青藏高原东北缘循化盆地中中新世—早上新世黏土矿物及其古气候意义

青藏高原东北缘古气候可能受控于全球变冷、青藏高原隆升及局地地形变化的影响。为解析气候演化过程及驱动因素,本文以青藏高原东北缘循化盆地西沟剖面作为研究对象,在已有古地磁年龄约束基础上,分析了中中新世—早上新世沉积物中黏土矿物的组成和微观形貌特征。结果表明,西沟剖面沉积物中黏土矿物主要由伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石组成,其中伊利石含量最高,平均为59.3%;蒙脱石次之,平均为18.2%,绿泥石平均含量为12.3%,高岭石平均含量为10.2%。根据剖面中黏土矿物含量和比值的变化特征,结合循化盆地西沟剖面的沉积速率、孢粉记录、有机质碳同位素和沉积岩地球化学比值,并与深海氧同位素值(δ^(18)O)变化曲线对比,将循化盆地14.6~5.0 Ma气候环境演化划分为3个阶段:14.6~12.7 Ma,气候干冷期,与北半球冰盖扩展引发的全球性降温事件有关;12.7~8.0 Ma,气候相对温暖湿润期,可能与循化盆地周围山体隆升有关,即积石山在~12.7 Ma隆升至临界高度,成为西风带输送水汽的地形屏障,使得循化盆地内的降水增强;8.0~5.0 Ma,气候再次转向干冷期,该阶段气候的干旱化对应于青藏高原在8 Ma左右的快速隆升,高原进一步的隆升阻碍东亚季风西风带的暖湿气流向内陆的输送,从而引起区域干旱化。

除铁减酸反应池处理酸性矿山废水的效果研究

通过对除铁减酸反应池(RIAUM)处理酸性矿山废水(AMD)的效果进行持续监测与系统采样分析,查明了RIAUM处理系统中AMD的pH、酸度、总铁以及亚铁等理化指标的变化规律,评估了RIAUM处理系统对不同理化指标的净化效果,探讨了RIAUM各单元的潜在除铁减酸机制。结果表明:RIAUM处理系统运行效果稳定,具有良好的除铁减酸能力,Fe平均去除率在94.00%以上,出水Fe浓度满足《煤炭工业污染物排放标准(GB 20426—2006)》的限值要求;酸度平均去除率为70.29%;此外,RIAUM对Mn、Pb、Cr、Cd、SO_(4)^(2-)均具有一定的去除效果,去除率分别为37.34%、61.65%、86.82%、39.42%、28.56%。RIAUM的潜在除铁减酸机制主要为:氧化沉淀反应单元通过化学氧化沉淀作用和帷幕吸附与过滤作用除铁;微生物反应单元可能存在“二元”Fe净化机制,即在表层水体中,除化学氧化作用外,微生物如铁氧化细菌介导催化了Fe(Ⅱ)的快速氧化沉淀,而在底层水体中则可能依靠硫酸盐还原菌等厌氧细菌介导的SO_(4)^(2-)的还原产生的S2-与水体中的Fe反应生成低溶解度的铁硫化物沉淀,但该作用机制还有待进一步研究证实;碱中和反应单元中,碳酸盐岩溶解能够中和酸度,提升水体pH值。除铁减酸反应池的成功应用将为酸性矿山废水的治理提供重要的理论指导和潜在的技术支撑。

典型铊矿区河流水化学与重金属时空变化特征

采集了贵州省黔西南州滥木厂铊矿区清水河流域20个点位洪水期、平水期和枯水期水体样品,综合运用数理统计、Piper三线图、离子比和内梅罗污染指数法等方法,分析了清水河流域水体的水文地球化学特征,探讨了流域水化学空间演化规律,查明了Tl等重金属时空变化特征与污染现状。结果表明:清水河流域水体均为弱碱性,阳离子以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)为主,水化学类型为Ca·Mg-HCO_(3)·SO_(4)(SO_(4)·HCO_(3))型;主要离子浓度季节性变化与空间差异较小,水化学组分主要受碳酸盐岩风化和蒸发岩溶解控制;清水河水体Tl污染严重,Tl浓度季节性差异明显,洪水期和平水期相对稳定,而枯水期水体Tl含量受地下泉水和历史遗留废渣影响显著,波动较大,最高可达4.036μg/L,内梅罗污染指数法评估结果表明清水河水体Tl等重金属污染水平为重度污染;虽然矿山生态修复后,清水河水体水质有所改善,但Tl等重金属污染问题未根除,亟需查明流域地下水水质状况和科学整治河道内堆积的历史遗留废渣。

广东河源地区早白垩世径尾岩体的年代学和地球化学特征及其地质意义

华南晚中生代花岗岩及其形成的构造背景是目前研究的热点之一。笔者等报道了分布于华南板块东南部河源地区径尾岩体的岩石学、地球化学和年代学特征,以探讨该岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。岩石学研究表明,径尾岩体岩性较为单一,主要为黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,径尾黑云母二长花岗岩的年龄在143.2±1.3~145.4±1.1 Ma之间,表明其形成时代为早白垩世。岩石学及地球化学特征显示,径尾黑云母二长花岗岩属于准铝质—弱过铝质系列,具有富SiO_(2)(71.15%~76.11%),富K_(2)O(4.68%~5.89%),贫Al_(2)O_(3)(12.58%~14.03%)的特点,富集Rb、U、Th等大离子亲石元素,亏损P、Ti、Ba、Sr等元素,稀土配分型式呈燕式分布,δEu值为0.11~0.26,负Eu异常明显,Y/Nb>1.2,锆石饱和温度较高,为791~829℃,属于高分异的A2型花岗岩。黑云母二长花岗岩中锆石具有低的εHf(t)值(-7.3~-0.4),对应的Hf同位素二阶段模式年龄(TDM2)为1198~1632 Ma,指示其可能是在伸展构造环境中及低压、高温条件下由古老壳源基底物质部分熔融形成,并伴有少量幔源岩浆的加入,随后在岩浆侵位过程中发生了一定程度的分离结晶。结合区域地质资料,认为径尾黑云母二长花岗岩的形成可能与俯冲古太平洋板块的后撤所导致的岩石圈伸展过程有关。

“双一流”建设背景下基于“产学研用”思路的环境功能材料课程教学改革探讨

在“双一流”建设背景下,推进课程教学的“产学研用”深度融合是提升研究生培养质量以满足新时期高层次人才新需求的有效途径。本文在“产学研用”教学一体化背景下,基于目前环境功能材料课程教学存在问题,对“产学研用”一体化教学机制、教学内容和教学模式、教学手段以及教学评价体系等方面的课程教学建设进行改革探索,以期提高该课程教学质量的同时,强化对学生专业能力、科研能力和实践能力的培养,并为推动培养全方位高质量人才与社会人才需求的有效衔接提供一定参考。

砷的水地球化学及其环境效应

砷在水环境中的迁移和富集可以产生严重的砷污染。砷在自然水系中主要以无机砷酸盐 ( As O4 3-)和亚砷酸盐( As O33 -)两种形式存在 ,而砷的有机化合物的含量一般都很低。砷酸盐在富氧化性的水体中占优势 ,而亚砷酸盐则富集于还原性水体中。水体中 As3+和 As5+的相对含量主要受氧化还原条件和一些吸附—解吸平衡过程控制。 As3+类比 As5+类的毒性强得多 ,而无机砷化合物比有机砷化合物的毒性大。在 p H值为 5～ 6时 ,As5+不易被还原成气态 As H3,而 As3+却能定量地被还原出来。根据这一性质 ,可完成水体中 As3+和 As5+的测定。砷在饮用水中的安全阀值仅为 10 μg/L。水体中高砷的危害可以通过水质净化予以消除或降低。铁的化学沉淀和吸附法、石灰软化法。

黔西南Au-As-Hg-Tl矿化区毒害金属元素的水地球化学

研究了黔西南典型 Au-As-Hg-Tl矿化区内毒害金属元素在采矿活动和自然状态影响下的水地球化学特征及其环境效应。结果表明，已开采的 Hg-Tl矿区地下水和地表水中均有很高的毒害金属元素，煤采区地下水中亦表现出类似的特征，而 Hg-Tl矿区外围地下水中金属元素保持在较低的水平。 Hg-Tl矿区地表水中 As和 Tl的分布模式表明，其含量的变化受矿区地下水排泄和尾矿淋滤作用的控制。在尚未开采的金矿区，浅层地下水中金属元素的含量没有明显的富集，尚未构成环境问题。采矿活动扰动下的地下水和暴露于地表的尾矿及矿山废物是水中毒害金属元素的主要来源，水环境研究对采矿活动造成的环境影响具有良好的指示效果。

黔西南铊污染区铊的水环境地球化学研究

黔西南滥木厂地区由于铊的硫化物矿化,导致铊在地下水和地表水中十分富集,其富集程度从高到低依次为矿坑深层地下水、地表溪流水和浅层地下水。地下水中铊的含量在矿化区最高,随着远离矿化区而逐渐降低。在地表溪流水中,铊的含量表现出下游河段远远高出上游和中游河段的分布特征;下游溪流水中铊的较高含量可能与来自矿化区地下水在下游河床溢出的贡献有关。滥木厂研究区水体中铊的富集具有潜在的环境危害。饮用水中铊的含量低于美国的安全标准,尚未构成明显的健康危害,但应该加强对饮用水中铊含量的定期监测。富铊的溪流水通过农业灌溉途径会造成铊的进一步扩散,从而导致农业土壤的铊污染,值得高度关注。

铊的水地球化学及环境影响

铊(Tl)是一个典型的毒害金属元素,其对哺乳动物的毒性高于Hg、Cd、Cu、Pb、Zn等元素。Tl在自然水体中存在两种氧化状态:Tl+和Tl3+,通常主要以Tl+形式存在。Tl+易随地下水或地表水的流动而迁移到更远的距离,但在较强的氧化环境中,Tl+能够氧化成Tl3+形成Tl(OH)3的沉淀,可以制约水环境中Tl的总含量。Tl可以通过饮用水进入人体,其中Tl+在人体的酶化反应过程中可以置换K+,并与酶产生很强的亲和力,从而诱发Tl的毒害效应。活性铝净化法、离子交换法和NaCl溶液可以用来去除饮用水中的Tl。基于Tl的毒害性,Tl所产生的水环境问题应该引起重视。

胡敏素对土壤-水稻系统砷镉迁移转化的影响效应与机制

砷(As)和镉(Cd)在稻米中积累导致人体健康风险的问题已经引起全球范围的广泛关注。水稻生长过程中不同的水分管理和有机质的添加对水稻吸收砷和镉有重要的影响,但其中的机制还未被系统阐述。因此,本文主要探究了不同水管理条件下添加腐殖质对水-土-铁膜界面砷和镉含量及形态变化的影响,结果发现淹水还原条件下胡敏素的添加能进一步促进砷的还原,增加水稻各部分对砷的积累。然而,加入胡敏素后能促进镉的固定,进一步减少水稻各部分对镉的积累。

层次分析法在区域化探异常评价筛选中的应用

以甘肃南部碧口群分布区为例,提出用层次分析法(AHP)对区域化探异常进行综合评价与筛选的思路和应用方法;根据区域化探异常所处的地质背景、物化探异常特征以及遥感解译信息的综合资料,用AHP建立区域化探异常的递阶层次模型;通过建立各层次的一系列判断矩阵,计算出各个异常最终的评序权重;根据权重大小筛选出的异常,评序结果可信,可用来预测找矿远景区。

贺江水系沉积物重金属空间分布特征、来源及潜在生态风险

以珠江一级支流——贺江水系沉积物为研究对象,通过系统采集表层沉积物样品,利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)和电感耦合光发射光谱仪(ICP-OES)测定As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sb、Tl、V、Zn和Fe等金属元素含量,查明流域沉积物中重金属空间分布特征,结合主成分分析和相关性分析等探讨贺江流域表层水系沉积物中重金属的来源,并利用地累积指数法、富集因子法和生态风险指数法评估了沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险.结果表明:贺江流域表层水系沉积物中重金属受到不同程度的人为活动影响,As、Cd、Cu、Mn、Pb、Sb、Tl和Zn的平均含量高于我国西南五省水系沉积物中的重金属的平均值,而其它元素含量相对较低;地累积指数法(I_(geo))和富集因子法(EF)污染评价结果表明,贺江流域表层水系沉积物污染程度大小依次为Sb>As>Cd>Pb>Zn>Tl>Cu>Mn>Co>V>Ni>Cr,其中,未受Co、Cr、Ni和V污染;各金属Hakanson潜在生态风险指数irE大小依次为Sb>Tl>As>Cd>Pb>Cu>Co>Ni>Zn>V>Mn>Cr,重金属综合潜在生态风险指数(RI)为65.63~1142,其中,As、Cd、Sb和Tl的生态风险指数irE之和占综合指数RI的平均百分比为88.30%,表明As、Cd、Sb和Tl等4种重金属具有极强的生态风险;主成分分析提取的两个主成分的累积贡献率达到79.80%,结合野外调查资料和Pearson相关性分析结果,表明As、Cd、Cu、Mn、Pb、Sb、Tl、Zn主要源于农业生产活动、城镇生活污水、鱼养殖业和矿业活动的贡献,而Fe、Co、Cr、Ni和V则主要源于岩石自然风化的贡献.

微生物与重金属的相互作用机理研究进展

微生物在自然界内种类繁多,并在重金属元素的生物地球化学循环中扮演着重要的角色。近年来,细菌与真菌对重金属的富集、转化作用成为此领域内的研究焦点。研究结果表明,细菌对重金属的富集、转化作用主要是通过胞壁吸附、氧化还原、细菌淋滤及与其它生物协同作用而进行的;真菌则主要是通过表面吸附与重金属硫蛋白的络合作用来富集环境中的重金属。文章对这些研究进展进行了综述,同时还介绍了菌根真菌在重金属的植物修复中所起的重要作用。

黔西北土法炼锌废弃地植被重建的限制因子

以土法炼锌废弃地的废渣、污染土壤和背景土壤为基质材料,分别种植黑麦草(Loli-um perenne)和三叶草(Trifolium pretense),分析各种基质的基本化学特性、重金属(Pb、Zn、Cd)含量及其赋存形态、两种植物生长特性.结果表明,土法炼锌废渣上植被重建的主要限制因子包括高盐碱胁迫、有机质含量低、养分缺乏(TN、碱解N、TK).废渣重金属含量高,有效态含量低,对植物毒性小,但存在潜在危害性.污染土壤重金属含量低于废渣,但生物有效态重金属含量高.污染土壤植被重建的限制因子包括重金属毒性、P和K的有效性.废渣与污染土壤混合是土法炼锌废弃地基质改良的有效途径.

黔西南滥木厂铊矿化区河流沉积物中重金属污染及其潜在生态危害

黔西南滥木厂铊矿化区河流沉积物中重金属元素的含量很高,其环境污染和生态危害值得关注。本文采用地质累积指数(Igeo)和潜在生态危害指数(RI)对重金属污染及其潜在生态危害进行了评价。结果表明,滥木厂河流沉积物中重金属存在较强程度的污染,并具有较强程度的潜在生态危害。主要的污染元素为Tl、As和Cd,而Cr、Zn、Pb、Cu基本上处于无污染或轻微污染的水平。河流沉积物重金属的污染在上游河段较下游河段严重。重金属平均潜在生态危害的排序为:矿山影响区Tl>Cd>As>Pb>Cr>Cu>Zn;矿山未影响区Cd>Tl>Pb>Cr>As>Cu>Zn。

锑矿区水体水环境锑污染及硫同位素示踪研究

本文系统研究了贵州省半坡锑矿区水环境锑污染现状,用硫同位素指示采矿活动对矿区水体的影响,以查明锑矿区水环境中Sb的释放迁移过程和水污染程度。研究发现,矿区水体中Sb和SO42-含量分别高达1377μg/L和1926 mg/L;岔河下游近10 km处仍保持较高水平(182.5μg/L Sb和59.8 mg/L SO42-)。岔河水体中,δ34S-Sb、δ34S-SO42-和Sb-SO42-间均具显著正相关,相关系数分别为r=0.68(p<0.05)、r=0.89(p<0.01)、r=0.72(p<0.05)。表明岔河水体中,δ34S和SO42-能很好地指示矿业活动引起的Sb污染程度和扩散范围。根据同位素质量平衡原理估算,发现矿区下游水体中的硫主要来自矿山,表明矿区下游水体污染受采矿活动影响显著。

贵州滥木厂汞矿区土壤与大气间气态汞交换通量及影响因素研究

利用动力学通量箱-大气自动测汞仪联用技术,分别于2002年12月和2003年5月对贵州省西南部滥木厂汞矿区5个采样点的土壤汞释放通量进行了系统的测定。结果表明该区土壤是大气的重要汞释放源。5个采样点土壤释汞通量最高值达10543.7ng/(m2·h),平均值最高达(2283.3±2434.2)ng/(m2·h)(n=152)。结果显示土壤总汞含量与土壤释汞通量关系密切,是决定土壤汞释放的内在因素,光照、温度、湿度和大气汞含量等环境因素与土壤释汞通量有较好的相关性,对土壤汞的释放有显著的影响。

高产Monacolin K红曲菌株的复合诱变选育

利用紫外线和氯化锂对一株紫红曲Monascus purpureus菌株进行复合诱变试验。在最佳紫外照射时间为45s和最佳氯化锂浓度为1.0‰的情况下,获得了一株MonacolinK高产突变菌株Monascus purpureus ZT32且连续传接5代产量稳定,用紫外分光光度法检测其MonacolinK的含量为219.9μg/mL,较原始菌株高出2倍多,然后将其用于固态发酵,结果表明:红曲米中的MonacolinK的含量达到8.33mg/g,是原始菌株的3.3倍。

云南金顶超大型铅锌矿区镉的地球化学特征及其环境效应

云南金顶铅锌矿是镉元素富集区，采矿活动导致镉元素释放出来进入地表环境造成镉污染。矿区不同岩石中镉分布差异比较大，围岩中镉含量范围在50×10^-6-650×10^-6之间，平均310×10^-6，原生矿中镉含量范围14×10^-6-2800×10^-6，平均767×10^-6，氧化矿中镉含量范围110×10^-6-8200×10^-6，平均1661×10^-6，其平均值最高。氧化矿是镉元素的主要载体和释放源。淋滤实验表明矿石易氧化而释放出镉等有害元素，滤出元素可以迅速发生沉淀或被沉淀物包裹，其能力表现为Zn〉Pb〉Cd。研究结果表明，矿区下游江河段水体中隔的平均值为15.7μg/L，悬浮物中镉平均值为49.3 mg/kg，沉积物中镉平均值为203.7 mg/kg。矿区富镉岩石和矿物的自然风化是造成江水体和沉积物中镉污染的直接原因，对流域水生态环境造成潜在危害。