIP、Res-P、Exc-P、Al-P、Ca-P含量分别为1235.40～1646.94mg/kg、860.00～1318.59mg/kg、130.31～537.13mg/kg、1.35～14.10mg/kg、0.007～0.12mg/kg、743.13～1109.91mg/kg,Fe-P未检出。对比十年前后沉积物-水体系中磷赋存形态的变化可知,由于受到外源磷输入的影响,间隙水中SRP、SUP以及TDP含量虽然在-10cm以上变化不明显,但在-10cm以下明显增大,且导致沉积物中TP、TIP含量增加;偏碱性的沉积环境导致Al-P的释放,其含量明显减小;Exc-P含量的减小与其转化为稳定的Ca-P或Res-P形态有关。研究认为:随着时空的变化,沱江简阳段沉积物呈现外源磷输入和内源磷释放的综合污染。总体而言,由于输入的磷形态大部分以稳定的Ca-P和Res-P形态存在于沉积物中,使得表层间隙水中生物可直接利用的磷含量总体变化不大,该地区富营养化程度不会加重。维持沉积环境的弱碱性,有利于Al-P、Exc-P等向Ca-P的有效转换,抑制河流富营养化。     

贵州织金低磷层磷矿稀土赋存状态与磷矿浮选工艺研究

对贵州省织金地区低磷层磷块岩型稀土矿石进行XRF、ICP、SEM/EDS、FIB-SEM分析。矿石中P2O5含量为9.97%、稀土总量为899.52μg/g,稀土以钇和镧、铈、钕为主。稀土元素赋存状态研究表明,稀土元素以类质同象形式赋存在胶磷矿中。采用浮选机反浮选方法进行选矿工艺研究。实验筛选出NECP6号为捕收剂,对捕收剂种类、用量、磨矿时间、硫酸用量和磷酸用量等浮选工艺条件进行了实验研究,结果表明:当NECP6号捕收剂用量为2.8 kg/t,磨矿时间25 min,硫酸用量为6.5 kg/t,磷酸用量为24 kg/t,浮选5 min情况下浮选效果最好,实验样品经一粗一精选别,精矿品位从原矿品位10.64%提升到20.58%,回收率81.30%,尾矿品位降至3.69%,浮选效果较好。     

铁锰氧化物/硅藻土复合物的制备及其对磷的吸附性能研究

采用氧化还原共沉淀法制备铁锰氧化物/硅藻土复合物,考察原料配比、反应温度、焙烧温度及溶液pH值、离子强度对该复合物吸附磷性能的影响,同时开展吸附等温线、XRD和IR等分析。结果表明,2. 5 g硅藻土与1. 0 mmol锰、3. 0 mmol二价铁、3. 0 mmol三价铁制备的复合物在20℃、pH值为6时对磷的吸附量为10. 84 mg/g,较硅藻土提高约3. 6倍;沉淀反应温度对复合物吸附性能影响很小,焙烧温度400～500℃有利于复合物对磷的吸附;吸附量随溶液pH值的增大而减小,pH值较低时吸附作用主要是静电吸引和内层络合,pH值较高时减弱的静电吸引和内层络合与有利于吸附的内层络合共吸附综合作用,表现为吸附量减小;吸附等温线符合Langmuir方程,饱和吸附量34～37 mg/g,与D-R方程、R-P方程有较好相关性,平均吸附能9. 9～11. 3 kJ/mol,复合物具有微孔结构,有单层也有多层吸附。