Transformation of organic carbon and its potential impact on lead weathering in firing range soils

Lead （Pb） is normally considered as a trace element in soils and sediments for geochemical study. However, the concentration of Pb in firing range soils is generally so high that it should be considered as a major element during the evaluation of the soil geochemical properties. Soil organic matter （SOM） has been reported as one of the major factors to expedite the corrosion of metallic lead （Pb） in acidic and organic-rich soils. The main impacts of SOM on the fate and transport of Pb in firing range soils lie in the following two aspects; （1） the complexation of organic matter with Pb, which has received lots of attention, and; （2） changes in soil redox potential due to the transformation of SOM and its subsequent impact on Pb speciation, which has rarely been investigated. Soils from 6 different firing ranges are selected for this study. These samples have been stored under a closed condition for more than 3 years. The soil moisture contents were well-retained, as all the samples were kept in closed plastic buckets. The analytical data showed that the summation of the soil total organic carbon content （TOC） and inorganic carbon contents （TIC） were consistent with soil total carbon contents （TC） measured in previous years, although the TOC and TIC contents have changed respectively after years of storage. In general, it is observed that the soil TOC decreased against an increase of TIC. The mass balance on such a transformation suggested a major conversion of organic carbon （Corg） to inorganic carbon （CO3^2-） in the stored soils.     

广西桂平市四德铅-锌-铜矿床地质特征及找矿潜力分析

通过对桂平市四德铅-锌-铜矿床的区域地质背景、矿床地质特征、矿物组合及结构构造、成矿物质来源等的研究,初步认为其矿床类型为热水沉积型铅-锌-铜矿床。通过对该矿床的成矿条件、地球物理、地球化学特征等的分析,认为该矿床具大型规模的成矿前景。     

黄河入海口湿地区底质重金属污染的Pb同位素示踪

利用等离子体质谱仪(ICP-MS)和多接收同位素质谱仪(HR-MC-ICP-MS)等技术,对黄河入海口湿地区3个典型区(湿地保护区、采油区和河道)表层沉积物进行了系统的重金属微量元素和Pb同位素分析。结果表明,湿地保护区、采油区和黄河河道三个子区域表层沉积物重金属含量依次降低,受粒度控制明显,且符合第一类沉积物质量标准,处于较清洁水平。Pb同位素数据表明,黄河入海口湿地保护区表层沉积物样品207 Pb/206 Pb和208 Pb/206 Pb比值(0.839,2.090)与已发表文献的中国黄土207Pb/206Pb和208 Pb/206 Pb比值(0.841,2.083)接近,表明黄河湿地保护区内表层沉积物中的重金属Pb的主要来源为黄河自然源(黄土)。采油区及河道样品207 Pb/206 Pb,208 Pb/206 Pb比值(0.848,2.100;0.849,2.105)均高于湿地保护区样品,介于黄河悬浮体(0.865,2.131)及中国黄土之间,表明采油区和河道表层沉积中的Pb主要来源于自然源和人类生产活动。     

Study on soil heavy metals contamination of a lead refinery

The contents of Pb, Cd, Cr, As, and Hg was investigated in the neighboring areas of a lead smelting enterprise and the metals contamination of soil was evaluated with the methodologies of the single factor index and Nemerow integrated index. It is found that the content of heavy metals in the neighboring areas has no obvious difference from the reference points. And the soil contamination of heavy metals varies by elements, the contamination index follows the pollution order： Cd〉Hg〉Cr〉As〉Pb. The pollution degree of Cd is at high level and Hg at low level, but Cr and As reached the warning level. Therefore, the lead smelting enterprises should not only control lead but also other heavy metals as Cd.     

元素-铅同位素示踪在云浮硫铁矿区 土壤铊污染研究中的应用

不同源区铅同位素的组成不同,因此可以利用铅同位素的这种"指纹"特征来示踪铅的不同源区。近年来铅同位素示踪在研究土壤中相关重金属来源及其运移途径起到独特的作用。由于铊和铅具有相似的地球化学性质,并且在云浮硫铁矿区污染土壤中其分布与铅有很好的相关性,笔者利用铅同位素作为示踪工具探讨了土壤中铊的污染特征,初步研究表明铊污染物主要累积在土壤深度0~16.5cm范围内,深度为16.5cm以下土壤受到废渣中铊污染的影响较小,但废渣周围土壤深度约44cm范围已经受到来自废渣中铊的影响。     

热电离飞行时间质谱法用于铀矿勘查的铅同位素示踪

在自行研制的低成本热电离飞行时间质谱仪(TI-TOF-MS)基础上,开展了应用TI-TOFMS法测定铀矿钻孔样品中铅同位素示踪铀矿勘查的研究。文中介绍了样品的前处理,铅的分离和富集步骤,仪器测量及数据处理等。TI-TOF-MS法测量铅同位素比值~(204)Pb/~(206)Pb、~(207)Pb/~(206)Pb和~(208)Pb/~(206)Pb的精密度分别为0.94%、0.37%和0.14%,可满足铀矿同位素示踪的要求。通过对北方某铀矿钻孔岩心取样的测量结果表明,TI-TOF-MS测量铅同位素的方法能够用于示踪铀矿。     

锐钛矿光电子强化黑曲霉吸附铅离子实验研究

铅元素在自然界分布广泛,其可溶性盐对动植物及人体有巨大毒性,借助真菌等生物修复技术手段清除环境中铅污染逐渐成为研究热点之一。本文使用溶胶凝胶法合成了锐钛矿电极,通过X射线衍射(XRD)、拉曼测试、环境扫描电镜和电化学测试等对其进行了系统表征,进而联合实验室分离筛选出的一株黑曲霉Aspergillus niger Bpb1成功构建了光-半导体矿物-微生物系统。研究了光电子对黑曲霉吸附铅离子的影响,实验结果表明锐钛矿光电子与黑曲霉协同作用下,实验组较对照组铅离子吸附速率平均增加33.6%,最高增加42%。进一步使用环境扫描电镜观察黑曲霉外部形态,发现光电子不影响铅矿物的形态。结合能谱测试和前人文献得知铅离子与有机酸结合形成以有机铅盐为主的矿物,缠绕在菌丝中。本研究实现了利用光能加速真菌代谢的过程,表明锐钛矿光电子与黑曲霉协同作用只对真菌吸附铅离子速率产生一定的加强,并未影响其成矿形态。     

金顶超大型铅锌矿床的成矿金属来源——来自铅同位素组成的制约

金顶矿床是世界著名的超大型铅锌矿床,其巨量的金属堆积引起许多学者对成矿金属来源的关注。前人通过铅同位素示踪研究,提出了成矿金属来自地幔、上地壳、下地壳及不同端员混合等不同认识。理论分析表明,这些观点认识的差异可能源于不同作者分析铅同位素数据存在测试误差。基于此,笔者在金顶矿床选择了7个代表性硫化物样品,再次进行了铅同位素分析。结果显示,矿床铅同位素组成为~(206)Pb/~(204)Pb=18.3945~18.4429、~(207)Pb/~(204)Pb=15.6412~15.6583、~(208)Pb/~(204)Pb=38.6266~38.6772,在铅同位素演化模式图解(Zartman et al.,1979)中数据点分布集中,处于"造山带"和"上地壳"演化曲线之间,未显示出明显的线性分布特点,表明金顶矿床成矿金属来源主要为壳源;区域对比表明,金顶矿床明显比白秧坪矿带铅锌矿床贫放射性成因铅,而与区域VMS型矿床铅同位素组成更为接近,这表明金顶矿床与白秧坪矿带矿床有着不同的金属物源区,其金属可能来自盆地底部晚三叠世火山岩或其内早期的VMS矿化。     

湖南花垣铅锌矿床成矿物质来源与成矿机制——来自S、Pb、Sr同位素的证据

湖南花垣铅锌矿床位于扬子地台东南缘,是湘西—黔东地区最典型的超大型铅锌矿床,已探明铅锌储量超过500×10~4t,其预测资源量逾1800×104t。报道了该矿床主要矿石硫化物的S、)Pb同位素研究成果,结合前人的Sr同位素数据,分析了矿床的成矿物质来源,并探讨了成矿机制。硫化物的δ~(34)S值变化范围较小,为24.5‰~34.7‰,平均值为30.2‰,硫来源于各时代碳酸盐地层中硫酸盐热化学还原作用(TSR),有机质在还原反应过程中发挥了重要作用;硫化物的~(206))Pb/~(204))Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb值分别为18.139~18.678、15.691~15.832、38.300~39.255,变化范围较小,具有上地壳来源的特点,赋矿地层下部具有高)Pb-Zn含量的地层为成矿提供了大量的金属物质;闪锌矿的~(87)Sr/~(86)Sr值变化范围为0.70915~0.70996,高于赋矿地层清虚洞组灰岩的Sr同位素比值(0.70885~0.70909),表明成矿流体可能流经围岩及基底地层,从而引起Sr同位素比值因混染作用而升高;矿石矿物的沉淀机制为2种流体的混合,即含金属物质的成矿溶液与富含有机质、硫酸盐的热水溶液在合适的部位汇合,并发生反应。     

地质样品中Pb同位素分析的高效酸淋洗流程

针对地质样品的Pb同位素分析提出了一种简化淋洗法, 以去除样品碎样过程引起的污染.相对前人的淋洗法而言, 简化淋洗法不仅能够得到地质样品中准确的Pb同位素组成, 而且降低了全流程本底并提高了样品处理效率.利用多接收等离子体质谱分析了5个美国地质调查局(USGS) 国际标准参考物质(AGV-1、AGV-2、BHVO-2、BCR-2和G-2) 中的Pb同位素组成, 结合前人的研究, 结果表明第一、二代USGS参考物质在制样过程中均受到不同程度的污染.第一代标准在碎样过程受到的污染比碎样环境造成的普通铅污染严重, 而第二代则相反.淋洗后各种参考物质分别具有相近且均一的Pb同位素组成, 表明对岩石粉末样进行溶样前的淋洗有助于获得样品真实的Pb同位素组成.