应用单体碳同位素分析技术探析农田土壤中多环芳烃的植物降解过程

长期以来,研究者在探讨土壤中多环芳烃(PAHs)的降解及修复过程中,缺乏简便有效的手段对化合物的降解动态进行定量研究。前人尝试用投加实验、对比采用降解措施前后污染物的浓度变化、模型计算等方法研究PAHs的降解过程,其结果常互相矛盾,或不能真实反映复杂的实际环境。本文应用单体碳同位素技术对农田土壤中多环芳烃的植物降解过程进行定量表征,采集了某地农田表土作为供试土壤,选择玉米作为供试作物,开展了作物对土壤中PAHs降解及消除过程的研究。气相色谱-质谱分析结果表明,培养所用的玉米原始土及分4批收集的空白土、根际土、非根际土样品中16种PAHs的浓度总和(∑PAHs)平均分别为380.8 ng/g、(281.5±34.7) ng/g、(272.2±11.6) ng/g和(299.8±37.9) ng/g;玉米生长期间,各土壤样品 的∑PAHs均比原始土壤有所下降,但除3环化合物(苊烯、苊、芴、菲、蒽)外,其他化合物并未随玉米的生长表现出显著趋势。与玉米根、叶倾向于富集低环PAHs化合物相对应,可以判断植物对土壤中的低环化合物去除作用最为显著。各采样时期玉米根际土、非根际土和空白土壤样品中多环芳烃单体化合物的碳同位素分馏值(δ¹³C)在-34.31‰~-23.95‰之间,且除芘外的其他化合物的δ¹³C值随时间呈现逐步变轻的趋势,波动值位于-0.6‰~-9.0‰之间;本文对于PAHs单体化合物,尤其是4、5环化合物,在玉米降解过程中的碳同位素分馏与浓度变化之间未发现明显关系。考虑3环以下的PAHs化合物更倾向于被降解和清除,且其碳、氢同位素分馏情况更容易被观察到,因此稳定同位素分析更有助于探明该类单体多环芳烃污染物在环境中的迁移、转化规律。     

辽河流域土壤碳密度分布特征和碳储量研究

基于辽河流域多目标地球化学调查取得的土壤表层和深层有机碳和全碳数据,探讨辽河流域土壤碳储量计算方法,分析辽河流域碳密度的分布特征.对辽河流域5.23×10⁴ km²土壤碳储量计算表明,深层（0~1.8 m）土壤碳储量为860.50×10⁶ t,中层（0~1.0 m）为538.30×10⁶ t,表层（0~0.2 m）为138.76×10⁶ t;辽河流域土壤深层碳密度为16.45×10³ t/km²,中层为10.28×10³ t/km²,表层为2.65×10³ t/km².分别根据土壤类型、地质单元、生态系统和土地利用类型的划分方式计算土壤的碳储量,为土壤碳循环研究与环境效应评价提供了科学依据.     

自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义

自生片钠铝石的碳氧同位素特征可以为片钠铝石的成因研究提供重要的地球化学依据。以海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地孤店构造片钠铝石碳氧同位素分析为基础,结合国内外已报道的自生片钠铝石的碳氧同位素数据,对自生片钠铝石的碳氧同位素特征及其成因意义进行了探讨。研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷和松辽盆地南部孤店CO2气田砂岩中片钠铝石的δ13C范围分别为–5.3‰～–1.5‰（PDB）、–1.9‰～+0.3‰（PDB）,均分布于含无机碳物质δ13C分布区间（－9.0‰～＋2.7‰）内。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地与片钠铝石平衡的CO2气碳同位素分布范围分别为－10.7～－7.0‰（PDB）、－8.7～－6.9‰（PDB）,表明片钠铝石绝大部分形成于无机CO2背景。实际地质观察中形成片钠铝石的CO2绝大多数为岩浆脱气来源,岩浆成因片钠铝石碳同位素分布范围为－5.5～＋4.5‰（PDB）。海拉尔盆地和松辽盆地的片钠铝石是岩浆成因CO2气运移、聚集的特征矿物。计算出的海拉尔盆地和松辽盆地片钠铝石沉淀时介质水的δ18O值范围为-14.3～-9.4‰（SMOW）,表现为轻同位素的特点,表明片钠铝石形成时地层水为大气降水。计算出的海拉尔盆地片钠铝石同位素为52.7～93.6℃,与样品所在深度处的古地温范围（65.4～87.6℃）基本吻合。     

全国碳硅泥岩型铀矿资源潜力评价

基于对海相碳硅泥岩含铀建造形成构造环境、成矿规律的系统研究,笔者提出中国碳硅泥岩型铀矿床形成的4种成矿体系类型：陆缘裂谷成矿体系、陆缘裂陷深断裂带成矿体系、陆块边缘陆缘盆地体系及陆缘活动带断陷台沟成矿体系;指出中国碳硅泥岩型铀矿的大规模成矿作用受控于陆缘裂谷和陆缘裂陷成矿环境下形成、伴随海底喷流作用和海底火山喷发而沉积的海相碳硅泥岩富铀建造。依据大型矿集区铀资源评价预测特征参数群,文章通过建立重点矿集区碳硅泥岩型铀矿资源矿集带预测评价判据和成矿预测体系,对中国碳硅泥岩型铀矿资源潜力进行总体评价。     

天然金红石光催化降解藏红T实验研究

以低压汞灯为光源研究了天然金红石悬浆体系中藏红T的脱色条件及其光催化反应动力学，讨论了溶液初始pH值、催化剂投入量、光强、气流量、催化剂粒径、反应气氛等实验条件对藏红T脱色速率的影响，阐述了实验过程中无机离子的生成情况。结果表明，该反应基本上符合一级反应动力学；在酸性条件下尤其是当溶液初始pH值为2．5时，藏红T的脱色速率要比在碱性和中性条件下快得多；增加光强度能较大地提高反应的降解速率；催化剂最佳投入量为1．3g／L；在氧化气氛下该反应比在非氧化气氛快得多；通入气体的流量在40L／h最合适；反应溶液中有氯离子溶出说明有机物中的含氯部分被降解。本研究为光催化作用降解有机污染物提供了新的途径。     

兖州矿区山西组 3煤层中微量元素的特征分析

通过对兖州矿区山西组3煤层21个样品中全硫、硫化物硫、有机硫和具有环境意义的微量元素Cu、Pb、Zn、As、U、Th含量的测试，分析了微量元素在研究区煤层垂直方向上的变化特征及主要形成原因，并发现煤层中所选的微量元素、硫化物琉及全硫在煤层顶、底或煤层夹矸样品中含量相对较高。微量元素与硫化物硫、全硫的相关系数表明，所研究的微量元素与硫化物硫和全硫有明显的正相关关系，而且研究区3煤层中全硫的含量取决于硫化物硫的含量。同时还研究了原煤中微量元素的含量与灰产率的关系，并将研究区微量元素同世界和中国同类煤中的微量元素的含量进行了比较。     

方解石脉对中扬子地区沉湖土地堂复向斜油气保存单元的指示意义

野外观测表明,中扬子地区沉湖土地堂复向斜京山县城附近野外露头中二叠系和三叠系方解石脉主要是沿节理缝发育,脉体宽度较小。方解石脉的镜下微观的结晶特征、阴极发光特征、脉体穿插关系可以判断二叠系脉体大约有两期,三叠系脉体大约有三期。碳氧同位素值表明,三叠系方解石脉和围岩的氧同位素差值不大(Δδ18 O的差异范围为-0.19‰～4.12‰,平均值为1.9‰),二叠系方解石脉和围岩氧同位素差异较大(Δδ18 O的差异范围为4.07‰～12.03‰,平均值为7.3‰),三叠系脉体的流体直接来源于围岩,二叠系裂隙中方解石脉的形成过程中可能主要受到有机质的影响。方解石脉体中的流体包裹体均一温度在研究区建立的代表性虚拟井的埋藏史和热史基础上,推测二叠系方解石脉形成深度为3 000m～3 700m,形成深度约为2 000m～3 000m,两套地层中的方解石脉的形成时期为J3—K1燕山构造运动期。中扬子地区在多旋回的沉降和沉积过程中形成的上组合的区域性盖层(中三叠统—下侏罗统的泥质岩)在江汉平原区具有较好的封盖性。     

鼎湖山自然保护区大气气溶胶中的PAHs

多环芳烃（PAHs)是环境中分布广泛、危害人类健康的有机化合物，通过对鼎湖山自然保护区自然地理和大气气溶胶中苯并（a)芘分析认为，春季样品中大气气溶胶中PAHs主要来源于高等植物排放，夏季来源于珠江三角洲经济区化石燃烧排放。     

程海沉积物无机碳、氧同位素相关性及其环境意义

程海是位于云南省西北部的一个较为特殊的湖泊，其矿化度已接近盐湖下限。湖泊沉积物无机碳、氧同位素组成敏感地记录了流域内环境变化的信息，其相关性有效地揭示了湖泊的封闭条件。组成的变化受到温度高低、降水大小、光合作用强弱、碳酸盐体系溶解平衡及水文条件等因素的控制。通过对该湖沉积物无机碳酸盐碳、氧同位素组成的研究，追溯了该流域内自采样深度以来的数十年内的环境变化情况，研究表明：程海流域气候变化有呈现出11-12a的小周期变化的趋势，但是在孔柱底部的信号噪声较大；沉积物碳酸盐δ^13Cδ^18O的良好相关性指示了程海近几十年内的水文封闭条件；并将碳、氧同位素这一环境敏感指标推广到了高矿化度的“准”咸湖的环境中。     

铁层柱蒙脱石非均相UV/Fenton法降解水中橙黄G染料的机理

Fe2+/H2O2和紫外光协同作用下的均相光助Fenton反应体系(UV/Fenton)在酸性水溶液中具有很强的催化氧化能力,因而可以有效地降解废水中的有机污染物,但此均相反应体系中Fe离子的分离和反复使用是一个有待解决的难题,亦即