湘西奥陶系红色碳酸盐岩碳、氧同位素组成特征及古环境意义

红色碳酸盐岩是华南奥陶系的一种具有紫红—砖红色调的代表性沉积岩,其中可能蕴含特殊的古环境信息。湖南湘西三百洞地区具有一条出露良好、厚层为主的红色碳酸盐岩剖面,主要发育于大湾组和牯牛潭组内,文章对该段地层采集了355件碳、氧同位素和Mn、Sr元素分析样品,以及10件牙形刺化石样品进行研究。根据牙形刺样品约束,大湾组底界可能大致相当于弗洛阶顶界,大湾组和牯牛潭组界线在达瑞威尔阶中下部,牯牛潭组顶界大致相当于达瑞威尔阶顶界。据显微薄片鉴定、δ^(13)C-δ^(18)O相关性分析和Mn-Sr元素评估,推断样品受到成岩作用影响不大。355件同位素测试样品显示三百洞剖面的δ^(13)C和δ^(18)O均为低幅高频振荡,δ^(13)C在-0.38‰~1.67‰之间,δ^(18)O在-9.34‰~-7.21‰之间,其中可与全球对比的同位素事件有大坪阶底部碳同位素负漂事件(BDNICE)和达瑞威尔阶中部碳同位素漂移事件(MDICE),可以间接对比的有达瑞威尔阶下部碳同位素负漂事件(LDNICE),此外还有2次前人未命名的具有潜在对比价值的漂移。总体来看,冈瓦纳大陆北缘沿赤道由东向西具有δ^(13)C波动幅度逐渐增强的趋势,华南的波动幅度普遍偏小,可能由海水循环过程中不同块体的底层海水分层差异造成。另外基于δ^(13)C、δ^(18)O的古盐度计算,红色碳酸盐岩应属于盐度中等到较高的海相碳酸盐岩,并且剖面自下到上盐度增高,大湾组底部可能存在一次氧化事件。结合剖面岩石组成、颜色、古生物丰度以及区域古地理研究,认为红色碳酸盐岩可能是暂时性相对海平面下降叠加氧化事件的产物。

加速溶剂萃取-旋蒸定容-高效液相色谱法检测土壤中16种多环芳烃

建立了加速溶剂萃取-旋蒸定容-高效液相色谱法检测土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的方法.旋蒸定容有效减少了污染物的引入,特别是萘、菲.研究了影响PAHs回收率的主要因素.优化后的条件为:萃取温度110℃,静态萃取时间3 min,冲洗量30%,氮气吹扫时间30 s,正己烷/丙酮(体积比2∶1)为萃取液,1次静态萃取循环,弗罗里硅土柱为固相萃取小柱,正己烷/二氯甲烷(体积比7∶3)为淋洗液,淋洗液体积10 mL.在20—200 mg·L^-1范围内,各目标物线性关系(R2)为0.9994—1.目标物的检出限和定量限分别为0.08—2.50 mg·kg^-1和0.25—8.33 mg·kg^-1.在优化的实验条件下,加标水平为25 mg·kg^-1和100 mg·kg^-1时,目标物平均加标回收率分别为73.9%—105%、79.0%—110%,相对标准偏差(n=7)均小于10%.土壤PAHs QC样品的检测中,各目标物检测值均在参考值范围内;土壤PAHs QC样品加标回收率为63.4%—94.8%,适合实际土壤样品中多环芳烃的检测.

ICP-OES/ICP-MS法测定罗汉果中46种元素

建立了电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)/电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定罗汉果中46种元素的方法。ICP-OES检出限在0.68~18.10μg/L之间,ICP-MS检出限在0.001~0.093μg/L之间。此方法的精密度(RSD)处于0.73%~6.83%之间,回收率介于88.7%~112.1%。国家标准物质灌木枝叶的检测结果与参考值基本相符。测定结果表明,罗汉果中含有丰富的微量元素,其中含量在2 mg/kg以上的达到13种。本方法快速灵敏,适用于罗汉果中多元素的同时分析。

微波消解—ICP-OES/ICP-MS法测定桂花中46种元素

为建立采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)/电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定桂花中46种元素的方法。将样品经HNO_3—H_2O_2微波消解后,以ICP-OES测定桂花中Na、Mg、Al、P、S、K、Ca和Fe,ICP-MS测定桂花中Ag、As、Ba、Cd、Co、Cr、Cs、Cu、Hg、Li、Mn、Mo、Ni、Pb、Rb、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、V、Zn和15种稀土元素。结果表明:ICP-OES检出限为0.68~18.10μg/L,ICP-MS检出限为0.001~0.093μg/L。方法精密度(RSD)为0.84%~8.42%,回收率为87.2%~113.6%。国家标准物质灌木枝叶[GBW07603(GSV-2)]的检测结果与参考值基本一致。桂花测定结果表明桂花中富含多种微量元素,其中含量在10mg/kg以上的有13种。测定的元素中含量较高的有益元素为Na、Mg、P、S、K、Ca、Fe和Zn,而含量较高的有害元素有Al、Ni、Ba和Pb。该方法具有快速、简便、准确等优点,适用于桂花中多种元素的同时测定。

重庆市金佛山台原岩溶地下水系统结构特征分析

为了查明金佛山各洞穴之间的地下水力联系,探讨岩溶地下水系统结构特征,于2016年12月进行了多元示踪试验。将罗丹明B作为示踪剂,从药池坝附近消水洞(S01)投入,验证消水洞与北坡水源(水房泉)(S02)之间存在水力联系。结果显示,示踪剂历时曲线为多峰型,推测地下过水通道可能由单管道型演变为多管道型通道;将荧光素钠投入金佛洞地下水流动处(S05)和将罗丹明B、荧光增白剂投入羊口洞地下水流动处(S03),利用高分辨率荧光光度计,于燕子洞(S04)在线监测。结果显示,金佛洞、羊口洞分别与燕子洞之间存在水力联系,且示踪剂历时曲线均为跳跃型,推测地下过水通道可能为发育有一定规模溶潭的多管道型。

液液萃取电感耦合等离子体光谱法测定碳酸盐岩中的单质硫

建立了碳酸盐岩样品中单质硫的分析方法,此法以正己烷为萃取剂,在180.7nm和182.0nm波长下用电感耦合等离子体光谱法(ICP-AES)测定国家标准物质GBW(E)07108和碳酸盐岩样品。正己烷萃取碳酸盐岩中单质硫的回收率在90%~110%之间;每个样品测定7次,相对标准偏差(RSD)<5.0%。结果表明,此法满足实验要求,可用于大批量碳酸盐岩样品中单质硫的测定。

岩溶地区垃圾渗透液中36种挥发性有机物的测定

应用吹扫捕集-气相色谱-质谱法测定岩溶地区垃圾渗透液中36种挥发性有机物(VOCs)的含量。获取样品溶液5 mL于吹扫瓶中,利用TELEDYNE TEKMAR型吹扫捕集直接进样,经DB-VRX毛细管色谱柱分离、电子轰击电离(EI)全扫描检测,选择特征离子,再用外标法进行定量测定。结果表明:36种挥发性有机物的质量浓度在1～100μg·L^(-1)范围内,与其峰面积呈线性关系,方法检出限在0.03～0.27μg·L^(-1)之间,加标回收率在88%～110%之间,相对标准偏差(n=7)在2.32%～6.51%之间。

加速溶剂萃取-气相色谱法检测土壤中14种有机氯农药方法

建立了加速溶剂萃取-气相色谱检测土壤中14种有机氯农药(OCPs)的方法。对影响OCPs回收率的主要因素进行优化,得出优化条件:1次静态萃取循环,萃取温度90℃,静态萃取时间3 min,冲洗量30%,氮气吹扫时间40 s,正己烷/丙酮(1∶1,V/V)为萃取液。在优化条件下,加标水平为10、100?g/L时,平均加标回收率为86.6%～120%、88.1%～120%,相对标准偏差(n=7)均小于10%,方法检出限(t值法)为1.03～2.64?g/L。

基于文献计量学分析岩溶水文地质学研究热点

利用文献计量学方法分析2011-2018年国内外岩溶水文地质学领域研究的动态特征。通过Web of Science(WoS)核心合集数据库,以“Karst hydrogeology”、“Karst groundwater”、“Karst aquifer”、“Karst underground river”、“Karst subterranean stream”、“Karst underground stream”、“Karst spring”“Karst geothermal water”、“Karst thermal groundwater”或“Karst water landscape”为主题词,检索得到1460篇论文,通过中国知网(CNKI)收录的EI、核心期刊和CSSCI数据库,以“岩溶水文地质”、“岩溶地下水”、“岩溶含水层”、“喀斯特水文地质”、“喀斯特地下水”、“喀斯特含水层”、“地下河”、“岩溶泉水”、“岩溶地热水”、“喀斯特泉水”、“喀斯特地热水”、“岩溶水景观”或“喀斯特水景观”为主题词,检索得到918篇论文。基于WoS和CNKI自带功能及CiteSpace软件分析国家、机构、发文量及期刊等情况,结果表明:中国地质科学院岩溶地质研究所充分发挥了其在国内的机构职能和专业优势,中国有待进一步加强其在国际上的地域优势及其活跃度;由基于CiteSpace平台的关键词共现图谱发现国际岩溶水文地质学领域研究的热点问题包括“岩溶水动力学”、“岩溶地下水数值模拟”、“岩溶水文地球化学”和“岩溶水污染”,而国内岩溶水文地质学领域研究的热点问题范围更广,包括“岩溶含水系统”、“岩溶水资源”、“岩溶水环境”和“岩溶水文工程”。

某水源地地下水中石油类有机污染特征

利用GIS空间分析平台的反距离权重法插值获取中国北方某典型岩溶水源地2008—2010年地下水中石油类有机污染物浓度空间分布,基于SPSS软件的Spearman秩相关系数法获取地下水中石油类有机污染物的变化趋势,在此基础上叠加地下水水动力因素,并结合2016年地下水典型有机污染物空间分布状况获取地下水有机污染风险特征,结果表明:研究区59.04%的区域地下水水质趋于好转,29.55%的区域水质呈恶化趋势,水质恶化区集中在石化公司新区和旧区的下游;地下水中总挥发性有机物浓度与石化公司新旧区、排污渠、排污渗坑及导水系数的空间分布密切相关;石化公司新区污染源及其下游(Ⅰ-Ⅰ')典型石油有机污染物检出率高且浓度大,需加强防漏及采取污染防治措施;石化公司旧区下游(Ⅱ-Ⅱ')有机污染风险高且呈恶化趋势,需要采取污染防治措施。

小南海天坑群伯牛坑地下水去向解密

汉中天坑群地质遗迹被中国国家地理誉为“二十一世纪地理大发现”,其科学价值、美学价值和景观价值均达到了世界级。水作为天坑形成、发育和演化的源动力,通过示踪试验,发现伯牛天坑底部地下河并没有流向小南海观音洞,而是流向了小南海台塬面西侧的白水洞和龙王庙洞,这一发现对于指导汉中天坑科考和研究天坑发育演化规律具有重要意义。

大武岩溶水源地地下水水化学特征及其影响因素

选取北方典型岩溶裂隙含水系统,利用水文地球化学方法和统计学方法分析其地下水水化学特征及其影响因素,结果表明:沿着地下水主径流路径,地下水水化学类型种类逐年增加,除水岩作用外影响水化学类型的Ca2+、Cl-、Na+、SO42-多来源生活污水、工业废水和生活垃圾,且地下水中挥发性有机污染物的检出及NO3-、VOCs时空输入的多变性,表明区内地下水水化学持续受到人类活动的影响;利用比例系数法和因子分析法等获知影响地下水水化学的主要过程为水岩相互作用、阳离子交替吸附作用及溶滤作用,综合分析水化学类型和聚类分析可解译出监测点接收的物质组分及来源、地下水水化学动态变化过程及影响因素。

北方喀斯特地区地下水VOCs污染特征及健康风险——以山东省淄博市临淄区为例

为研究山东省淄博市临淄区喀斯特地下水中挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的污染特征及其对人类健康带来的风险,采集研究区内19个地下水样品,检测其54种VOCs的质量浓度。基于GIS平台和SPSS软件,利用数理统计方法和图解法等分析研究VOCs的检出率、空间分布特征、影响因素。结果表明:有16个地下水样品检出有机物,检出的20种VOCs属于芳香烃类和卤代烃类;单种有机物最高检出率为68.42%;三氯甲烷质量浓度最高,为404.00μg/L;一个样点的1,1-二氯乙烷、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和另一样点的三氯乙烯浓度超过中国/WHO饮用水标准;区内地下水中VOCs的空间分布与化工企业等的空间布局、地下水流场、土地利用类型、人类活动等密切相关。研究显示:整体上2条主径流路径上的总致癌最大风险触碰美国环境保护署建议的阈值(10^-6),一条地下水径流路径上工厂密集区总致癌最大风险超过了可接受水平(10^-4)且总非致癌最大风险大于1。山东淄博市临淄区地下水中VOCs的存在已对区内居民饮用水安全带来隐患,必须采取积极措施优化地下水环境,防止水质进一步恶化,解决当地居民饮用水源问题。

ICP-AES法测定碳酸盐岩中的总硫及其硫的形态

建立了碳酸盐岩样品中总硫及其硫的形态的分析方法，采用分级萃取技术提取样品中的单质硫、硫酸盐硫和硫铁矿硫，选择波长182．0nm，用ICP—AES测定不同形态的硫和总硫，用差减法得到有机硫。用此方法测试了国家一级标准和10个广元地区的碳酸盐岩样品，结果表明，碳酸盐岩中总硫的浓度较大，在0．05％～2．00％之间，碳酸盐岩中硫主要以硫酸盐硫和硫铁矿硫两种形式存在，占总硫含量的90％以上，单质硫的含量较低，低于总硫含量的1％，有机硫的含量受总硫和几种无机硫的影响误差较大。样品中各形态硫的加和值与总硫测定值和总硫参考值相符，每个样品的硫测定3次，其相对标准偏差（RSD）为0．15％～3．7％。

岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减机制

石油类有机物污染是地下水环境领域亟须解决的关键课题.本次研究耦合数值模拟和水文地球化学技术模拟岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减过程并定量计算其自然衰减机制.基于BIOSCREEN模型的模拟计算可知,近30年对流、弥散、稀释等物理过程和生物降解过程对石油类有机物衰减贡献率的平均值分别为31.53%和68.47%,生物降解作用是岩溶裂隙含水层自然修复能力的主要机制.利用质量守恒定律分析水化学(HCO_(3)^(-)、NO_(3)^(-))和同位素(δ^(15)NNO_(3)、δ^(18)ONO_(3)和δ^(13)C_(DIC))之间的相关关系可知石油类有机物生物降解贡献地下水HCO_(3)^(-)的平均值为33.93%;石油类有机物生物降解消耗主要电子受体NO_(3)^(-)贡献地下水δ^(13)C_(DIC)的百分率为30.77%且其占总生物降解的90.69%.