Effects of pH and Eh on release of nitrogen and phosphorus from sediments of West Lake

The effects of pH and Eh on release of nitrogen and phosphorus from sediments of West Lake under different conditions were investigated by simulation test. Results showed that the net flux of NH4^+ -N re-lease from sediments increased with pH, but NO3^- -N showed negative-going release at all tested pH levels.The net flux of NH4^+ -N release from sediments was higher under anaerobic or aerobic condition of the overly-ing water, but only under aerobic condition would net release of NO3^- -N occur. It was also shown that phos-phorus released was mainly in its inorganic form, higher pH and anaerobic conditions of overlying water greatly stimulated release of phosphorus. In situ measurement at several West Lake locations indicated that sediment resuspension induced by boat propeller stimulated nutrients release from sediment into overlying water.

酸性土壤活性锰与pH、Eh关系及其生物反应

以灰潮土为对照研究了湖北省 3种有代表性的酸性土壤在盆栽条件下 ,不同酸化处理土壤pH、Eh与活性锰的动态变化关系。结果表明 ,供试的棕红壤和黄棕壤酸化后 ,在盆栽油菜生长的前 70d内 ,土壤交换性锰含量增加 ,土壤交换性锰与碳酸盐结合态锰呈一定负相关 ,且交换性锰含量增加明显滞后于碳酸盐结合态锰的增加 ;30～90d内 ,碳酸盐结合态锰与易还原性锰呈一定正相关。虽然土壤pH和Eh在作物生长季节不断变化 ,但其 pe +pH仍维持不变。土壤 pH、Eh与交换性锰的关系能较好地反映土壤锰的转化机制 ,在进一步酸化时 ,供试的棕红壤MnO2 Mn2 + 电对是该土壤锰化合物变化的主要形式 ,MnO2 是变化过程的电子受体。供试的黄棕壤则以MnOOH MnO电对为其锰化合物氧化还原的主要形式 ,土壤酸化对其锰电对电位的影响没有直接引起Mn2 + 的变化 ;Mn2 +的增加可能是MnO在该过程中进一步溶解所致。试验结果还表明 ,油菜体内的锰铁比随锰中毒程度的加强而急剧增加 ,这一趋势远高于土壤锰铁比的增加。

厌氧消化过程控制因素及pH和Eh的影响分析

厌氧消化是现代废水处理中的关键技术之一。在总结已有文献的基础上 ,讨论厌氧消化过程的控制因素 ,并利用微生物学和生物化学理论分析了 pH值和Eh对厌氧消化过程影响的机理 ;利用Nernst方程推导出了描述pH值变化对吉布斯自由能变化ΔG的影响的方程式 ;并结合已有的研究成果 ,总结了实际工程中的具体控制条件。

酸性和中性水田土壤施用硅肥的效应研究 Ⅰ.对土壤pH、Eh及硅动态的影响

分别选取酸性和中性水田土壤进行盆栽试验,研究施用硅肥对水稻各生育期土壤溶液pH、Eh及硅浓度的影响。结果表明,淹水种稻后酸性土壤pH迅速升高,而中性土壤pH降低,然后均趋于中性;Eh的变化基本均呈近似＂W＂形;土壤溶液硅浓度则经历了一个先升高后下降并趋于稳定的变化过程。与对照相比,单施高炉渣或高炉渣与葡萄糖配施处理在提高土壤溶液pH和Eh、增加硅浓度方面的效果较为明显,尤其在酸性水田土壤上表现得更为突出;偏硅酸钠的施用效果只是在水稻生长的某一时期在中性水田土壤上表现得相对明显;单施葡萄糖会降低土壤Eh,提高生育前期土壤溶液中的硅浓度。在水稻全生育期内,高炉渣与葡萄糖配施处理的土壤溶液中硅浓度升高的幅度最大,在酸性水田土壤和中性水田土壤上分别是对照处理的1.40（最小倍数）~4.93（最大倍数）倍和1.19（最小倍数）~2.72倍（最大倍数）,说明施用高炉渣硅肥,可明显提高土壤硅素供应水平,对促进水稻生长、提高水稻产量有重要意义。

长江口及邻近海域表层沉积物pH、Eh分布及制约因素

使用精密酸度计和新型全自动氧化还原电位仪测定了长江口及其临近海域表层沉积物中的pH、Eh值,分析了它们的分布特征,并从水团性质、层化特征、底质类型、生物扰动等方面深入探讨了pH、Eh的影响因素和影响机理。研究表明:研究区内表层沉积物属于中性—弱碱性环境,pH值变化于7.1～7.8之间,空间分布上具有分带性和不均一性特征;为还原环境,Eh变化于-100～-300mV之间,大部分在-250mV左右,其空间分布也具有弱分带和不均一的特点。该区沉积物酸碱性主要受水团性质的制约,同时底质类型、生物扰动对沉积物酸碱性也有一定影响,而氧化还原电位则主要受水团性质、水层层化和生物扰动等的影响。

土壤pH、Eh对土壤-苦丁茶树系统中铅分布的影响

以苦丁茶冬青(Ilex kudingcha C.J.Tseng)扦插苗(15个月生)进行盆栽实验,通过土施H2SO4、Ca(OH)2和复合肥,改变土壤pH和氧化还原电位(Eh),研究土壤pH、Eh条件对土壤-苦丁茶树系统中铅分布的影响。结果表明:在所研究的土壤pH范围内,从酸性到碱性变化,铅在土壤中含量分布趋于减少,在苦丁茶树根、茎、叶中的含量分布趋于增多,呈现出酸性增大有利于降低铅对苦丁茶树的污染风险。随pH的变化,铅在土壤各层中含量改变较大的是中层,在苦丁茶树的根、茎、叶中含量变化较大的是根。随pH增大,苦丁茶树中铅含量增大,但铅主要被富集在茶树根部。改变土壤的Eh条件,对苦丁茶树及其土壤中铅的分布均有明显影响,其中以土壤的表层和茶树的根、叶影响较大。从减少铅污染的角度,存在适宜的土壤Eh值,如在Eh=260.5时茶树土壤将铅富集在表层,从而降低铅在茶树叶中的含量,对茶叶的安全性有利。

陆相砂岩型铜矿床矿物分带模式的pH-Eh相图——以楚雄盆地大姚六苴铜矿床为例

滇中楚雄盆地砂岩型铜矿床,如大姚六苴铜矿床,赋存于上白垩统马头山组六苴下亚段(K2mml1)紫色砂岩与浅色砂岩过渡带靠近浅色一侧,铜矿化受氧化还原界面控制。从紫色砂岩向浅色砂岩,金属矿物依次呈现赤铁矿→辉铜矿→斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿的水平分带规律。以矿物分带中的金属矿物为主要研究对象,结合流体包裹体测试成果,构建和绘制了大姚六苴铜矿床主要成矿温度下的pH-Eh相图,理论计算结果与宏观地质特征吻合。依据pH-Eh相图,阐述了主要金属矿物的沉淀条件及其分带机理,认为楚雄盆地砂岩铜矿床金属矿物分带受pH和Eh双重控制;在373～523 K间温度变化对金属矿物沉淀的pH和Eh影响不大;S2-只能在低于473 K下的热液中稳定存在,辉铜矿(Cu2S)形成温度低于473 K。该研究为该类矿床成矿机制研究提供了重要依据。

湘西南石英脉型金矿矿物流体包裹体pH值和Eh值的估算

以湘西南石英脉型金矿床为例，研究ｐ Ｈ、Ｅｈ 估算值的结果表明利用围岩蚀变反应方程以及采用碱金属离子、卤素元素离子估算ｐＨ 值是不完善的。本文根据热力学原则（ 相平衡、电价中和） 提出了矿物流体包裹体成分体系计算ｐＨ 估算值的方法，并且讨论了测试包裹体时气体成分外逸是影响ｐＨ 和Ｅｈ 估算值的主要因素之一。

赣南小流域水体中溶解态稀土含量及pH和Eh值变化特征

测试流经稀土矿区河水的p H和Eh值,可以反映矿区的酸碱性、氧化还原环境。本文以赣南地区濂水、桃江、东江流域为研究对象,利用ICP-MS和三通道多参数测试仪分别测试水样中溶解态稀土含量(DREEs)和p H、Eh值,分析p H、Eh值的变化特征以及DREEs含量与p H值的相关性。结果表明:1研究区水体中DREEs含量变化较大,介于几μg/L至几十mg/L之间;DREEs经球粒陨石标准化后表现为弱的轻稀土富集模式,Eu、Ce显示负异常;2溶解态稀土及La含量分别与p H值呈弱的负相关性,说明地表水体中DREEs浓度及分布模式在一定程度上受外部环境酸碱性的影响;3对于流经地层、地层内离子吸附型稀土矿区的水样,其p H均值分别为7.40、6.94,Eh均值分别为-0.023 V、6.55 mV;对于流经岩体、风化壳离子吸附型稀土矿区的水样,其p H均值分别为6.61、4.37,Eh均值分别为0.024 V、0.15 V,表明赣南地区离子吸附型稀土矿区处于中酸性的氧化环境。

pH与Eh对郑州北郊水源地沉积物中砷溶出的影响

以郑州市北郊水源地富砷区域的地层沉积物(粗砂、细砂、粉土、黏土)为实验材料,研究了pH和氧化还原电位(Eh)对沉积物中砷溶出的影响规律,并分析了两个因素影响沉积物中砷溶出的原因.实验结果表明:碱性环境及还原环境有利于沉积物中砷的溶出.

Eh-pH相图在玉龙铜矿床次生富集作用研究中的应用

玉龙铜矿床表生成矿过程中成矿物质主要呈碳酸盐络合物的形式迁移。以孔雀石、蓝铜矿组合为主的次生富集带是在碱性(pH= 7.15～11.55)、氧化(Eh> 0.14)的环境中形成的,所以它们相对靠近氧化带的上部及碳酸盐岩发育的地区分布。以赤铜矿、自然铜组合为主的次生氧化物富集带形成环境为弱氧化-还原(Eh< 0.16),它们常靠近氧化带的中、下部分布。表生成矿环境中CO2 含量高是玉龙铜矿床氧化带中黑铜矿极不发育的根本原因。pH值升高与氧化-还原电位(Eh 值)的降低是造成矿质沉淀(次生富集)的两种机制。

硫化矿物-H_2O体系中Eh-pH图形数据库系统的开发及应用

在溶液电化学理论和硫化矿浮选理论的基础上 ,给出了硫化矿物 -H2 O体系中Eh -pH图形数据库系统的设计思路 ,并以VisualBasic语言为应用程序开发软件 ,开发出了基于Windows操作平台的、通用的、开放型的硫化矿物 -H2 O体系中Eh -pH图形数据库系统。应用该Eh -pH图形数据库系统 ,以PbS -BX -H2 O体系为例 ,给出了该体系在不同药剂 (X-)浓度条件下的Eh -pH图形 ,结合所得图形综述了其在硫化矿物浮选电化学溶液体系中的具体应用。

浸金体系的Eh-pH图及其热力学分析

基于"物料平衡"与"同时平衡"原理,提出绘制金-配体-水体系Eh-pH图的通用方程,又以硫氰酸盐浸金体系为例,绘制其Eh-pH图并推测了金离子浓度、络合剂浓度的变化对平衡电位的影响。在浸金体系中,由于络合剂的存在,金的氧化电位大大降低。增加溶液中络合剂的浓度,则能降低金-溶液的平衡电位,扩大溶液的稳定区,有利于金的浸出;反之,随着金的浸出,溶液中金浓度的增大,金-溶液的平衡电位随之升高,溶液的稳定区减小,不利于金的浸出。

计算机绘制Eh-pH图的一种新方法

提出了一种新的绘制Eh pH图的方法 .即依据化学模型求出单变线方程 ,选取某一种组分M为主组分 ,把含有该组分的所有单变线方程两两求解 ,求出其交点 (Eh ,pH) ,根据三相点的涵义和电化学意义 ,三相点若稳定 ,则在该点至少有 3个不同的组分共存 .此外 ,因某一组分优势区必须呈多边形 ,即每一个优势区中任何 1个内角都必然小于 1 80° ,以此来判断所求的三相点是否稳定 .然后 ,把稳定三相点和生成该三相点的所有组分用数组标记 ,若任意 2个稳定三相点有 2个以上的组分相同 ,便可连成线 .

滇东北茂租热液型铅锌矿床矿物组合共生分异的热力学Eh—pH相图

滇东北地区广泛分布的热液型铅锌矿床具有普遍的矿物组合分带特征,研究矿床矿物组合的共生分异特征,是了解该类型矿床的成矿流体在演化过程中,成矿元素迁移和沉淀的核心问题之一,通过共生矿物的热力学Eh—pH相图可以有效的诠释成矿流体中成矿元素在迁移、沉淀过程中的物理化学条件。本文以滇东北茂租铅锌矿床为例,对滇东北热液型铅锌矿床的金属矿物共生组合在时间、空间分带特征进行热力学相图分析,选取373K、423K、473K、523K四个温度截面对金属矿物共生组合稳定存在的Eh—pH范围进行计算,相图显示成矿流体中矿物迁移、沉淀机制主要是由于成矿流体的Eh、p H值双重制约:Eh值的变化控制着硫化物沉淀的时间分带,成矿流体从深部向浅部运移,Eh值将会逐渐增大,主要矿物从黄铁矿→方铅矿→闪锌矿依次开始析出;p H值控制硫化物的空间分带,随着p H值的增大,成矿元素从离子的形式转变为硫酸盐矿物进行迁移。研究表明,控制成矿流体中硫化物迁移、沉淀的物理化学条件除了温度、压力、金属离子浓度及流体的氧硫逸度之外,流体的酸碱度及氧化还原电位同样是控制矿物组合共生分异的重要影响因素,此研究对该类型矿床的成矿流体的演化和成矿机制提供了一定的理论依据。

Eh-pH图形数据库开发与应用的现状及趋势

总结了Eh -pH图形数据库开发方法及应用的现状 ,探讨了今后研究的方向。针对硫化矿浮选实践 ,提出了Eh -pH图形数据库的应用前景。

热力学Eh-pH相图在大姚铜矿分带模式研究中的应用

滇中地区的中生代砂岩型铜矿具有辉铜矿-斑铜矿-黄铜矿-黄铁矿的分带顺序,经典理论认为这种分带顺序主要是由Eh值控制的。对大姚铜矿床的矿物分带的研究证实此分带是成立的,然该矿S同位素推演成矿温度(323.8 K),计算发现在还原条件下(Eh<0.314),这个分带主要受pH值控制,以辉铜矿作为主要矿石矿物的富集带是在碱性(pH>6.23)环境中形成的。此理论分析与实际矿物分带中的胶结物组分分析相吻合,即碱性胶结物(碳酸盐胶结)处可出现富矿,此规律对大姚铜矿的找矿有指导意义。

简单体系水溶液包裹体pH和Eh的计算

流体包裹体pH和Eh参数的计算一直处于探索阶段。已经发表的计算公式,由于缺少高压(>1bar)环境下化学组分反应平衡常数,常常利用常压(1大气压)下化学组分反应平衡常数代替而推导出的,对于大多数自然界捕获的包裹体,不可避免地产生较大计算误差。根据水溶液包裹体中离子反应热力学特征,结合前人推导的计算公式,我们分别建立简单体系水溶液包裹体pH和Eh计算公式。由于利用较高压(>1bar)化学反应平衡常数,基本上解决不同条件下、特别在较高温度、压力下捕获的水溶液包裹体pH和Eh的计算难题。4种简单体系水溶液包裹体pH计算公式:①H2O包裹体:pH=21pKw②CO2-H2O包裹体:[H+]3-(mCO2Ka,1+KW).[H+]-2mCO2Ka,1Ka,2=0③NaCl-H2O包裹体:[H+]2=Kw1+mNKaCHl.ClKNaCl④CO2-H2O-NaCl包裹体:[H+]3+[H+]2-(mCO2.Ka,1+Kw).[H+]-2mCO2.Ka,1.Ka,2-KW1+mNKaClH.ClKNaCl=0计算数值精度分析表明:CO2-H2O和NaCl-H2O包裹体的pH值按照公式计算,相同或接近于实际测定的天然酸雨、海水pH数值范围。CO2-H2O-NaCl包裹体与Crerar(1978)公式计算误差不超过10%。4种简单体系水溶液包裹体Eh的计算,引用RyzhenkoandBryzgalin(1984)年推导的Eh公式。文中列举了3个实例,详细叙述不同类型包裹体捕获温度、压力下pH和Eh计算过程。自然界中水溶液包裹体成分十分复杂,本文涉及的只是自然界几种简单体系水溶液包裹体,给出的pH和Eh公式只对特定组分组合反应平衡条件有效,它不适合另外一种组分组合平衡条件下的关系,因此使用时务必注意平衡的组分组合条件。

PhreePlot绘制某些可变价核素Eh-pH图

U、Np、Pu、^(99)Tc、^(79)Se等放射性元素或核素对氧化还原条件敏感,存在多种价态,且锕系元素(U、Np、Pu)具有丰富的配位化学,其在生物圈和地质圈中的化学行为较为复杂。电势(Eh)-pH图对解决在水溶液中发生的一系列反应及平衡问题具有广泛的应用。本工作采用PhreePlot软件绘制了这些元素或核素在人体血清、唾液、胃液、DMEM培养基和北山地下水中的Eh-pH图以研究它们的主要氧化态和赋存形态。结果表明,U在生物圈中的主要氧化态是Ⅵ,Np是Ⅳ,Pu是Ⅳ和Ⅲ,99 Tc是Ⅶ和Ⅳ,79Se是0和Ⅳ。相比其他元素或核素,pH对铀的赋存形态影响更大。在地质圈中,根据Eh-pH图来看,北山处置库有利于Np、Pu的长期储存而对于U、99 Tc、79Se的储存不利。本工作的对比研究也表明,在热力学数据库一致的情况下,采用免费软件PhreePlot绘制的元素Eh-pH图与Geochemist’s Workbench(GWB)程序绘制的Eh-pH图具有高度的一致性。

水岩体系Eh-pH法及其在砂岩型铀矿体定位研究中的应用——以新疆伊犁盆地512铀矿床为例

5 12铀矿床不同氧化还原环境水岩体系Eh和pH值的研究结果表明 :同一氧化还原环境的水岩体系Eh平均值极为接近 ;不同氧化还原环境的水岩体系Eh值差异明显 ,即从氧化带到还原带 ,水岩体系Eh值明显下降 ;不同氧化还原环境 ,其水岩体系 pH值也有所不同 ,氧化带和还原带处于弱碱性介质环境 ,过渡带 (矿化地段 )处于中性介质环境 ;水岩体系Eh和 pH值可以作为划分含矿层氧化还原环境分带及圈定铀矿体位置的依据。