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污染土壤中含锌矿物—溶液之间的同位素平衡分馏效应
1
作者
何洪涛
谷一帆
+4 位作者
邢乐才
王艳芳
杨阳
蔡兴平
何雨旸
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期297-311,共15页
表生环境中,复杂的物理化学过程导致的锌(Zn)同位素分馏严重干扰了污染物的源解析。利用同位素手段示踪重金属污染的前提是精确确定污染土壤中典型含Zn矿物—水溶液之间的Zn同位素分馏系数。该研究基于密度泛函理论的第一性原理计算,探...
表生环境中,复杂的物理化学过程导致的锌(Zn)同位素分馏严重干扰了污染物的源解析。利用同位素手段示踪重金属污染的前提是精确确定污染土壤中典型含Zn矿物—水溶液之间的Zn同位素分馏系数。该研究基于密度泛函理论的第一性原理计算,探索了水合Zn^(2+),含Zn层间羟基物矿物、含Zn层状双金属氢氧化物、含Zn三八面体型黏土矿物,和高岭石(010)面及铁锰(氢)氧化物表面吸附态Zn^(2+)的最稳定几何结构,及不同形态Zn与水溶液相的Zn^(2+)之间的同位素平衡分馏系数。结果表明,六配位表面吸附态略微富集^(64)Zn(Δ^(66/64)Zn=-0.29‰~-0.20‰),而四配位表面吸附态富集66Zn(Δ^(66/64)Zn=0.45‰~0.73‰)。当Zn转变为更稳定的晶质沉淀物时,次生矿物显著富集^(66)Zn(Δ^(66/64)Zn=0.51‰~1.11‰)。基于获得的不同形态Zn与水溶液之间的同位素分馏系数,成功地模拟出平衡分馏和动力学分馏模式下电镀废弃物、铅锌矿石、熔炼烟气和冶金污泥等单一污染源影响下的土壤Zn同位素组成演化趋势,通过对比已知Zn同位素比值甄别出了污染土壤中Zn的主要来源。
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关键词
Zn迁移转化
密度泛函理论
第一性原理计算
次生矿物结晶
矿物
表面吸附
污染源解析
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职称材料
题名
污染土壤中含锌矿物—溶液之间的同位素平衡分馏效应
1
作者
何洪涛
谷一帆
邢乐才
王艳芳
杨阳
蔡兴平
何雨旸
机构
河北工程大学地球科学与工程学院
河北省资源调查与研究重点实验室
中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室
出处
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期297-311,共15页
基金
河北省自然科学基金(D2021402020,D2020402004)
国家自然科学基金(42173041,42373019)
中国科学院地质地球所重点部署项目资助(IGGCAS-202204)联合资助。
文摘
表生环境中,复杂的物理化学过程导致的锌(Zn)同位素分馏严重干扰了污染物的源解析。利用同位素手段示踪重金属污染的前提是精确确定污染土壤中典型含Zn矿物—水溶液之间的Zn同位素分馏系数。该研究基于密度泛函理论的第一性原理计算,探索了水合Zn^(2+),含Zn层间羟基物矿物、含Zn层状双金属氢氧化物、含Zn三八面体型黏土矿物,和高岭石(010)面及铁锰(氢)氧化物表面吸附态Zn^(2+)的最稳定几何结构,及不同形态Zn与水溶液相的Zn^(2+)之间的同位素平衡分馏系数。结果表明,六配位表面吸附态略微富集^(64)Zn(Δ^(66/64)Zn=-0.29‰~-0.20‰),而四配位表面吸附态富集66Zn(Δ^(66/64)Zn=0.45‰~0.73‰)。当Zn转变为更稳定的晶质沉淀物时,次生矿物显著富集^(66)Zn(Δ^(66/64)Zn=0.51‰~1.11‰)。基于获得的不同形态Zn与水溶液之间的同位素分馏系数,成功地模拟出平衡分馏和动力学分馏模式下电镀废弃物、铅锌矿石、熔炼烟气和冶金污泥等单一污染源影响下的土壤Zn同位素组成演化趋势,通过对比已知Zn同位素比值甄别出了污染土壤中Zn的主要来源。
关键词
Zn迁移转化
密度泛函理论
第一性原理计算
次生矿物结晶
矿物
表面吸附
污染源解析
Keywords
Zn migration and transformation
density functional theory
first principles calculation
secondary minerals precipitation
surface absorption,pollution source identification
分类号
X131.3 [环境科学与工程—环境科学]
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题名
作者
出处
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1
污染土壤中含锌矿物—溶液之间的同位素平衡分馏效应
何洪涛
谷一帆
邢乐才
王艳芳
杨阳
蔡兴平
何雨旸
《高校地质学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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