Iron Fertilization with Enhanced Phytoplankton Productivity under Minimal Sulfur Compounds and Grazing Control Analysis in HNLC Region

The present study investigated quantitatively the significance of HNLC (high-nutrient low-chlorophyll) regions and its grazing control with the improved iron fertilization for climate change. The limitation of iron (Fe) for phytoplankton growth in HNLC regions was confirmed by sulfur compounds (S) such as volcanic ash and hydrogen sulfide (H2S) in batch cultures, whose chemical sediment of Fe3S4 showed 4.06 wt%. The technologies developed for iron fertilization since 1993 till now were not practical to provide sufficient amounts of bioavailable iron due to sedimentary iron sulfides induced by undersea volcanic sulfur compounds. The proposed technology for iron fertilization was improved to enhance the bioavailable iron to phytoplankton by keeping minimal sulfur compounds in HNLC regions. The low productivity of phytoplankton by grazing control in HNLC regions was 6% diatoms whose 52% was grazed by copepods and 42% by krill on the basis of data analysis in 2000 EisenEx Experiment at boundary of Antarctic and African tectonic plates. All of the previous iron fertilization experiments were conducted at volcanic sulfur compounds enriched HNLC regions. The present study revealed that the enhanced phytoplankton productivity in batch culture without sedimentary iron sulfides can be possible only if sulfur compounds are minimal, as is in Shag Rocks (53°S, 42°W) of South Georgia in Scotia Sea in the Southern Ocean.

Appropriate Location and Deployment Method for Successful Iron Fertilization

“High nutrient, low chlorophyll (HNLC)” regions were created by locking iron into sedimentary iron sulfides with hydrogen sulfide available from volcanic eruptions in surrounding oceans. Appropriate locations and deployment methods for the iron fertilization were far from volcanoes, earthquakes and boundaries of tectonic plates to reduce the chance of iron-locking by volcanic sulfur compounds. The appropriate locations for the large-scale iron fertilization are proposed as Shag Rocks in South Georgia and the Bransfield Strait in Drake Passage in the Southern Ocean due to their high momentum flux causing efficient iron deployment. The iron (Fe) replete compounds, consisting of natural clay, volcanic ash, agar, N2-fixing mucilaginous cyanobacteria, carbon black, biodegradable plastic foamed polylactic acid, fine wood chip, and iron-reducing marine bacterium, are deployed in the ocean to stay within a surface depth of 100 m for phytoplankton digestion. The deployment method of Fe-replete composite with a duration of at least several years for the successful iron fertilization, is configured to be on the streamline of the Antarctic Circumpolar Current (ACC). This will result in high momentum flux for its efficient dispersion on the ocean surface where diatom, copepods, krill and humpback whale stay together (~100 m). Humpback whales are proposed as a biomarker for the successful iron fertilization in large-scale since humpback whales feed on krill, which in turn feed on cockpods and diatoms. The successful large-scale iron fertilization may be indicated by the return of the humpback whales if they could not be found for a long period before the iron fertilization. On-line monitoring for the successful iron fertilization focuses on the simultaneous changes of the following two groups;the increase concentration group (chlorophyll, O2, Dissolved Oxygen (DO), Di Methyl Sulfide (DMS)) and the decrease concentration group (nitrate, phosphate, silicate, CO2, Dissolved CO2 (DCO2)). The monitoring of chlorophyll-a, nitrate phosphate, and silicate concentrations after deploying the Fe-replete complex is carried out throughout the day and night for the accurate measurement of algal blooms.

铁及其化合物控制污泥厌氧消化VSCs机理研究进展

厌氧消化是污泥减量化和资源化的有效方法,然而,污泥厌氧消化过程中形成的挥发性硫化物(VSCs)引发了许多问题,如降低消化效率､造成设备腐蚀､损害人体健康等.投加金属铁或铁化合物等原位硫化物去除技术在控制VSCs排放方面效果显著.为了深入理解铁在厌氧消化过程中的作用,本文在总结VSCs产生机制的基础上,综述了投加铁盐､废铁屑､铁矿石控制VSCs的机理,评估其在厌氧消化中的实际适用性,并对铁及其化合物控制VSCs的未来研究方向进行了展望,为厌氧消化过程中VSCs经济有效的原位控制提供思路与对策.

煤粉粒径对微波脱硫过程的影响

采用穆斯堡尔谱学方法分析不同粒径的煤粉在微波辐照下各煤样中黄铁矿向磁黄铁矿转变的效果 .结果表明颗粒粒径越小 ,在微波照射下黄铁矿向磁黄铁矿转化的程度就越高 ,粒径最小的煤样黄铁矿几乎完全转化 .

穆斯堡尔谱在煤粉微波脱硫试验分析中的应用

采用穆斯堡尔谱学方法分析煤粉的微波脱硫效果。结果表明微波辐照后煤粉样对应的同质异能移IS和谱面积A都较未辐照的减小 ,并出现磁超精细场 ,说明微波辐照后煤粉中的黄铁矿开始向磁黄铁矿转化。通过计算 ,在给定的微波辐照条件下 ,黄铁矿转化为磁黄铁矿的转化率为 2 4 7%

煤微波法脱硫过程中铁-硫化合物的变化

在不加浸提剂和通以氮气(含氧约1%)条件下,用2.45GHz微波照射约100s,东林煤(D)和鱼田堡煤(Y)的脱硫率均可达到20%以上。照射后进一步用5%的过量稀盐酸处理,脱硫率可高达68%。穆谱分析麦明,D、Y均含黄铁矿和硫酸亚铁,D还存在少量黄钾铁矾。经微波照射,黄铁矿转变成磁黄铁矿和陨硫铁,硫酸亚铁可能转变成其它铁相,其程度随着脱硫深度的变化面变化。用稀酸处理几乎可以除尽煤中磁铁矿和陨硫铁。因而微波照射与酸洗结合将是一种有效的脱硫方法。

原油加工中硫铁化合物氧化自燃研究的文献计量学分析

为客观掌握原油加工中硫腐蚀产物(主要指硫铁化合物)氧化自燃的研究进展,对中国知网(CNKI)和Web Of ScienceTM(WOS)核心合集数据库中2006—2016年间国内外硫腐蚀产物氧化自燃的相关研究文献进行高级检索,利用文献计量学方法对国内该领域相关研究文献的发表年度、学科分布、作者分布、研究机构、基金项目资助等方面进行统计与分析,并采用CitespaceIII软件对硫腐蚀产物氧化自燃相关研究文献的关键词进行分析。结果表明:2006—2016年间国内该领域相关研究文献的发表数量总体呈上升态势;该领域呈现多学科相互交叉的发展趋势,其中石油、天然气工业是发文量最多的学科;文献作者蒋军城、赵声萍、赵彬林、张振华、李萍在该领域的研究成果较多;辽宁石油化工大学、南京工业大学、东北大学是该领域研究比较活跃的机构;该领域研究的基金项目资助主要来自国家自然科学基金;该领域的研究热点主要围绕"硫化亚铁"、"硫铁化合物"、"自燃性"、"硫化氢"、"活化能"、"化学清洗"等关键词展开;指出该领域国际上文献发表数量较少的可能原因。最后评述了硫腐蚀产物氧化自燃研究现状和存在的主要问题,并对未来研究趋势进行了展望。

铝酸钠溶液中硫和铁组元间的相互作用（英文）

对铝酸钠溶液中铁化合物与含硫组元间的反应行为进行研究。结果表明:铝酸钠溶液中铁化合物能显著脱除溶液中的S2-,对S2O32-、SO32-和SO42-等硫化合物则没有脱除效果。当Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物加入量达到铁硫摩尔比为2:1时,100°C下S2-的脱除率分别达到86.10%和92.70%。在Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物的除硫过程中,均有水合硫代铁酸钠、赤铁矿、无定型硫化亚铁、聚合硫铁化合物和硫酸铁等物质生成,主要区别在于Fe(Ⅱ)化合物反应初期生成的水合硫代铁酸钠会继续转化为不含钠的二硫化亚铁。

一种简易的薄层色谱梯度展开装置

本文介绍了一种可用于薄层色谱的阶段性梯度展开和连续性梯度展开的装置,以水平夹层板为展开槽,展开剂通过注射针头传递到薄层板上。利用该装置分离了双环戊二烯基二芳氧基钛、锆化合物和铁硫原子簇化合物。

“华光礁Ⅰ号”沉船木材降解评价及硫铁化合物分析

含有硫和铁化合物的有机材质文物在海洋长期浸泡过程中会受到生物、化学等方面的侵蚀,发掘出水后从低氧的海洋环境到有氧的空气,这些化合物就会变得不稳定,可能会引发文物化学劣化,从而降低有机质文物的机械稳定性。目前世界上打捞出水的古代沉船大多为木质有机质材料,最著名的就是瑞典斯德哥尔摩的“瓦萨(Vasa)”号和英国朴次茅斯“玛丽·玫瑰(Mary Rose)”号沉船,船体木材由于积累了海洋中硫酸盐还原菌转化的还原硫化合物以及来自船体腐蚀铁螺栓的铁离子(Ⅱ)从而劣化。据研究,数吨的还原态硫化物聚集在瑞典Vasa号战舰船身的木材中,280吨的船体中大约有2吨的硫或硫酸存在。中国“华光礁Ⅰ号”南宋沉船船货有大量铁器,制造船只的过程中又嵌入了大量铁钉用于加固船体,这些铁质物出水前后都会对木质船体形成隐患。为了对“华光礁Ⅰ号”沉船进行保护,根据实际情况选择一批样品对船体现状进行科学评估,为下一步制定保护方案提供依据。通过对“华光礁Ⅰ号”船体选取一定数量的样品分析其含水率,并通过红外光谱仪(FTIR)、离子色谱仪(IC)、元素分析仪、等离子发射光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD),分别对木材样品的分子结构变化、化学组分、离子含量、物相构成等进行分析,评估其现状情况。通过分析,发现“华光礁Ⅰ号”松木构件与正常现代松木含水率相比普遍较高,平均含水率为447.9%,与泉州湾宋代海船船体木材300%的含水率、宁波“小白礁Ⅰ号”船体木材210%含水率相比,“华光礁Ⅰ号”船体构件降解比较严重。“华光礁Ⅰ号”饱水考古木材1%NaOH的抽取物含量远高于现代木材,总纤维素平均含量仅占现代木材的27%,说明纤维素和半纤维素已被严重降解;木质素含量有所增加,灰分平均含量为现代松木的68倍。从红外光谱看出,“华光礁Ⅰ号”考古木材与现代松木相比木材化学成分和结构发生了变化,半纤维素严重流失,纤维素分子链有部分降解,分子链结晶结构遭到破坏。“华光礁Ⅰ号”木材浸泡液中硫酸根离子浓度较高。ICP测试结果中铁离子含量很高,说明木材内无机化合物中主要含铁,结合浸泡液较高的硫酸根浓度说明船体内铁硫化合物还没有清除干净。XRD结果证实表明了铁硫化合物黄铁矿(FeS 2)以及针铁矿、硫酸盐的在船体中的存在。相比于其他文献,本研究的“华光礁Ⅰ号”沉船是目前热带地区出水的文物,高温高盐的热带气候下海洋出水含硫铁化合物的木质文物的保护及保存都是一个挑战,也是一个崭新的课题。通过对“华光礁Ⅰ号”沉船构件现状进行的科学评估,沉船保存情况不容乐观,木材糟朽程度和破坏程度均非常严重,这是文物保护工作者必须面临和解决的关键问题。

铁硫蛋白模型化合物的研究进展

本文综述了目前国际上对铁硫蛋白模型化合物研究的进展情况，介绍了ＮＨ－－Ｓ氢键和芳香环在这些模型化合物及其天然蛋白中的作用。作为铁硫蛋白活性中心的模型，至今已有许多化合物被合成出来，通过这些模型化合物的研究知道，ＮＨ－－Ｓ氢键和芳香环在调控配合物及天然蛋白的氧化还原电位和稳定性方面起着非常重要的作用。另外，作为顺式乌头酸酶、固氮酶等金属酶的模型，已成功地合成了含３Ｆｅ４Ｓ核以及含钼的铁硫簇合物。

过渡金属原子簇中的协同效应

以铁硫、铁钼硫簇合物为例对过渡金属簇合物中的协同效应进行了讨论。利用结构谱学数据,从簇骼转化、电子加入对簇骼的影响,端基、桥基、非邻近基团的作用等几个方面讨论了铁硫、铁钼硫簇合物中各种基团之间的相互作用。

石脑油储罐硫铁化合物自燃危险性分析与评估

为了对石脑油储罐中硫铁化合物自燃危险性进行分析与评估,结合硫铁化合物形成和自燃机理,通过现场重点调研,掌握储罐中硫铁化合物自燃隐患集聚分布情况,利用故障树分析法(ATA)分析导致硫铁化合物自燃故障发生的主要因素,并深入探究其潜在原因。

石蜡氯化反应异常停止的原因

氯化石蜡生产中因液氯质量问题引起反应终止,分析了影响液氯质量的因素(主要是液氯中硫酸、二氧化硫、铁的化合物、水分、光气及二氧化氯等含量超标),提出了解决措施。

抑氢剂对锌-铁合金电镀阴极电流效率的影响

为抑制碱性锌酸盐体系锌–铁合金电镀中氢气的析出,提高阴极电流效率,在分析铁族金属原子结构的基础上,筛选得到了性能优良的负二价硫族化合物抑氢剂。研究了该抑氢剂对锌–铁合金电镀的阴极电流效率及电化学行为的影响。结果表明:抑氢剂对纯锌电镀阴极电流效率的影响很小,基本上保持在80%左右;加入抑氢剂可使锌–铁合金共沉积的阴极电流效率由未加抑氢剂时的63.28%提高到83.54%;抑氢剂的最佳用量为20mL/L。

煤矿中硫铁化合物的氧化动力学研究

硫铁化合物氧化放热是引发煤炭自燃的原因之一,运用XRD、TG-DSC技术分析硫铁化合物的热分解过程和非等温热分解机理。研究表明,硫铁化合物分解包括3个阶段:在179.1~287.75℃内逐步进行物相转化,403.5~493.75℃内开始FeS_2的氧化热解,611.65~792.25℃内发生硫酸盐(或亚硫酸盐)逐步分解,热解失重达到最大值。运用Friedma法、Kissinger法、Starink法对非等温动力学数据进行分析,3个阶段的表观活化能分别是96,174,230 k J/mol。各阶段样品稳定性逐渐提高,为硫铁化合物自燃的综合判据提供依据。

Fe(CO)5为原料合成几种铁羰基化合物

以Fe(CO)5为起始原料直接或间接合成了Fe(CO)4I2、Fe3S2(CO)9、Fe3(CO)12、Fe2S2(CO)6、Cp2Fe2(CO)4和CpFe(CO)2X(Cp=环戊二烯基;X=Cl,I)7种典型的羰基铁化合物。比较系统的阐述了这几种化合物的合成方法以及产物红外光谱的差异,首次发现用Fe(CO)4I2和Na2S快捷合成Fe3S2(CO)9化合物的新方法,并用单晶衍射法证实了该化合物。

石油化工储运设备中新型硫铁化合物泡沫清洗剂的研究

以黄原胶为增稠剂、羟乙基纤维素为表面活性剂和发泡剂,添加到硫酸溶液中制得一种新型泡沫清洗剂,并用其清洗硫铁化合物样板;考察了浓硫酸与水的配比、黄原胶含量和羟乙基纤维素含量对泡沫清洗剂清洗效果的影响,得到了适宜的泡沫清洗剂配方.实验结果表明,选用98％（w）浓硫酸与水的体积比为1∶7.5的硫酸溶液为原洗涤剂,添加0.4％～0.7％（w）的黄原胶和0.6％～0.9％（w）的羟乙基纤维素,所得泡沫清洗剂的清洗效率较好.在室温、反应时间3 min的条件下,该泡沫清洗剂的清洗效率比硫酸溶液的清洗效率提高84.97％,硫酸用量大幅降低.该泡沫清洗剂解决了该类清洗剂用量大、清洗过程产生大量硫酸废液污染环境等问题.

抗氧化低硫柔性石墨材料的研究

针对目前石墨类密封制品抗氧化性能差,密封性能不高,易泄漏等问题,选用高锰酸钾和浓硫酸作混合氧化剂,三氯化铁作催化插入剂,少量过氧化氢作催化剂,采用半固相浸渍法制备膨胀石墨,再将其用蔗糖硼酸脂溶液浸渍、脱水、低温干燥、高温膨胀后压制成高抗氧化低硫柔性石墨复合密封材料。制品含硫量低于5.0×10-4,抗氧化能力增强一倍以上,在预紧力70MPa,介质压力10.0MPa的情况下泄漏率小于0.0001。研究结果表明采用这种新工艺可以改善石墨复合密封材料性能,从而更好地满足使用要求。

不同制备工艺的氧硫复合孕育剂对球墨铸铁组织和性能的影响

利用OM、SEM和XRD研究了不同制备工艺的氧硫复合孕育剂对球墨铸铁显微组织和性能的影响。结果表明:机械混合工艺制备的孕育剂由Si相、Fe_(0.42)Si_(2.67)、FeSi_(2)、LaSi_(2)和FeS相组成,各元素分布较为均匀,未出现大量氧、硫元素聚集;而烧结工艺制备的孕育剂物相组成中出现了LaSi相,并有明显的氧、硫元素的聚集。使用不同制备工艺的氧硫复合孕育剂制备的球墨铸铁抗拉强度和布氏硬度均高于使用硅钡钙孕育剂制备的试样。并且机械混合工艺制备孕育剂处理的球墨铸铁的抗拉强度和布氏硬度均最高,分别为533 MPa和HBW 168.7。主要原因是机械混合工艺制备孕育剂处理球墨铸铁的石墨球数量最高和圆整度最优,从而有效增强球墨铸铁抵抗塑性变形的能力。