铁氧化物掺杂对沉积物吸持Cu与Zn能力的影响

通过分析铁氧化物、 铁氧化物掺杂前后沉积物吸附/解吸特性的变化规律, 研究针铁矿、 赤铁矿、 水铁矿及贫赤铁矿对重金属污染沉积物中Cu或Zn的固定化可行性. 结果表明, 铁氧化物掺杂后沉积物吸持Cu的能力明显下降, 但吸持Zn的能力显著增加, 尤其是针铁矿和赤铁矿的作用效果稳定. 因此, 4种铁氧化物中针铁矿和赤铁矿具有稳定固定污染沉积物中Zn的潜力, 但不能提高污染沉积物吸附Cu的能力.     

中国北方粉尘气溶胶中铁氧化物矿物的光谱分析

利用漫反射光谱技术(DRS)对中国北方粉尘气溶胶中铁氧化物矿物进行了较系统的研究.结果表明,在可见光范围,粉尘气溶胶反射光谱的一阶导数曲线在435和560nm的峰对样品中的针铁矿和赤铁矿有识别指示意义,且样品中铁含量与赤铁矿和针铁矿的一阶导数特征峰值大小紧密相关.同时发现不同颜色的反射率与样品中铁的含量及铁氧化物一阶导数值有较强的相关性,其中铁氧化物的含量变化对红光和紫光的反射率影响较为显著,表明铁氧化物在粉尘气溶胶的光学性质中扮演着重要的角色.亚洲粉尘与北大西洋粉尘的光谱分析结果可以进行对比.研究发现,不同区域粉尘气溶胶中赤铁矿与针铁矿一阶导数特征值的比值Hm/Gt存在明显差异,暗示着Hm/Gt值有源区指示的意义.     

格尔木地区沙尘气溶胶铁氧化物漫反射光谱分析

格尔木地区沙尘气溶胶漫反射光谱分析显示该地区沙尘气溶胶反射光谱的一阶导数曲线分别在波长430,560 nm处存在两个明显的特征峰值,可用于指示粉尘样品中的赤铁矿和针铁矿的相对含量.红色、橙色和黄色反射率随赤铁矿和针铁矿可见光谱一阶导数特征值增加而增大,而蓝色、紫色和绿色反射率则相应减小,表明赤铁矿和针铁矿是格尔木沙尘的重要致色矿物,对沙尘气溶胶光学特性产生重要影响.格尔木地区沙尘气溶胶中赤铁矿和针铁矿相对含量变化受沙尘过程影响,沙尘天气时赤铁矿和针铁矿可见光谱一阶导数特征值明显增高,指示铁氧化物的相对含量增高.赤铁矿和针铁矿可见光谱一阶导数特征值及两者比值在不同地区粉尘样品中有很大差异,表明赤铁矿和针铁矿可见光谱一阶导数特征值及两者比值具有较强的源区指示意义.     

S~0生物还原介导的铁矿物厌氧还原过程研究

针对水铁矿、赤铁矿和黄钾铁矾,综合利用同步辐射X线吸收近边结构光谱(XANES)、X线衍射(XRD)等方法,结合微生物的生长行为和高铁矿物的还原行为测定,研究碱性厌氧条件下元素硫(S~0)生物还原介导的3种不同铁矿物还原过程。研究结果表明:元素硫(S~0)可以有效促进奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原黄钾铁矾和水铁矿,但对赤铁矿作用不明显;硫的K边和铁的L边XANES说明3种铁矿物还原过程中均形成FeS类似物,FeS类似物的形成速率由高到低依次为黄钾铁矾、水铁矿和赤铁矿;高铁矿物还原程度由高到低依次为水铁矿、黄钾铁矾和赤铁矿。     

临夏盆地晚中新世沉积物中赤铁矿和针铁矿的含量特征及其意义

利用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法,对临夏盆地的黑林顶剖面(古地磁年代为11.8～5.0Ma)赤铁矿和针铁矿含量进行测定.结果表明:赤铁矿含量在8.6 Ma以前相对较高,在8.6 Ma以后骤然降低并稳定在一低值范围;针铁矿则没有明显的变化趋势,赤铁矿/针铁矿的变化则与赤铁矿的变化趋势一致;赤铁矿、针铁矿含量及其比值在该剖面的变化特征主要反映了8.6 Ma以来亚洲内陆干旱化的加剧,可能与青藏高原在该时期的剧烈隆升密切相关.     

几种铁氧化物吸附氟的能力及影响因素的研究

合成了水铁矿、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿四种铁氧化物,研究了它们对氟的吸附量及其影响因素.结果表明,四种铁氧化物对F-的吸附量差异较大,由大到小的顺序为:水铁矿、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿.Henry吸附等温式仅能描述针铁矿对氟的吸附;Freundlich吸附等温式能较好的描述四种铁氧化物对氟的吸附,其相关系数达极显著水平或显著水平;Langmuir吸附等温式能够很好的描述四种铁氧化物对氟的吸附,其相关系数均达极显著水平.pH值和温度可明显影响铁氧化物对氟吸附,在酸性条件下,随着pH升高吸附量下降;而在碱性条件下,随着pH升高吸附量缓慢上升;在中性附近时吸附能力最差.随着温度升高(25～45℃),吸附量呈增加趋势.     

铁(氢)氧化物对金纳米粒子的吸附行为研究

随着纳米技术的应用越发广泛，大量纳米粒子(NPs)进入到环境中，对环境和人类健康构成潜在风险。研究NPs与环境中普遍存在的铁(氢)氧化物的吸附过程和机制，对于理解NPs在环境中的迁移与转化具有重要意义。另一方面，在一些红土型金矿和卡林型金矿的氧化带中发现了以铁(氢)氧化物为载体的天然金纳米粒子(AuNPs),研究NPs与铁(氢)氧化物的相互作用，也可以为相关矿床中的天然NPs的成因提供一定参考。本研究以应用较为广泛的柠檬酸盐包覆的AuNPs为例，以赤铁矿、磁铁矿、针铁矿作为铁(氢)氧化物代表，研究在含柠檬酸盐体系中不同pH、离子强度(IS)下铁(氢)氧化物-AuNPs的吸附规律和作用机制。发现在酸性条件下(初始pH在4～6时),铁(氢)氧化物-AuNPs的吸附行为由静电作用力主导；在碱性条件下(初始pH在7～10时),不同铁(氢)氧化物对AuNPs的吸附行为有较大差异，赤铁矿、磁铁矿与AuNPs由于静电斥力几乎不发生吸附，但针铁矿与AuNPs发生了较为强烈的吸附作用。我们认为针铁矿的吸附差异可能是柠檬酸盐在碱性条件下发挥的促进作用以及针铁矿的结构羟基导致的。研究也表明，总体上IS的增加...     

中国东部水稻土壤丁酸互营降解微生物的地理分布格局

沿纬度梯度收集中国东部34个水稻土壤样品,在实验室条件下,以丁酸钠为底物,进行二次厌氧富集实验.运用微生物高通量测序技术,分析样地水稻土壤中丁酸互营降解过程的微生物群落特征、功能活性及互营单胞菌相对丰度地理分布格局.结果表明,丁酸降解产甲烷的延滞期(3～14天)随着样地纬度的升高而加长,但最大产甲烷速率没有显著的差异....     

微生物在温室气体排放与吸收中的多样性

对N2O和CH4两种重要的温室气体进行了研究．结果表明它们的生物排放源主要来自土壤微生物过程．其中土壤微生物的硝化和反硝化作用是N2O的重要排放源,厌氧土壤通过反硝化作用能将N2O还原为N2,是N2O的弱的汇．CH4主要由土壤中甲烷产生菌在厌氧条件下产生．在好氧条件下,甲烷氧化菌将厌氧土壤产生的甲烷进行氧化,成为土壤甲烷的汇．由此可见土壤微生物在温室气体N2O和CH4的产生与消耗中起着十分重要的作用,体现了微生物在温室气体产生与排放中的多样性．     

河南南泥湖矽卡岩型钼矿石地表风化产物初探

钼尾矿风化过程中钼元素释放会带来严重的环境污染问题,为了探究钼矿石在地表风化过程中含钼次生矿物形成对于钼元素在表生环境中迁移的影响,对南泥湖矽卡岩型钼矿石风化样品进行了系统的矿物学研究,探讨了次生矿物的形成机制以及钼矿石风化过程中Mo的赋存和迁移形式,进而评估其对环境的影响.矿石中的原生矿物主要为辉钼矿、黄铁矿、石英、方解石,检测到的次生矿物主要为钼钙矿、赤铁矿、针铁矿、石膏.辉钼矿在风化过程中表面破碎、层面卷曲,在辉钼矿与不同矿物接触界面,辉钼矿氧化形成的次生矿物有明显差异.辉钼矿与方解石接触处主要生成石膏和钼钙矿,钼钙矿呈半自形晶形,大小为2μm,方解石溶解消耗辉钼矿氧化生成的H~+,提高了局部的pH并且产生Ca~(2+),促进钼钙矿和石膏沉淀;在辉钼矿与黄铁矿接触处,主要生成赤铁矿、针铁矿,见少量钼钙矿,铁氧化物吸附重金属元素Mo.在pH为中性的环境中,含有辉钼矿、方解石、黄铁矿的钼矿石风化产物序列以钼钙矿-铁氧化物-石膏为主,Mo会被固定在钼钙矿中或者吸附在铁氧化物表面,从而减轻Mo释放带来的环境污染.     

不同土地利用方式对苏打盐碱土水溶性有机物荧光特性的影响

利用三维荧光光谱技术考察吉林省西部不同土地利用方式(草原、旱田和水田)对苏打盐碱土水溶性有机物荧光特性的影响.结果表明:水田中有机物质的质量比最高,为27.08g/kg,草原中有机物质的质量比最低,为21.63g/kg;水溶性有机物(WEOM)的质量比为水田旱田草原,芳香化程度为草原水田旱田,其值分别为3.90,3.79,3.31L/(mg·m);WEOM三维荧光光谱在区域Ⅲ和区域Ⅴ的荧光强度最高;WEOM荧光区域积分值为类腐殖酸类富里酸类溶解性微生物的代谢产物类色氨酸蛋白质类酪氨酸蛋白质;类富里酸质量比为草原旱田水田,类溶解性微生物代谢产物的质量比为水田旱田草原,类腐殖酸质量比为旱田草原水田.即不同土地利用方式对土壤中WEOM的质量比和组成影响显著.     

富里酸对生物成因次生高铁矿物形成的影响

为揭示在富硫酸盐环境中富里酸对生物成因次生高铁矿物形成的影响,通过摇瓶试验,研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌（A. ferrooxidans）参与不同富里酸浓度,对次生高铁矿物合成体系中pH、Fe2+氧化率、TFe沉淀率,以及矿物矿相、官能团、形貌和元素组成的影响。结果表明,pH变化整体呈现先上升后下降的趋势。富里酸浓度0.2-0.4 g/L体系在72h内Fe2+完全氧化,富里酸浓度0.6-1.0 g/L体系在144 h后Fe2+逐渐完全氧化,FA-0.2 g/L体系最高氧化速率（6.69 mmoL/L）是空白组（3.93 mmoL/L）的1.7倍,表明低浓度的富里酸能够促进Fe2+的氧化,提高氧化速率,高浓度的富里酸对A. ferrooxidans活性具有抑制作用,使氧化率降低,Fe2+最高氧化速率延迟。富里酸浓度低于0.4 g/L时,TFe沉淀率与空白组相近;富里酸浓度高于0.6 g/L时,TFe沉淀率比空白组有显著的提高,富里酸浓度的提高促进了Fe3+的水解。随着富里酸浓度提高,次生高铁矿物主衍射峰强度逐渐增强,但其官能团未发生改变,在富里酸浓度0.6-1.0 g/L体系中可以通过SEM察到施氏矿物且其含量逐渐增加,通过EDS分析,试验组K元素含量低于空白组,N和C元素高于空白组,表明富里酸浓度提高抑制黄钾铁矾的生成,有利于黄铵铁矾和施氏矿物的生成且次生高铁矿物对富里酸具有吸附作用     

五种土壤胶体对重金属镉的吸附特征研究

土壤胶体作为土壤中最细微、最活跃的部分,在土壤对重金属的累积方面起主要作用.研究不同土壤胶体对镉的吸附-解吸行为、化学形态转化等的影响,有利于摸清不同土壤类型中镉的迁移性和生物危害性,对开展区域农田镉污染修复有重要意义.本文选取蒙皂石、高岭土、针铁矿、氢氧化铝、腐殖酸五种土壤中常见的胶体,探究不同土壤胶体对镉的吸附特征.结果表明:(1)五种胶体对镉的吸附均属于单分子层吸附,蒙皂石能快速吸附大量的镉,但吸附的镉不稳定,解吸率最高;腐殖酸和针铁矿吸附的镉解吸率较低.吸附-解吸实验结果显示,五种土壤胶体对镉的保留吸附量为:腐殖酸(41.38 mg/g)针铁矿(24.95 mg/g)高岭土(19.43 mg/g)蒙皂石(15.06 mg/g)氢氧化铝(10.84 mg/g).(2)镉的形态分析结果显示,蒙皂石和高岭土吸附的镉大多以可交换态存在,针铁矿和腐殖酸吸附的镉形态较稳定,除针铁矿外,残渣态含量均较低,形态分析结果与吸附-解吸实验结果一致.(3)pH对于五种胶体吸附镉的影响程度大小为:腐殖酸针铁矿高岭土蒙皂石氢氧化铝.     

A/O-混凝-BDD组合工艺处理垃圾渗滤液的研究:Ⅱ.有机物去除机理

在A/O-混凝-BDD组合工艺系统最优运行条件下,采用紫外扫描、分子荧光、GC-MS、红外光谱等多种方法从不同角度深入分析A/O-混凝-BDD组合工艺的各段工艺进出水有机物组成和结构特性的变化,剖析不同工艺去除有机物的机理。结果表明,A/O工艺对脂肪族有机物支链和类色氨酸容易去除,对类富里酸有较好的去除,而对类腐殖酸较难去除;水力停留时间(HRT)从4.0 d增加至10.7 d时,增强了系统对类色氨酸和类富里酸的去除;回流比从3.0增加至3.5时,增强了系统对类色氨酸的去除,但对类富里酸的去除效果变差。混凝过程主要去除脂肪族和蛋白质类有机物以及类腐殖酸,对类富里酸去除效果较差,出水中仍残留部分芳香性物质。BDD对渗滤液中残留的各种难降解有机物均能够有效降解。     

重金属镉对铜绿微囊藻的分层胞外聚合物淬灭机制研究

通过三维荧光光谱法研究铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)产毒株FACHB-905和不产毒株FACHB-469分层胞外聚合物(EPS)的差异性以及Cd(Ⅱ)对EPS的淬灭机制。结果表明:FACHB-905分层EPS中主要含有4种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和2种类腐殖酸),FACHB-469分层EPS中主要含有6种荧光基团(色氨酸、芳香蛋白Ⅰ和4种类腐殖酸)。两者的分层EPS中芳香类蛋白比色氨酸、类腐殖酸有更大的Cd(Ⅱ)结合能力,FACHB-469比FACHB-905更易与Cd(Ⅱ)结合,附着型LB/TB-EPS中芳香蛋白Ⅰ均能被Cd(Ⅱ)有效淬灭,且以动态淬灭为主导,类腐殖酸能被静态淬灭。Cd(Ⅱ)致使FACHB-469的TB-EPS中出现了类富里酸物质。两种铜绿微囊藻与Cd(Ⅱ)的反应都是自发的放热反应,氢键和范德华力在反应中起主要作用。     

山东某高铁赤泥工艺矿物学研究

采用化学分析、X射线衍射、激光粒度分析、光学显微镜、能谱分析和BPMA等多种分析手段,对山东某高铁赤泥从工艺矿物学角度进行了详细研究.结果表明:赤泥粒度很细,化学成分与矿物(相)组成非常复杂.主要矿物(相)为微粒硅渣、赤铁矿、铁-铝氧化物、褐铁矿,以及微量的硅铝酸钠、铁-钛氧化物、石英、三水铝石、软水铝石、长石、云母等矿物.赤泥中的铁主要赋存于赤铁矿、褐铁矿、铁-铝氧化物和微粒硅渣中.赤泥中微粒硅渣含量较大但其中的矿物(相)粒度很细.充分利用微粒硅渣中的铁、铝、钛、钠是关键.     

弓长岭富铁矿氧化还原环境的形成机制

通过分析弓长岭二矿区铁矿中变质矿物与铁矿物的组合规律,特别是石墨、堇青石和铁铝榴石这三个矿物,分析得出该矿区中的石墨是原始泥质沉积物经区域变质作用形成的.通过物理化学计算得出铁氧化物在纯水条件下的赋存形式是赤铁矿,在石墨存在的条件下,铁氧化物的赋存形式是磁铁矿.由该地区部分赤铁矿与磁铁矿紧邻的关系得出由纯水离解产生的O2具有很低的活跃性,并由此观点解释了该矿区以及鞍本地区出现的"两头大,中间小"的有趣现象以及该矿区地下500 m假象赤铁矿产生的原因.     

高铝铁矿石工艺矿物学特征及铝铁分离技术

研究高铝褐铁矿石的工艺矿物学特性及其对铝铁分离的影响.研究结果表明,铁矿物主要为针铁矿和赤铁矿;铝的载体矿物主要是以微细颗粒集合体被针铁矿包裹的三水铝石和以类质同象存在于针铁矿中的铝;铝硅酸盐矿物呈分散状或浸染状与针铁矿共生,铁铝赋存关系十分复杂.强磁选、磁化焙烧-磁选不能有效破坏矿石中铝、铁细粒嵌布和类质同象结构,铝铁分离效果不明显;钠盐焙烧-浸出工艺能有效实现高铝褐铁矿的铝铁分离,当原矿全铁含量为48.92%,Al2O3含量为8.16%,SiO2含量为4.24%时,可获得全铁品位为62.84%,Al2O3含量为2.33%,SiO2含量为0.45%的铁精矿,铁的回收率为98.56%.     

电镜观察土壤腐殖酸分子制样技术的改进

对消除腐殖酸分子粘聚变形的制样技术进行了研究.现实验基础上提出了一种适用于电镜观察新的分离制样方法.提出的土壤富里酸分子分析制样方法与己有的制样方法相比较,既能减少分离制样过程中殖腐酸分子单体的变形,又能提高应用电镜技术研究土壤腐殖分子结构信息的成功率.     

高氨氮难降解渗滤液电解氧化处理的特性

在实验得到的优化电解氧化工况下,对不同初始氨氮质量浓度的渗滤液进行处理,并分析了电解过程中渗滤液循环回灌出水的可生化性变化.另外,还从出水溶解性有机物分子量分布变化和腐殖酸、富里酸和亲水性部分的变化两方面,来讨论电解氧化对渗滤液循环回灌出水中有机物的去除特性.研究表明:进水氨氮质量浓度越低,氨氮的去除速率越慢,电解中氨氮先于化学需氧量被完全去除;电解后渗滤液中溶解性有机物的分子量分布向小分子量方向转变,使得电解出水中分子量在10×103u以上的有机物占总量比例由18.4%降到6.7%,分子量在1×103u以下的有机物占总量比例由30.5%增至56.3%;电解后腐殖酸部分基本上都被降解,而电解对富里酸和亲水性部分的去除率相对较低;电解90 min时,出水腐殖酸、富里酸和亲水性部分的比紫外吸收值较电解前减少了75%左右,难降解物质含量大幅度下降,使得出水ρBOD5/ρCOD由0.06上升到0.27.