质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制

耦合的质量传输和动力学限制的同位素交换模型综合考虑了平流、扩散、热液弥散 ,以及岩石与水之间的不平衡同位素交换等项因素。把耦合模型应用于 2个构造环境下的古热液系统 ,进而解释稳定同位素数据。对于造成环绕浅成侵入岩体分布的18O亏损环带的流体的流动几何学 ,以及浅部正断层流体流动的几何学 ,耦合模型提供了不同于单一同位素交换模型的解释。耦合模型也提供了关于同位素相对交换速率和同位素交换机制的信息。结果表明 ,断层带的动态重结晶促进了表面反应 ,进而便利了同位素交换 ;在化学不反应性和未变形的矿物中 ,同位素交换可能受制于固态条件下的扩散。

稳定同位素^(202)Hg稀释技术测定土壤汞有效性——与化学提取方法比较

准确评价汞(Hg)在土壤中的有效性对预测污染土壤中Hg的潜在生态风险及其环境质量标准的修订具有十分重要的意义。本研究通过稳定同位素202Hg稀释技术及同位素交换动力学方法(IEK)分析红壤和潮土中同位素可交换Hg含量(E值)及同位素可利用态Hg含量(Ea),并与4种单一提取法和1种连续提取法(改进的BCR法)获得的土壤有效态Hg含量进行比较。结果表明,外源稳定同位素202Hg加入土壤后,红壤和潮土的悬浮液中同位素交换均在24 h后达到稳定状态。同位素交换动力学方程对悬浮液中同位素比值及土壤同位素交换态含量Et值的变化有比较理想的拟合效果,红壤三个间段的E值(E1 min、E1 min-24 h和E>24 h)及所占全量的比例均高于潮土。两种土壤Ea(为E1 min与E1 min-24 h之和)所占全量的比例为38%~60%,显著高于单一提取法中提取率最高的0.03%TGA-1/15 mol L-1Na2HPO4(10%~15%)及连续提取的∑BCR(20%~27%,为酸可提取态、还原态和氧化态占全量之和),这表明与化学方法相比较,用土壤同位素可利用态Hg含量(Ea)作为土壤中有效态Hg含量的表征可能偏高,原因可能与外源同位素被土壤固持及土壤悬浮液的性质有关。