新疆东部煤中水溶态元素组合模式研究

新疆高碱煤中水溶态钠、氯、硫酸根离子等含量较高,严重影响了新疆煤的清洁高效利用,高碱煤中水溶态元素的组合模式及其对煤质的影响已成为科学认识和评价新疆煤需要解决的一个基本问题。研究采集了新疆东部地区大井、西黑山、三塘湖、淖毛湖和沙尔湖等矿区的煤层煤样和商品煤样,以及不同矿区地表土壤、煤层上覆岩层、煤层顶板和夹矸样品,包括部分矿区地表盐岩样品,利用溶滤试验,测定了各相关样品中水溶态离子的含量;综合各矿井煤灰成分分析、水溶态离子占比、水溶态离子比值参数与Piper三线图等方法,分析了不同矿区煤中水溶态元素的组合特征差异;通过比较煤层、含煤地层中其他岩层及地表土壤中各种水溶态离子含量的变化,初步探讨了煤中水溶态元素的可能成因及其影响因素。结果表明:新疆东部不同矿区煤中水溶态元素含量和组合模式都存在比较显著的差异,其含量差异可以达3倍左右,组合模式方面,既有Cl-Na型和Cl·HCO_(3)-Na型,也有SO_(4)-Na·Ca型和SO_(4)·HCO_(3)-Na型等其他类型组合分布。各种水溶态离子比值参数显示,煤中水溶态离子之间发生过离子交换作用。新疆高碱煤的形成是一个目前仍在发展中的现代地质作用过程,地表盐岩和土壤中水溶态离子随地下水下渗逐步进入煤层而导致高碱煤形成的可能性极大,且过程比较复杂。受离子交换作用和沉淀作用等因素影响,煤中碱金属、碱土金属和氯、硫等元素的相互结合形态、赋存状态变得更加复杂,但水溶态仍是主要形式。

准东煤田大井矿区B_(1)煤中水溶态离子分布及赋存特征

目前,对煤中碱/碱土金属的研究主要以单个元素的赋存状态和迁移行为为主,煤中多种水溶态离子组合模式、可能来源及其对煤利用的影响缺乏系统的研究。为此,采用溶滤实验的方法,系统测定大井矿区煤中水溶态离子的含量及其沿煤层埋深方向的变化,分析大井矿区煤中水溶态离子的分布及其在煤中的组合形式。采集准东煤田大井矿区煤层钻孔样品、顶板样品及地表土壤样品,以样品中水溶态离子为主要研究对象,通过煤质特征分析和溶滤实验,综合运用离子含量比值分析、Piper三线图等方法,研究了煤中水溶态离子的分布及赋存特征。结果表明:大井矿区煤中水溶态离子含量总体相对较高;水溶态Na^(+),Ca^(2+),Mg^(2+),SO^(2-)_(4)等离子在煤层顶部含量较高,随着煤层埋深的增加含量呈明显降低趋势,到一定层位后,其含量基本趋于稳定;煤中水溶态Cl-纵向分布比较均匀,在下部煤层中含量略低;HCO^(-)_(3)随煤层埋深增加在中下部煤层中含量略有升高,但不显著。上部煤层中水溶态离子组合以SO_(4)-Na·Ca型和SO_(4)·HCO_(3)-Na型为主,下部煤层中水溶态离子组合以HCO_(3)·SO_(4)-Na型为主,整个煤层呈现出随埋深增加煤中水溶态离子组合由SO_(4)-Na·Ca型转化为HCO_(3)·SO_(4)-Na型的特点。煤中水溶态离子可能来源于地表盐碱土,地表土在地表水淋滤及地下水作用下对煤中水溶态离子进行补给,补给过程中煤中水溶态离子含量受到吸附、离子交换、分解氧化等物理化学作用的影响,使得煤中水溶态离子在不同层位分布和赋存特征上具有较显著的差异。研究准东煤田大井矿区煤中水溶态离子进入煤中的地下水动力学模式,硫酸盐和碳酸盐等矿物形成的次序及其地球化学机理,以期科学全面认识高碱煤中水溶态离子的成因,进而促进高碱煤的清洁高效利用,是下一步的工作重点。

ICP-MS法测定砂糖橘皮中水溶态铬镍铜锌镉铅问题探讨

铬、镍、铜、锌、镉、铅(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)是生物样品检测中常测的金属元素,目前对这6种元素的检测通常是对各元素的总量进行样品的制备和测定,对金属元素的形态分析方法较少。实验采用纯水浸提砂糖橘皮样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-Ms)测定砂糖橘皮中水溶态铬镍铜锌镉铅的含量。文中分别对样品提取温度,仪器在线内标回收率等问题进行了分析探讨,并且将测定结果与样品中各元素的微波消解总量做了对比分析。

陕南土壤中水溶态硒、氟的含量及其在生态环境的表征

以陕南早古生代地层上发育的土壤为材料,研究土壤中水溶态硒、氟的含量及其与总量、土壤pH值之间的关系,探讨土壤水溶态硒、氟含量在生态环境中的表征作用.结果表明,陕南土壤中水溶态硒、氟的平均含量分别为0.012μg·g-1和0.87μg·g-1,土壤中水溶态硒、氟的含量同其总量之间都存在着显著的正相关关系;在供试土壤pH范围内(5.10—7.52),水溶态硒的含量随pH值的增加先降后升,水溶态氟随pH值的增减而同步增减,其相互间的关系均可用函数方程式定量表达.水溶态硒含量能较好地表征陕南的高硒生态环境,水溶态氟可作为生态系氟质量状况的一个指标,但其指示作用又囿于地域空间的限制.

中国东部主要入海河流河口区地球化学特征：理化指标与水溶态元素浓度

河水理化性质和元素组成特征直接影响到水体利用功能,入海河流元素输送量对近岸海洋生态环境具有重要影响。在中国东部33条入海河流下游河段或河口区布设了水地球化学调查点,分别在2007年夏季(丰水期)、2007年底—2008年初(枯水期)采样并测定了河水酸碱度、电导率值以及溶解态常量和微量元素浓度。研究表明,多数北方河流水体酸碱度、电导率值以及常量元素浓度高于南方河流,与中国土壤及其常量元素组成的南北分带相吻合,反映了我国南北气候分带对河水地球化学特征的控制作用,推断少数河流酸碱度、电导率和常量元素浓度的异常分布与海水混合作用、人为污染等作用有关;部分河流水体中微量元素浓度背离于区域正常浓度,其原因一是与区域地球化学背景有关,二是与城市污染影响有关,通过对比部分城市上、下游水体元素浓度证实城市污染的影响;研究认为丰水期易溶元素Na、Ca、K、Zn、Se浓度较低反映了大量降水的稀释效应,而丰水期河水Al、REE、Fe、Pb、Tl等元素浓度明显高于枯水期,主要与丰水期暴雨形成的地面径流携带大量胶体颗粒进入地表水有关。

酸沉降影响下春季庐山森林生态系统水溶态氮的分布及其动态

对1998 年春季庐山森林生态系统中降水、透冠水、茎流水、土壤渗漏水和沟水的水溶态氮(NH+4 -N、NO-3 -N、NO-2 -N) 进行了观测和分析研究。结果表明, 庐山酸雨pH值较1993年升高, 总氮亦有所增加; 系统中氮流通量加大, 输入量大于输出量。土壤尚能有效缓冲大气氮沉降; 氮的输出量中, 以灯台树(Cornusccontroversa)和山胡椒(L.glauca)为主的阔叶林系统多于以日本柳杉(Cryptom eria japonicum ) 为主的针叶林系统; 阔叶林较针叶林更有效地抵抗酸沉降。氮的分布及其动态表明阔叶林生态系统对酸沉降具有较强的缓冲能力。

离子色谱法检测土壤样品水溶态中的七种阴离子

采用离子色谱法测定土壤样品水溶态中的F-、Cl-、NO2-、SO24-、Br-、NO3-、PO34-。通过优化提取条件,得出最优条件下7种阴离子的加标回收率为94.4%～102.5%,精密度为3.1%～4.6%。对实际样品进行测试,结果表明,该方法适用于土壤样品水溶态中7种阴离子的定性、定量分析。

不同植茶年限土壤团聚体全氟和水溶态氟的分布特征

为弄清土壤团聚体全氟和水溶态氟含量对植茶年限的响应特征,采用野外实地调查和室内分析相结合的方法,以植茶16、23、31、53 a土壤为研究对象,开展不同植茶年限对土壤团聚体全氟和水溶态氟含量分布特征研究。结果表明:土壤全氟和水溶态氟含量均随粒径的减小而升高,且主要分布于<0.25 mm粒径团聚体,分别为444.40~566.98 mg·kg-1和0.80~1.22 mg·kg-1;随植茶年限的延长,各粒径团聚体全氟和水溶态氟含量均逐渐升高,且0~20 cm土层高于20~40 cm土层;土壤团聚体对全氟和水溶态氟的贡献率分别有48%~73%和46%~70%来自>5 mm粒径团聚体。随植茶年限的延长,>5 mm粒径团聚体对土壤全氟和水溶态氟的贡献率均先升高后降低,且在植茶23 a时最高,可达68%~73%,而其他粒径团聚体则呈相反的趋势。不同粒径团聚体对土壤全氟和水溶态氟的保持和供应能力存在明显差异,全氟和水溶态氟有向小粒径团聚体富集的趋势。随植茶年限的延长,土壤团聚体全氟和水溶态氟逐渐增加呈表聚特征,其中<5 mm粒径团聚体对土壤全氟和水溶态氟的累积作用在植茶23 a后更为明显。因此,在茶园生产管理上,应注意植茶23 a后茶园0~20 cm土层水溶态氟含量的变化,以降低土壤氟进入茶叶的风险,服务于茶叶产品质量安全。

氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中水溶态和可交换态锑(Ⅲ)和锑(Ⅴ)

在0.10 mol/L酒石酸介质中,采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中水溶态和可交换态Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)。以氢气发生器为氩-氢火焰提供氢气,明显降低了硼氢化钾浓度,改善了测定检出限。考察了酒石酸掩蔽Sb(Ⅴ)的量及共存干扰元素的允许量。方法检出限Sb(Ⅲ)为0.026 ng/L,总Sb为0.019 ng/L。加标回收试验表明,方法准确、可靠。

氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中水溶态砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)

以氢气发生器为氩-氢火焰提供纯净、稳定的氢气,原子荧光光谱法测定土壤中水溶态和可交换态Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)已有应用,本研究进一步将此方法用于测定土壤样品中的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)。在0.3mol/L NaH2PO4-Na2HPO4缓冲液中,采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中水溶态As(Ⅲ)和总砷的含量,通过差减法计算As(Ⅴ)的含量。实验考察了0.02～0.4 mol/L NaH2PO4-Na2HPO4对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)测定的影响,结果表明0.3 mol/L NaH2PO4-Na2HPO4可以有效掩蔽As(Ⅴ)。As(Ⅲ)的检出限为2.92 ng/g,总砷的检出限为2.35 ng/g;As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的加标回收率分别为96%～104%和101%～103%。本方法不再依靠化学反应产生氢气来点燃并维持氩氢火焰,可在发生氢化反应的任何介质中测定砷,且不需要考虑酸度问题。方法操作简便,准确度高,能满足大批量样品分析要求。

HG-AFS测定土壤水溶态、可交换态Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)

硒的形态分析 (含价态 )在环境、生命科学以及食品、医药卫生方面具有重要意义 .为了了解土壤水溶态和可交换态中硒具体价态以及相关价态含量 ,通过实验优化了氢化物发生原子荧光光谱法测定条件 ,直接测定Se(Ⅳ )和定量还原后测总无机硒 ,差减法测得Se(Ⅵ )量 .对两种供试土壤的水溶态和可交换态硒存在的价态及含量进行了报道 。

城市污泥中水溶态镉的研究

将城市污泥区分为水溶态、胶体、生物絮凝态和颗粒态四种组分。用方波阳极溶出伏安法对其中具有直接毒性和生物有效性的水溶态Cd进行了分析,结果表明:水溶态Cd的含量为0.21mg/kg,其中电化学活性态含量较多占52.7%,可交换态含量较少占14.9%;两种形态Cd的含量随浸提时间和温度的变化基本一致并且呈一定的规律性。利用方波阳极溶出伏安法测定城市污泥中水溶态痕量金属有很高的灵敏度,检测限可低至10-10mol/L,并且在一定程度上能获得与金属毒性的一致性。

糙米中总硒及水溶态和可交换态硒的测定(英文)

用DAN荧光法测定硒含量的研究表明 ,施加硒肥的糙米中总硒的质量分数为 0 .0 75× 10 - 6 ,水溶态与可交换态硒的质量分数为 0 .0 2 0× 10 - 6 ,明显高于未施加硒肥的糙米中总硒的质量分数值 0 .0 4 5× 10 - 6 及水溶态与可交换态硒的质量分数值 0 .0 10× 10 - 6 .这说明对于缺硒地区的水稻培育 。

微波密闭增压浸提柑桔园土壤中水溶态硼

提出了在微波炉加热用水提取土壤中水溶态硼的处理方法,采用的辐射功率为1.36kW,加热提取过程分先后两步:①在0.1MPa压力下加热90s,②在0.2MPa压力下加热125s。从某柑桔园中采得土壤样品12个,分别按回流浸提法和微波消解法提取其水溶态硼并用石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)测定其含量,两种提取方法所测结果的一元回归方程的相关系数为0.991,对该回归方程斜率和截距进行t检验,表明两种方法所得的水溶态硼量之间无显著差异(置信水平95%)。取同一试样5份,分别按所述方法提取其水溶态硼并按GF-AAS法测定,计算分析结果的相对标准偏差(n=5)为3.4%(微波消解法)和5.7%(回流浸提法)。

取代基及pH对水溶态多环芳烃荧光光谱特性影响

利用三维荧光光谱法研究了不同pH(3~11)下水溶态(10μg·L^-1)的芘及1-羟基芘、1-氨基芘、1-甲基芘、1-芘甲酸、1-溴芘和1-硝基芘等6种含取代基多环芳烃(S-PAHs)的荧光光谱特性,探讨了取代基及溶液pH对7种PAHs的荧光光谱特征的影响规律。结果表明:取代基结构对芘环荧光峰及荧光信号存在不同影响,-OH,-NH 2,-CH 3,-COOH及-Br均可导致芘环激发波长和发射波长产生不同程度红移。与此同时,1-羟基芘和1-氨基芘的荧光强度高于芘,其原因是给电子基团-OH,-CH 3可增加芘环上共轭π电子云密度,进而降低分子基态激发能,增加分子的荧光效率;1-硝基芘和1-溴芘上的吸电子基团-NO 2及重原子取代基-Br具有强的诱导效应(-I),致芘环共轭体系中电子云密度降低,削弱分子的荧光效率;给电子基团-NH 2对芘环荧光强度影响并不明显,而吸电子基团-COOH小幅度增加芘环荧光效率。该实验条件下,pH对芘、1-甲基芘及1-溴芘的荧光峰位置及其荧光强度无显著影响;1-羟基芘最大荧光峰在pH=11时相比于pH≤9时发生红移,且荧光强度显著下降。pH对1-氨基芘和1-芘甲酸荧光光谱特性存在一定的影响,在pH=3时,-NH 2和-COOH发生质子化作用,使得1-氨基芘和1-芘甲酸荧光峰位置分别较pH≥5时发生蓝移和红移;1-氨基芘荧光强度在pH=3时略高于pH≥5,而1-芘甲酸荧光强度在pH=3时则略低于pH≥5。以上结果对水环境中S-PAHs荧光方法的建立及其原位测定有重要的意义。

氢化物发生—原子荧光光谱法测定土壤中水溶态As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的方法研究

本文提出了氢化物发生一原子荧光光谱法测定微量砷的价态分析方法。研究比较了离子交换分离法和控制酸度差减法测定As(Ⅲ)利As(V)的分析性能。将控制酸度差减法应用于测定土壤样品水溶态中As(Ⅲ)和总砷的含量,As(V)的含量由两者之差求得。该法简单可靠,容易操作,分析速度快,精密度较高。本方法的检出限为0.10ng;样品各态的总砷测的相对标准偏差在11.4-18.9%之间。

水溶态Fe(Ⅱ)与典型铁(氢)氧化物铁原子交换研究进展

铁元素的氧化还原循环已被证明会影响环境中多种重要元素的归趋,而水溶态Fe(Ⅱ)与铁(氢)氧化物的反应被发现是铁循环的重要环节,本文总结了近二十年来铁原子交换的应用报道,综述了铁原子交换的实验方法、反应机制以及与环境污染物之间的相互影响。介绍了目前主要采用^(57)Fe标记水溶态Fe(Ⅱ)法研究铁原子交换的体电子传导机制,详细统计了铁原子交换与重金属(包括As、Pb、Cu、Co、Mn、Ni、Zn、Cr、Sn)迁移转化和无机离子(如碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐)以及天然有机物相互作用的情况。提出了目前国内外关于铁(氢)氧化物矿物的性质和溶液条件如何影响不同的铁原子交换机制尚未深入,在该过程中重金属固定后的稳定性仍值得进一步研究。

生石灰和钙镁磷肥联用对土壤水溶态氟含量影响

以贵州省开阳县金中镇境内某磷肥厂周边的氟污染土壤为研究对象,通过添加改良剂并于室温条件下养护稳定进行修复研究,并分析生石灰(CaO)与钙镁磷肥(FCMP)联用对土壤pH和土壤水溶态氟含量的影响,探讨其影响土壤水溶态氟含量的机理和对氟污染土壤的修复效果。实验共设置了7个CaO与FCMP质量比水平和4个添加量水平,在一致养护条件下,分析不同处理的土壤pH及水溶态氟含量变化。结果表明:CaO与FCMP联用,可以与土壤中氟生成氟化钙、氟磷酸钙等沉淀,并影响土壤胶体、有机基团等对F^-的吸附能力;与CaO、FCMP单独添加相比较,二者联用可以增强改良剂对土壤水溶态氟的抑制效果;综合考虑土壤pH对植物生长的影响、实际应用性价比等因素,CaO与FCMP质量比为3∶1,添加量为土壤质量的0.5%~1.0%时,改良剂对供试氟污染土壤的修复效果最优,可以使土壤水溶态氟含量下降82.94%~86.45%,土壤pH值则由3.94上升至5.71~7.00。

潮土中水溶态硒和交换态硒含量变化的试验研究

在富硒潮土中施加磷酸二氢钙和硫磺,进行室内模拟试验,分析了土壤中水溶态硒和交换态硒含量的变化。结果表明,在潮土中施加磷酸二氢钙和硫磺对土壤中的水溶态硒含量变化影响不显著,适量施加磷酸二氢钙可提高土壤中交换态硒含量,施加硫磺的提高作用稍弱;施加0.12%的磷酸二氢钙,或者施加0.12%磷酸二氢钙加0.011%硫磺的方式,能有效地提高潮土中交换态硒的含量。试验结果对合理利用含硒土壤资源,科学施肥,开发富硒农产品具有指导意义。

长期施肥对褐土剖面水溶态磷分布特征的影响

为了揭示长期不同施肥条件下,褐土土壤水溶态磷(H2O-P)含量变化及其剖面分布特征,筛选出最佳的施肥方案,以连续进行了27 a的长期不同施肥处理定位试验为研究对象,共选择7个处理,即不施肥处理(N0P0M0)、2个氮磷化肥配施处理(N1P1M0、N2P2M0)、3个有机无机肥配施处理(N2P1M1、N3P2M3、N4P2M2)和单施高量有机肥处理(N0P0M6),于2018年秋季采集这7个处理的0~100 cm土层土壤样品,采用改进的Hedley方法分析测定了各土壤样品的H2O-P含量。结果表明,H2O-P具有表聚性,在0~20 cm土层,N3P2M3、N4P2M2及N0P0M6处理的土壤H2O-P含量显著升高,较1992年基础土样升高了34.26~90.67 mg/kg;N0P0M0、N1P1M0、N2P1M1处理的土壤H2O-P含量则呈现下降趋势,较1992年基础土样降低了4.72~12.68 mg/kg。褐土0~100 cm剖面土壤中H2O-P的垂直分布特征总体表现为0~20 cm土层H2O-P含量最高,20~40 cm土层H2O-P含量快速下降,40~100 cm土层H2O-P含量随土层深度增加逐渐下降;不同施肥处理剖面H2O-P分布存在差异,施肥处理显著提高了土壤中H2O-P的表聚性。施用有机肥显著提高了土壤H2O-P含量,其中,N3P2M3处理对褐土H2O-P剖面分布的影响最为显著。