图们江中游表层沉积物中重金属的赋存形态研究

采用改进后的BCR三步法对图们江中游表层沉积物中重金属元素（Cr、Cu、Zn、Pb、Cd）的赋存形态进行研究,对残渣态和重金属总量进行微波消解,然后利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）对其进行测定．结果表明：在图们江中游的7个采样点中,日光采集点表层沉积物中重金属元素Cr、Cu、Pb、Zn的质量分数最高;Cr、Zn、Pb、Cd各形态所占比例相近,主要以残渣态存在;Cu在可还原态和可氧化态的比例较高,存在潜在的生态危害．     

有色冶炼废渣的矿物学特征与环境活性

通过扫描电子显微镜与X射线衍射仪分析、BCR法三步连续提取及元素化学分析，对某有色冶炼废渣中重金属的赋存状态、环境活性及其释放机理进行研究。研究结果表明：废渣中主要有价金属为Fe，Zn，Cu，Pb，Ag和In等，主要毒害元素为Pb，Cd和As等。废渣矿物相中Fe主要以单质铁、铁的氧化物和硫化亚铁存在，Zn主要以闪锌矿存在，Pb主要以方铅矿存在，Cu和Cd主要以硫化矿物等形式存在；Ag和In则很可能以类质同相镶嵌在闪锌矿晶格中：废渣中Zn，Cd，Cu和Pb主要以残渣态为主：酸可提取态含量相对较低，而可还原态和可氧化态含量相对较高：在我国南方地区，酸沉降、微生物作用及原电池效应共同影响废渣中重金属的溶出，为生物浸出废渣中有价金属，实现其资源化和无害化提供了理论依据。     

多金属胁迫对燕麦重金属累积及生理特征的影响

为了解重金属复合污染土壤对燕麦生长的影响, 通过盆栽实验研究了Pb、Zn、Cd、Hg、As 5 种重金属不同污染程度下燕麦(牧乐思, 加拿大进口)生长、生理特征变化及重金属的累积效应。结果显示:随着危害指数RI 的增加,燕麦发芽率、超氧化物歧化酶(SOD)、 过氧化物酶(POD)变化较小, 叶绿素a、 b 呈下降趋势, 但生物量和重金属累积量有所增加。 多元回归和相关性分析表明: Pb、 As 对燕麦生长有显著抑制作用(p<0. 05); 有效态Pb、Zn、Cd 与叶绿素a、b, SOD, POD 存在显著负相关; 燕麦吸收重金属主要受可氧化态、弱酸提取态和残渣态影响; 多金属胁迫对燕麦的生长有一定的促进作用, 但当RI≥1 328. 17 时会抑制其生长或使其死亡。     

大孤山矿区土壤重金属形态分布特征及影响因素

目的 分析了大孤山铁矿尾矿库及周边景区重金属形态分布及理化指标对重金属形态的影响,为矿区重金属污染修复治理方面提供科学依据.方法 采用Tessier 5步连续提取法对土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni等5种重金属元素的形态进行了分析,并用相关分析法分析了重金属各形态与土壤理化性质的关系.结果 Cu主要以残渣态存在,有机结合态次之,Zn、Pb、Ni 3种金属的残渣态占绝对优势,Cd的可交换态是5种重金属中最高的.相关分析可知,pH对各重金属可交换态影响较大,OM是影响有机结合态和残渣态的主要因素,也是影响Pb可交换态的主要因素,Eh是影响Zn各形态和Ni残渣态的主要因素.结论 Cd有效态含量最高,占总量的32.25%,其他矿区重金属形态总体为残渣态为主,相关分析结果表明,不同金属的形态分布受到土壤理化性质的影响比较明显.     

洪泽湖表层沉积物中重金属的分布特征及潜在生态危害

采用变异系数、富集系数、潜在生态危害指数分析评价洪泽湖表层沉积物中的重金属的相关特性。评价结果表明：重金属的空间分布离散性及富集程度存在明显差异,重金属元素空间波动程度依次为Cd〉Cu〉Pb〉As〉Cr〉Zn〉Hg,富集程度依次为Cr〉Zn〉As〉Cu—Pb〉Hg〉Cd;重金属潜在生态危害处于轻微水平,潜在生态危害系数依次为Hg〉As〉Cd〉Cr〉Cu〉Zn〉Pb,洪泽湖南部、东部出湖口表层沉积物重金属潜在生态危害指数较大,网围养殖区受到重金属的轻微污染;Cr,Zn,Pb,Cd污染来源基本一致,对重金属潜在生态危害综合指数影响较大。     

忻州窑煤中有害元素地化特征及其洁净潜势

基于 41种元素的测试分析 ,探讨了大同忻州窑矿 9号煤层中 1 9种潜在有害元素的分布特征、赋存机理和环境效应等问题 .结果表明 :有害元素 S,As,Sb,Se,Br,Co,Mo,Pb,Ni,Mn,Be在 9号煤层中明显富集 ,其中 As,Sb,Se,Co,Pb,Ni的含量向煤层顶板方向有增高趋势 ;无机硫 ,As,Sb,Se,Mo,Co的赋存主要与黄铁矿有关 ,绝大部分通过物理洗选可以有效脱除 ;Br主要以有机态存在 ,不易脱除 ;有机硫绝对含量较高 ,存在对环境危害的潜势 ,可考虑在煤的利用过程中脱除硫分 ;9煤中这些有害元素起源于多种地球化学成因的叠加 ,其中准同生成因起着主导性作用     

不同污泥中5种重金属总量与形态分析

研究了吉化污水处理厂两个车间排放的污泥中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd的含量及形态分布.研究结果表明:采自中和处理车间污泥样品中重金属含量由高到低的顺序是Zn>Cu>Cr>Pb>Cd;采自污泥处理车间污泥样品中重金属含量由高到低的顺序是Cu>Zn>Cr>Pb>Cd.污泥样品中Cu的含量最高,为8487.58 mg/kg;Cd的含量最低,为2.72 mg/kg.BCR形态分析结果表明,2种污泥中Cu主要以可氧化态和残渣态存在;Zn主要以可氧化态和可还原态存在;Cr主要以残渣态存在;Pb的形态分布较为均匀;Cd主要以可还原态存在.     

茅尾海红树林湿地植物对重金属的累积特征

通过测定茅尾海红树林湿地3种红树植物（桐花树、秋茄和老鼠鷚）的Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、Hg、As等8种重金属元素含量,分析了重金属元素在该红树林湿地植物不同组织（根、茎、叶）的分布特征、累积和迁移能力。结果表明,该红树林湿地不同植物对金属元素的吸附能力存在一定差异：桐花树Zn＞Cr＞As＞Pb＞Cu＞Ni＞Cd＞Hg;秋茄Zn＞Cr＞Cu＞As＞Pb＞Ni＞Cd＞Hg;老鼠鷚Zn＞As＞Cr＞Cu＞Pb＞Ni＞Cd＞Hg。不同的植物组织对不同的重金属元素的累积能力表现不同,但3种红树植物组织对Hg的累积能力均表现为叶＞根＞茎。红树植物对8种重金属的累积顺序为桐花＞秋茄＞老鼠鷚,对Cd的富集系数最大。     

小店污灌区表层土壤重金属分布特征及生态风险评价

以太原市小店污灌区农田土壤(0~20cm)为研究对象,分析了Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn及Cu的含量,评价了污灌区农田土壤的污染程度及潜在生态风险.结果表明,污灌区农田土壤均受到了不同程度的重金属污染,7种重金属元素含量均未超过土壤环境质量二级标准,但平均含量均显著高于研究区背景值,土壤总体表现为以Hg为主的多种重金属富集;相关性表明,Cu与Cd、As、Zn,Zn与Cd、Pb、Cr、Cu,Cr与As、Pb、Zn,Pb与Cd、Cr、Zn呈显著相关;各种重金属内梅罗综合指数和地质累积指数由大至小依次为Hg、Cd、As、Cu、Cr、Zn、Pb;综合污染评价和综合潜在生态风险评价表明,该区域总体呈现中度污染和中等潜在生态风险水平.污灌区农田土壤中Hg、Cd、As、Pb、Cr、Zn、Cu 7种重金属元素明显积累的现实应该引起有关部门的足够重视.     

煤矿区城市PM_(10)元素组成特征及来源研究

采集河南省煤矿区代表城市平顶山市夏季和冬季的PM10样品,利用电感耦合等离子质谱测定PM10中Li,V,Cr,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,As,Rb,Sr,Mo,Cd,Sn,Sb,Cs,Ce,Ba,Tl,Pb,Bi,Ti,Mn等23种元素的全样和水溶部分的浓度.研究结果表明,平顶山市PM10中全样和水溶性元素的总浓度均为冬季大于夏季,除部分地壳元素之外,来源于人为污染特别是燃煤的Ni,Cu,Zn,As,Cd,Sn,Sb,Tl,Pb,Bi等元素的浓度也为冬季大于夏季.Rb,Cs,Mo,Cd,Sb,Tl,Mn,Co,Ni等元素以水溶状态存在,Ga,Sn,Ce,Pb,Bi,Ti等元素多以不溶状态存在.富集因子分析结果表明,PM10中Ni,Cu,Zn,As,Mo,Cd,Sn,Sb,Tl,Pb,Bi等元素主要来自人为污染,Li,V,Cr,Co,Ga,Ti,Mn等元素主要来源于地壳.因子分析结果表明,平顶山市夏季和冬季PM10主要来源于燃煤和地壳,分别占49.98%和36.97%.Ni,Cu是以生产煤炭为主的平顶山市PM10中的代表性元素.     

渭河干流浅层地下水与地表水中重金属Cd污染特征及风险评价

为了解渭河流域水体重金属污染现状及健康危害风险,沿渭河干流采集浅层地下水和地表水水样,采用单因子指数法和美国环境保护署(USEPA)健康风险评价模型揭示了水体中重金属Cd污染现状和健康风险。结果表明:2018年渭河干流地下水和地表水中Cd浓度分别为426.40～1 104.27 ng·L^-1和224.70～1 154.12 ng·L^-1; 参照《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)和《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)得知,地下水和地表水中Cd浓度均在GB/T 14848—2017和GB 3838—2002 Ⅰ～Ⅲ类标准限值内; 水体中Cd浓度表现出明显的空间分异性,沿河流流向均表现为逐渐增加的趋势; 地下水与地表水中Cd浓度高值区相一致,即集中分布于陕西省兴平市和渭南市临渭区; 由水体中Cd浓度单因子指数评价结果可知,渭河干流水体中Cd污染属于清洁水平; 沿河流流向,渭河中游和下游水体中Cd浓度单因子污染指数远高于上游; 水体中重金属Cd对成人和儿童产生的致癌风险分别为(1.48～2.05)×10^-4和(1.84～2.55)×10^-4,说明水体中Cd对人体可能会产生一定的健康风险。     

青藏高原东缘气溶胶粒径分布特征及其来源

气溶胶粒径分布可反映气溶胶的主要来源及其经历的动力学和化学等过程。使用宽范围粒径谱仪对青藏高原东缘四川省理塘县2017年7月6日至8月3日10 nm～10 μm气溶胶粒径分布进行观测,结合环保六要素(PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃)和气象要素数据、HYSPLIT轨迹模式、潜在源区贡献函数(PSCF)和浓度权重轨迹(CWT)分析,探讨了青藏高原东缘气溶胶的粒径分布特征、潜在来源和影响区域。结果表明:青藏高原东缘理塘地区气溶胶数浓度较低,平均值为4 660.3 cm^-3,粒径分布主要集中在500 nm以下,占总数浓度的99.95%; 不同模态粒子数浓度差异较大,核模态、爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度分别为391.9、4 218.0、50.1和0.4 cm^-3; 不同模态粒子数浓度日变化均为双峰型分布,但是峰值时间存在差异,核模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于12:00和19:00,爱根核模态、积聚模态和粗模态粒子数浓度日变化的峰值时间位于08:00和20:00; 气溶胶数浓度谱和表面积浓度谱均为单峰型分布,峰值分别位于50 nm和170 nm,峰值浓度分别为7 361.9 cm^-3·nm^-1和215.5 μm²·cm^-3·nm^-1。青藏高原东缘气溶胶数浓度的潜在来源高值区主要分为两个区域,即东北部的局地污染区和西南部的境外远距离传输区。青藏高原东缘气溶胶数浓度的影响范围主要集中在中国境内,影响区域的高值区相对比较分散。     

鲁西北阳谷地区浅层高氟地下水化学特征及成因

鲁西北地区是饮水型氟中毒较为突出的地区。选取鲁西北阳谷地区为研究对象,以水文地质调查和取样分析为工作基础,对浅层地下水采用多元统计分析法、地理信息空间分析法及Piper三线图探究了高氟地下水化学特征和赋存特征,结合饱和指数、Gibbs图和氯碱指数以及氟在土壤与地下水的相关关系,从溶解与沉淀平衡、蒸发浓缩和离子交替吸附作用方面分析了氟的来源和高氟地下水成因。结果表明:阳谷地区F^-浓度大于或等于2 mg·L^-1的高氟水分布于地形较高的古河床高地; 地下水F^-浓度由低到高,阳离子则由Ca²⁺、Mg²⁺向Na⁺转变,阴离子则由SO^2-₄和Cl^-向HCO^-₃转变; 阴、阳离子浓度随F^-浓度变化显示不同的规律性,且在F^-浓度大于或等于4 mg·L^-1的高氟水中,这种规律性变化更为明显; 土壤和地下水呈碱性、高HCO^-₃的化学特征以及区域地下水受蒸发浓缩作用影响是高氟水形成的水文地球化学背景条件; 方解石、萤石和石膏的溶解与沉淀平衡以及阴、阳离子交替吸附作用是高氟水形成和分布的主控因素。     

高性能、低本底的TaF5发射剂溶液制备与微量样品Sr同位素测量

热电离质谱计为精确测量地质样品的同位素组成提供了前提,然而低的离子化效率常常难以获得低含量样品或微量样品的高精度同位素组成,严重影响测量精度和准确度。发射剂可以有效降低元素的电离电位,提高热电离质谱计的离子化效率,但未纯化的发射剂不可避免引入本底,影响测量结果的准确度。鉴于此,通过制备高效、低本底TaF₅发射剂溶液,提高Sr元素的电离效率,为微量样品Sr同位素组成精确测量提供技术支撑。制备的发射剂溶液经过纯化后,通过测量不同Sr用量的标准Sr溶液(NIST SRM 987)和标准岩石粉末(BCR-2和BHVO-2玄武岩)同位素组成验证其效果和本底。实验结果表明:纯化的TaF₅发射剂溶液具有极低的Sr本底(平均值约为0.02 pg?μL^-1),仅需使用1～2 μL发射剂就能有效提高Sr离子化效率,且在测量过程中保持稳定的离子信号强度; 微量的标准Sr溶液和标准岩石粉末⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值的测量结果均落在推荐值范围内,满足纳克/亚纳克级样品Sr同位素测量的精度和准确度要求。这一高效、低本底TaF₅发射剂溶液可应用于亚纳克级超微量样品Sr同位素组成测量,能够进一步拓展Sr同位素地球化学应用前景。     

煤矿开采活动对黄河中游窟野河流域溶解性硫酸盐的影响

煤矿矿井水是河水溶解性硫酸盐(SO^2-₄)的重要来源,但黄土高原煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响仍不清楚。煤矿矿井水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿氧化以及含煤地层附近裂隙水中硫酸盐,地表水硫酸盐还受其他人为输入的影响。因此,煤矿矿井水与河水硫酸盐具有不同的水化学特征、硫酸盐硫同位素(δ³⁴S_SO4)与氧同位素(δ¹⁸O_SO4)以及氢同位素(δD_H2O)与氧同位素(δ¹⁸O_H2O)组成。基于上述不同可以判定煤矿开采活动对河水溶解性硫酸盐的影响。选取受煤矿开采活动影响的窟野河流域作为研究对象,系统采集河水、地下水、煤矿矿井水、大气降水和泉水等水体样品,结合前人研究资料,借助δ³⁴S_SO4、δ¹⁸O_SO4、δD_H2O、δ¹⁸O_H2O以及水体水化学组成,辨析煤矿矿井水对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响以及流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐来源,并依据贝叶斯同位素混合模型量化其贡献比例。结果表明:窟野河流域煤矿矿井水溶解性硫酸盐浓度、δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值分别为0.07～1 206.45 mg?L^-1、-2.7‰～32.9‰和-5.5‰～11.6‰,平均值分别为231.91 mg?L^-1、11.4‰和4.3‰; 窟野河流域河水溶解性硫酸盐浓度、δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4值分别为73.23～171.83 mg?L^-1、4.3‰～13.0‰和-2.9‰～5.1‰,平均值分别为113.94 mg?L^-1、10.4‰和3.0‰,溶解性硫酸盐浓度平均值与区内煤矿矿井水存在差异,δ³⁴S_SO4和δ¹⁸O_SO4平均值与区内煤矿矿井水差异不显著(p>0.05); 贝叶斯同位素混合模型结果显示,煤矿矿井水对上游乌兰木伦河溶解性硫酸盐的贡献比例为30.3%±18.9%,对下游窟野河溶解性硫酸盐的贡献比例为12.5%±10.2%,同时煤矿矿井水溶解性硫酸盐受裂隙水汇入影响,贡献比例为34.6%±16.5%,窟野河流域河水下渗补给煤矿矿井水溶解性硫酸盐的比例为18.8%±16.5%。结合硫和氧同位素组成,验证了煤矿矿井水溶解性硫酸盐的来源及其对窟野河流域河水溶解性硫酸盐的影响,阐明黄土高原煤矿开采活动对黄河流域河水溶解性硫酸盐的影响途径和程度,为黄河流域生态保护和高质量发展提供科学依据。     

柴西地区古近系和新近系地层水化学特征及其成因

在系统收集柴达木盆地西部地区各主要油田古近系和新近系油田地层水化学测试分析资料后,发现该地区地层水矿化度很高,均值为166 g?L^-1,最低值达到3.90 g?L^-1,具有高浓缩地层水特征,属卤水级,且主要是由Na⁺+K⁺组成的CaCl₂型水,反映封闭条件好。各主要离子在纵向上呈增加和减小交替变化的趋势,矿化度随深度的增加表现为先减小后增大的趋势,这与中国东部盆地明显不同。各离子比值（钠氯系数、变质系数和脱硫酸系数）均反映出该地区地层整体封闭性好。上、下油砂山组Ca²⁺富集主要由白云石化作用导致,其次是方解石溶解,白云石化同时也使其Mg²⁺贫乏。上、下干柴沟组仅有少数数据点表现出Ca²⁺富集,应是方解石溶解导致的,绿泥石化是其Mg²⁺贫乏的主要原因。SO₄^2-亏损主要是由大量膏岩的沉淀和油藏中大量硫酸盐还原细菌的还原作用导致。除了SO₄^2-被还原会产生HCO₃^-之外,有机质成熟过程中CO₂及有机酸的加入也可造成地层水中HCO₃^-质量浓度的增加。     

负载磁性氧化铁纳米粒子的脂质体的制备及评价

为了增强磁性氧化铁纳米粒子(magnetic iron oxide nanoparticles,MION)的成像效果,采用薄膜分散法制备了负载MION的脂质体(MION loaded liposome,MION -LP),并对其磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)灵敏度进行了探究.制备的MION -LP的粒径为(68.82±0.16)nm, Zeta电位为(-7.81±0.82)mV; 当铁离子的质量浓度为8 μg/mL时,细胞的存活率可达到80%; 对MION -LP进行普鲁士蓝染色实验显示,在HepG2和SMMC -7721内有较多的蓝染颗粒; 体外的MRI信号随MION -LP中铁离质量浓度的增加而逐渐降低; 在荷瘤裸鼠尾静脉注射MION -LP后其肿瘤区域的T2信号强度明显下降(n=3, ^*P <0.05).综上表明,制备的可视化载体MION -LP可增加MRI成像的灵敏度,因此该研究结果可为MRI可视化载体的研究提供理论和实验依据.     

两个Co/Ni含氮配体配合物的合成、结构及荧光性质

以1,4?二羟基苯?2?磺酸钠（NaH₂L）、4,4'?联吡啶（bipy）、Co(NO₃)₂·6H₂O和NiSO₄·6H₂O为原料,采用加热回流的方法,得到两个结构相似的单核含氮配体配合物M(bipy)(H₂O)₄·(2H₂L)·4H₂O（M=Co（1）,Ni（2））,其结构和组成采用单晶X?射线衍射、元素分析以及热重分析进行表征。结果表明,Co²⁺和Ni²⁺是六配位的,呈八面体配位构型,均与一个bipy分子和四个水分子配位;H₂L^-没有与金属离子配位,起到平衡电荷作用;配合物中,H₂L^-、自由的水分子以及[M(bipy)(H₂O)₄]²⁺形成氢键,这些氢键将其连接构成了网状结构,增加了配合物的稳定性。荧光研究结果表明,配合物1和配合物2的最大荧光发射峰分别在380 nm和390 nm,均是NaH₂L的特征荧光发射峰。金属和配体间的电荷转移促使其荧光发射峰红移。     

磁控溅射Ti掺杂NbN薄膜的机械和摩擦学特性研究

为研究Ti掺杂的NbN薄膜的机械和摩擦学特性,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了Ti掺杂的NbN(Ti:NbN)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、高温摩擦磨损实验机分别对Ti掺杂的NbN薄膜的微观结构、组成成分、表面形貌、机械和摩擦学性能进行了研究.XRD测试结果显示,薄膜的结晶性随着Ti靶掺杂功率的增加(从0 W逐渐升高到40 W)而呈明显增强趋势,晶粒尺寸也由18.010 nm增加到21.227 nm.当Ti靶的掺杂功率为30 W时,NbN薄膜的硬度由4.5 GPa(未掺杂)增加到20.4 GPa,弹性模量由145.8 GPa(未掺杂)增加到224.5 GPa; 当Ti靶的掺杂功率为40 W时,NbN薄膜的摩擦系数由0.73(未掺杂)下降到0.51,磨损率由3.3×10^-6 mm³/(N·mm)(未掺杂)下降到2.1×10^-6 mm³/(N·mm).这表明,掺杂Ti可使NbN薄膜的机械性能和摩擦学性能得到很大的改善.     

川东北黄金口背斜ZK001钻孔流体地球化学及含锂特征

伴随着中国高镁低锂老卤溶液提纯碳酸锂的关键技术取得突破,卤水提锂日益受到重视。深地资源勘查开发专项中的锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目在川东北宣汉地区布置了3 227 m深钻孔(ZK001),主要研究目的是探讨深部是否存在富锂卤水。随钻流体(常用钻探循环泥浆气体)分析是常规井口流体实时监测的主要手段,但因Li化学性质活泼,气体组分难以全面反映Li的富集浓度,故本次对钻孔流体(包含深部卤水、随钻流体、钻孔洗井水)及钻孔周边地表水、地下水进行了取样分析,首次获得了川东北黄金口ZK001钻孔流体组分特征,初步归纳了钻孔流体中Li及其他主要组分的变化规律。结果表明:川东北黄金口各类型水样品Li质量浓度从大到小依次为深部卤水、钻孔洗井水、随钻流体、地下水、地表水; 比较ZK001钻孔随钻流体组分随深度变化特征,发现0～500 m深度随钻流体Li质量浓度相对较高,Mg/Li值较低,且流体Li质量浓度异常与深度成正比,Mg/Li值与深度成反比; ZK001钻孔3 000 m深度处采集的黄色卤水Na、K、Rb、Sr等有用组分达到卤水工业品位,Li质量浓度(10 556 μg·L^-1)接近边界品位(24 599 μg·L^-1)的一半,Mg/Li值为33.92。上述钻孔流体特征将为下一步钻探工程布置提供科学支撑。