四种前处理方法对电感耦合等离子体质谱测定植物样品中27种微量元素的影响

采用HNO₃-HClO₄-HF常压消解、HNO₃-H₂O₂-HF高压密闭消解、HNO₃-H₂O₂微波消解,干法灰化后残渣用HNO₃-HF-HClO₄溶解等四种方法对植物样品进行前处理,使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对植物样品中的27种元素进行定量分析,探讨了不同前处理方法对ICP-MS测定植物样品中微量元素的影响。分析结果表明: HNO₃-HClO₄-HF常压消解使用大量试剂,污染环境,造成空白值高;在常压体系中HClO₄的加入能提高样品的消解效率,但赶酸不完全,会造成复合离子对钒和砷的干扰;干法灰化过程中某些元素(硼、汞等)会损失;常压消解和高压密闭消解中加入HF能有效地提高铍、稀土、钇、钛、锑、铀等元素的回收率,但在蒸干赶HF的过程中,会造成硼和汞的损失,并且钢套的生锈会造成铬、镍空白值高。尽管没有一种方法能适用于所有元素的分析,但相比较而言,HNO₃-H₂O₂微波消解体系操作简单,大部分元素(除铍、钛、锑、铋、稀土)能得到满意的结果,精密度(RSD)均小于10%(n=10),相对误差(RE)为-4.6%~13.6%。     

Arsenic accumulation in the roots of Helianthus annuus and Zea mays by irrigation with arsenic-rich groundwater: Insights from synchrotron X-ray fluorescence imaging

The aim of this study was to investigate the accumulation of arsenic (As) in and on roots of Zea mays (maize) and Helianthus annuus (sunflower) by means of synchrotron-based micro-focused X-ray fluorescence imaging (μ-XRF). Plant and soil samples were collected from two field sites in the Hetao Plain (Inner Mongolia, China) which have been regularly irrigated with As-rich groundwater. Detailed μ-XRF element distribution maps were generated at the Fluo-beamline of the Anka synchrotron facility (Karlsruhe Institute of Technology) to assess the spatial distribution of As in thin sections of plant roots and soil particles. The results showed that average As concentrations in the roots (14.5–27.4 mg kg⁻¹) covered a similar range as in the surrounding soil, but local maximum root As concentrations reached up to 424 mg kg⁻¹ (H. annuus) and 1280 mg kg⁻¹ (Z. mays), respectively. Importantly, the results revealed that As had mainly accumulated at the outer rhizodermis along with iron (Fe). We therefore conclude that thin crusts of Fe-(hydr)oxides cover the roots and act as an effective barrier to As, similar to the formation of Fe plaque in rice roots. In contrast to permanently flooded rice paddy fields, regular flood irrigation results in variable redox conditions within the silty and loamy soils at our study site and fosters the formation of Fe-(hydr)oxide plaque on the root surfaces.     

辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及基本特征

基于48个样地的群落调查数据,运用TWINSPAN分类方法,对辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型进行了划分,并对群落结构、种类组成和生活型谱进行了系统研究.结果表明:老秃顶子冰缘地貌植被可划分为16个森林群系、6个灌丛群系,归并为落叶阔叶林、针阔混交林、暗针叶林、矮曲林、灌丛、灌草丛6个植被型.其中,石海地貌主要发育灌丛和灌草丛,也有针阔混交林和矮曲林分布;石河地貌主要发育针阔混交林和落叶阔叶林,也有暗针叶林分布;石流坡地貌主要发育针阔混交林、落叶阔叶林和灌丛,也有矮曲林分布.老秃顶子冰缘地貌植被由68科138属193种维管束植物组成;石海与石河间植物群落物种组成属中等不相似,而石河与石流坡间属中等相似.老秃顶子冰缘地貌植物群落中高位芽植物占38.0%,隐芽植物占36.3%,地面芽植物占21.8%,地上芽植物和一年生植物均很少,反映出辽东山地冰缘地貌区具有夏季温暖多雨、冬季寒冷漫长的气候特点.相对而言,石海、石流坡地貌中隐芽植物较多,石河地貌中高位芽植物较多,表明石海、石流坡地貌具有更为冷湿的小气候环境.     

矿物表面基团与表面作用

矿物的表面或界面过程存在于一切地质过程中,并在材料和环境科学领域得到广泛应用。矿物的表面结构、表面基团与表面作用之间存在着一定的内在联系,矿物结构的多样性决定了表面基团类型的多种性和表面作用的多样性。本文较系统地介绍了矿物表面功能基、表面配位反应、表面配合反应、表面氧化还原反应、表面异位催化反应和表面离子交换反应的类型及作用机制。     

工业副产品木质素改良路基粉土的微观机制研究

为揭示工业副产品木质素与土体间的相互作用机制,将木质素应用于路基粉土改良,通过对木质素及其改良土进行无侧限抗压强度、pH值、微观结构、化学元素、矿物成分和官能团等试验分析,研究不同掺量下木质素改良土的力学性能和pH值变化,对比分析改良前后粉土的微观结构变化,并基于化学分析结果探讨木质素的分子结构及与土体间的相互作用,提出木质素改良土体的机制。试验结果表明,改良土强度随木质素掺量增加而增加,掺量超过一定范围时,土体强度降低,木质素改良粉土的最优掺量为12%,且龄期对土体强度有着重要影响;强度与pH值基本呈线性相关关系;改良土微观结构更为致密、稳定,胶结物质将土颗粒相互联结,且未生成新的矿物;木质素通过水解、离子交换、质子化和静电引力等作用,导致双电层厚度减小,带正电荷的木质素高分子聚合物联结土颗粒并填充孔隙,改良土工程性质得以改善。提出的木质素改良土体机制可为工业副产品木质素的工程应用提供理论参考。     

中国西北C-3植物的碳同位素组成与年降雨量关系初探

 本文对不同年降雨量环境下生长的藜、独行菜、魁蓟和平车前这4种常见C-3植物的δ¹³C进行了分析,发现这4种C-3植物的δ¹³C组成都表现出随年降雨量减少而变重的趋势,其中藜和独行菜的碳同位素组成对降水变化的响应相对要较其它2种植物强烈得多。藜、独行菜和魁蓟的δ¹³C组成与年降雨量有显著的线性关系,平车前碳同位素组成与年降雨量没有显著的相关性,表明藜、独行菜和魁蓟的δ¹³C组成可作为年降雨量的替代性指标,平车前的δ¹³C组成不能作为年降水的替代性指标。     

金沙江其宗水电站上坝址深厚覆盖层钻进工艺探讨

其宗水电站属峡谷区修建的高坝、大库,最大坝高达358 m左右。深厚覆盖层的钻探取样是了解其成因及工程地质特性的必需手段,也是水电水利工程地质勘察工作的重要手段。由于覆盖层厚度大,组成物质分选性差,给钻探取心工作带来了困难。而取心质量直接关系到工程地质勘察资料的准确和详实。通过特殊钻具及SM植物胶钻井液的运用,提高了深厚覆盖层取心质量。结合其宗水电站的工程实例,对该地区深厚覆盖层钻进与取心工艺进行了探讨。     

基于植物多样性恢复和保护的石漠化土地整理模式——以贵州撒拉溪和花江示范区为例

本文选取贵州毕节撒拉溪与关岭-贞丰花江示范区为研究对象,通过植物多样性和土地利用调查,掌握示范区植物种类、分布状况和生长特性,土地利用状况以及土地整理程度,选育植物先锋物种,结合模式构建的理论依据和边界条件,根据石漠化土地整理工程分区治理方法,在生态型土地整理技术体系的指导下,针对两个示范区具体情况分别提出温凉喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化土地整理与混农林业复合经营模式和干热喀斯特高原峡谷中-强度石漠化土地整理与特色经果林集约经营模式。结果表明:(1)植物多样性本底调查是基于植物多样性恢复与保护的石漠化土地整理的基础,项目实施后还应对植物多样性进行动态监测。(2)土地整理规划设计应融入生态理念,构建基于植物多样性恢复和保护的石漠化土地整理模式,有助于生态修复和重建脆弱生态环境:2011-2014年期间,毕节撒拉溪示范区植被覆盖率上升8.51%,无石漠化面积扩大22.53 hm2;关岭-贞丰花江示范区植被覆盖率上升4.47%,无石漠化面积扩大13.2 hm2。(3)模式的构建依托于技术体系,毕节撒拉溪示范区主要采用潜在-轻度石漠化人工种草与草地生态改良丰产栽培技术、以金银花(Lonicera japonica)为主的坡地植物篱保水固土技术等进行模式构建;花江示范区选取以花椒-玉米为主的林粮空间优化配置技术、以皇竹草-苜蓿草为主的草地营养优化配置技术等构建经营模式。