大洋溶解铁的物质来源及其同位素示踪

铁(Fe)作为海洋初级生产所必需的微量和限制性营养元素影响着海洋生物群落结构、生态功能以及碳循环,理解溶解Fe的物质来源及其对气候变化的响应具有重要的科学意义。早期研究多强调风尘输入是维持大洋Fe循环的主要机制。近年来,随着海水Fe分析数据的积累,尤其是痕量元素及其同位素海洋生物地球化学循环研究计划(GEOTRACES)的开展,陆架沉积物和热液活动所释放Fe的贡献开始越来越受到重视。尽管如此,不同物源对开阔大洋溶解Fe的影响依然存在相当的不确定性。以海水溶解Fe的化学组分为出发点,强调有机配体对大洋Fe循环的决定性作用,综述了不同来源Fe的通量估计和第四纪大洋Fe来源的研究争议。铁同位素为理解大洋Fe的物源演变提供了新的工具。讨论了不同物源的Fe同位素特征,并提出结合沉积物的活动性Fe同位素和组分研究可能为理解过去陆架-热液活动-风尘输出与输运Fe的机制提供全新视角。

硅藻土中溶解铁分析方法的探讨

<正> 铁是一种氧化触剂,对啤酒的口味及稳定性有着严重的负面影响。硅藻土的行业标准中只规定了Fe_2O_3的标准,没有多大的参考意义,啤酒企业关心的是硅藻土在啤酒中能溶出的铁,即溶解铁。如何进行硅藻土溶解的测定,国标中并无统一的分析方法。我公司为了规范硅藻土的质量控制标准,进行了硅藻土中溶解铁分析方法的摸索,经过大量试验,确定了硅藻土中溶解铁的分析方法,并制定了硅藻土的溶解铁内控标准。现将分析方法提供给广大同行参考,有不对之处,欢迎批评指正。

溶解性二价铁-铁氧化物非均相体系氧化还原电位的电化学测定方法探究

溶解性二价铁(Fe_(aq)^(2+)-)-铁氧化物非均相体系的氧化还原能力显著影响含水层中有毒重金属和有机污染物的迁移转化行为。然而,非均相体系氧化还原电位(Eh)的测定存在平衡缓慢和结果不稳定等难题,故亟待开发与优化电化学法快速准确测定Eh,实现Fe_(aq)^(2+)-铁氧化物非均相体系氧化还原能力的定量表征。本文选取针铁矿作为常见的铁氧化物,探讨了介导和非介导电位法测定Fe_(aq)^(2+)-针铁矿非均相体系Eh的优化实验条件,研究了介导物质的类型与添加顺序以及工作电极预处理方法等条件对Eh测定的影响,并通过能斯特方程验证电位法的可行性。结果表明:工作电极的表面状态、介导物质的选择以及针铁矿-工作电极之间平衡的建立对Eh测定十分关键。介导法能有效地缩短测定时间,但需要选择合适的介导物质;非介导法需确保工作电极与针铁矿之间平衡的建立。同时,利用非介导法测定了不同pH和Fe_(aq)^(2+)-浓度下不同粒径针铁矿与Fe_(aq)^(2+)-非均相体系的Eh,根据能斯特方程和最小二乘法多元线性拟合得到不同粒径针铁矿的标准氧化还原电位(Eh0),对于粒径为200、700和1000nm的针铁矿Eh0分别为815、802和782mV,验证了优化后电位法的可行性。本文的结论可为矿物非均相体系Eh的测定提供方法学参考,也为预测Fe_(aq)^(2+)-铁氧化物非均相体系参与的污染物衰减速率提供理论支撑。

杭州市大气细颗粒物中铁溶解度的变化特征及影响因素

采集了杭州市污染天和非污染天的PM_(2.5)样品,并进一步获取了PM_(2.5)中可溶铁(FeS)的浓度及%FeS.研究结果显示,采样期间气溶胶中总Fe(FeT)的浓度为(629±296)ng/m^(3)(150~1167ng/m^(3)),FeS的浓度为(51.4±30.5)ng/m^(3)(4.2~90.5ng/m^(3)),%FeS为(7.8%±3.5%)(1.5%~12.9%).污染天PM_(2.5)、FeT和FeS的浓度均明显高于非污染天,且污染天%FeS为9.3%,高于非污染天的5.1%.本研究发现%FeS的差异主要与Fe的来源和大气酸化过程相关,污染天Fe受交通排放和工业排放等人为源的影响更大,且污染天大气酸化程度更强.

铁阳极溶解还原法处理实验室含CrⅥ废水

采用铁阳极溶解还原法对实验室含铬废水进行了处理,讨论了电极材料、槽电压、pH值、支持电解质加入量、初始浓度、温度、搅拌和时间对Cr(去除率的影响.在选定试验条件下,Cr(离子的去除率达99%以上,废水中的Cr(离子含量小于0.5 mg/L,符合国家污水排放标准.

适用于海岸带区域溶解态总铁的检测方法研究

铁是海洋初级生产力的重要限制因素,在地球生物化学循环中起到重要作用。对于入海河流及近岸海域而言,铁的含量、形态丰富,是大洋海水中铁的重要来源,因此建立一个适用于海岸带区域溶解态总铁的分析检测方法,对于进一步认识铁循环机制和有效预防海洋环境污染等具有重要意义。文章采用阴极溶出伏安法,考察了缓冲溶液,电化学参数等对实验测定的影响。结果表明：在0.01mol/L,p H=4.0的HAc-Na Ac缓冲溶液体系中,-0.2 V恒电位搅拌富集5 s后阴极化扫描,Fe3＋在-1.24 V左右出现阴极溶出峰。在最优的条件下,0.1~100μmol/L范围内,Fe3＋的溶出峰电流与其浓度呈很好的线性关系。对实际样品（入海河流、近岸海水和沉积物）检测的回收率均在90%~110%之间,表明该方法适用于海岸带区域中溶解态总铁的检测。

蔓越莓多酚对五大连池重碳酸矿泉水中亚铁离子和溶解性总铁稳定性的影响

以探讨自然状态下蔓越莓多酚对五大连池重碳酸矿泉水中亚铁离子和溶解性总铁稳定性的影响为目的。实验室内依次称量1 g、0.6 g、0.2 g、0.1 g、0.06 g、0.02 g多酚提取物系列置于1000 mL棕色瓶中,编号依次为P1、P2、P3、P4、P5、P6。室温下,1 h内迅速量取1000 mL原水置于P1~P6中摇匀,室温下静置。实验发现,自然状态下,蔓越莓多酚提取物对天然矿泉水中亚铁离子的稳定性具有负影响,当多酚提取物和亚铁离子质量方面比大于5∶1时,多酚提取物对原水中亚铁离子稳定性影响较大,铁离子最不稳定。当比例小于5∶1时,原水中铁离子稳定性不断降低,但速度较平缓,而且在蔓越莓多酚提取物环境下,可以在某种程度上使原水中亚铁离子被较慢氧化,溶解性总铁与亚铁离子变化趋势相似。通过蔓越莓多酚的金属螯合等特征调控五大连池天然重碳酸矿泉水中亚铁离子和溶解性总铁含量,可用于制备针对不同人群需求和功能的五大连池重碳酸天然保铁矿泉系列饮品。

海水中腐殖质对溶解态铁的络合及其影响因素

腐殖质(humic substances,简称HS)是地表普遍存在的天然有机物,对海洋中重要的微量营养元素-铁(Fe)的分布及生物地球化学循环具有重要的影响作用。本文对腐殖质的来源、分布及对海水中溶解态铁的迁移转化的影响做了总结,特别论述了其在河口及沿岸水域的行为。大量研究表明河口、沿岸及开放海水中溶解态铁分布的变化可以用腐殖质的浓度及其铁结合能力的变化来解释。腐殖质的络合作用不仅能够阻止溶解态铁(DFe)在河口、沿岸等水域被去除,而且能够通过洋流将DFe迁移至外海及大洋区域,此外还能增加铁的溶解度及对海水中浮游植物的生物可利用性,并且促进铁的氧化还原循环。研究还发现两者之间的络合强度受到盐度、pH等理化因素的影响。盐度是影响HS与DFe配合能力的重要影响因素,盐度增加,导致HS中可以与Fe配合的位点数量降低,配合总量呈现指数降低,而pH的增加可以增加HS与DFe的配合量。另外HS还能影响海水中DFe的氧化还原,并以此影响浮游植物对DFe的吸收利用。因此腐殖质对溶解态铁的有机络合作用是影响其海洋生物地球化学循环的一个重要参数,对进一步研究海水中腐殖质的浓度和分布具有重要的意义。

夏季长江口海域溶解态铁的分布及混合行为研究

本文基于2015年7月长江口的现场调查资料,分析讨论了长江河口区溶解态铁(DFe)的含量分布与混合行为及其影响因素。结果表明:长江径流携带大量的DFe入海,且口内区(Ⅰ)浓度高于混合区(Ⅱ)和外海区(Ⅲ),平均浓度分别为166.45±6.26 nmol/L, 14.04±8.80 nmol/L和6.18±1.51 nmol/L。受去除作用和海水稀释的影响,在河口区DFe的浓度下降率达到96.92%。DFe浓度与盐度的关系符合指数模型,由模型与理论稀释线估算的长江口海域DFe的理论最大去除率为97.75%,与实际测得的最大浓度下降率相近。长江冲淡水、苏北沿岸流和台湾暖流影响DFe的水平分布。受长江冲淡水影响,长江口外海域DFe浓度高达176.50 nmol/L。苏北沿岸流主要影响研究区域北部的表层水,其携带的DFe浓度低于长江冲淡水。台湾暖流是导致研究区域东南部DFe浓度较低的主要原因,使得中层和底层水中浓度分别低至4.04nmol/L和4.79nmol/L。另外,在表层海水中DFe的分布受到叶绿素a、溶解有机碳和溶解氧的共同影响,DFe与叶绿素a、溶解氧呈显著负相关,与溶解有机碳呈显著正相关。

流动注射Ferene分光光度法测定海水中溶解态铁的方法优化

热液流体中溶解态铁是海水原位测量的重要参数之一。本研究采用Ferene分光光度法,搭建流动注射分析系统,优化进样条件、显色条件,实现了热液流体中溶解态铁的在线测定。结果表明,测定Fe（II）时, Ferene、缓冲液浓度分别为8＆#215;10–3、0.4 mol/L, Ferene、样品流速分别为0.8、0.6 mL/min,显色盘管长度为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳；测定Fe（III）时, Ferene、缓冲液、抗坏血酸浓度分别为1＆#215;10–2、0.5、0.01 mol/L, Ferene/抗坏血酸、样品流速均为1.0 mL/ min,还原、显色盘管长度均为40 cm时,方法的灵敏度、检测限最佳。最佳实验条件下, Fe（II）、Fe（III）在0.2~10μmol/L和0.5~16μmol/L范围内,工作曲线回归方程分别为A=0.0834C＋0.0564（μmol/L,n=8,R2 =0.997）和A =0.0478C ＋0.0423（μmol/L,n=8,R2 =0.997）。Fe（II）、Fe（III）检测限分别为24、39 nmol/L,相对标准偏差分别为0.8%、1.2%（n=10）,加标回收率为97.9%~103.0%。共存离子实验表明,流体中的Na＋、Mn2＋、Cu2＋、Cu＋不会对测量造成干扰。

工业循环水中溶解性铁的去除

QT-1是一种良好的去除水中溶解性铁的循环水处理药剂,对其应用条件进行了探讨。实验表明,QT-1最佳投加量为30 mg/L,去除溶解性铁的效果不受钙离子浓度和投加的杀菌剂类型的影响。并对QT-1在现场成功进行了应用,某空调循环冷却水系统中的总铁由28mg/L下降到0.8 mg/L,达到了工业循环水处理规范要求。

厦门潮间带沉积物磷、铁和硫的时空分布及磷释放风险研究

为了解潮间带沉积物中铁和硫的氧化还原过程以及上覆水缺氧等对磷再活化和释放的影响,选择厦门翔安海岸带,应用原位、高分辨采样技术,对沉积物、孔隙水以及上覆水进行为期1 a的连续采样和监测。结果表明:上覆海水缺氧和磷含量超标较为严重,二者在多数月份分别低于2 mg/L和高于0.06 mg/L;在垂向剖面上,孔隙水中溶解活性磷含量同溶解铁含量变化规律一致,而薄膜扩散梯度技术有效态磷和有效态硫含量在局部硫高值区分布一致,表明磷的钝化和再活化主要受控于铁,局部受控于硫的氧化还原过程;在季度变化上,孔隙水中溶解活性磷同上覆水中溶解活性磷含量比较一致,归因于缺氧的沉积环境有利于溶解活性磷的跨界面交换,而多种环境因素的叠加,影响着溶解活性磷和膜扩散梯度技术有效态磷的时空变化;表层孔隙水中磷含量梯度不显著,即磷的释放风险不大,但环境因素的变化极易触发内源磷的释放。

滇池控藻围隔中水生植物和浮游藻类对不同形态铁浓度的影响

运用围隔试验来研究围隔生态系统内浮游藻类的组成和数量以及水生植物变化对不同形态铁浓度的影响,再反过来探讨微量元素铁在蓝藻水华暴发过程中对水生植物和浮游藻类生态生理的作用,从而为探索治理蓝藻水华的新途径提供基础证据。从2003年6月至10月,定期采样测定了控藻围隔水体中的亚铁、颗粒态铁(>0.22μm)、小胶体态铁(0.22～0.025μm)、溶解态铁(<0.025μm)的浓度和叶绿素a的浓度,同时对浮游藻类进行了组成鉴定和细胞计数。结果表明,不同形态的铁之间是可以相互转化的,胶体态铁比颗粒态铁活跃,是溶解态铁的一个储备库;亚铁与黄藻门细胞数存在显著正相关(r=0.858P=0.0004,N=20),其他形态的铁都与叶绿素a存在显著正相关(r=0.630,P=0.003,N=20);亚铁是浮游藻类和水生植物可以直接吸收利用的形态。围隔系统内浮游藻类的变化还不足以显著地改变铁的浓度,试验围隔内铁浓度的变化主要是因为水生植物的大量消耗。

沟渠化对沼泽湿地土壤铁分异的影响

利用沼泽湿地中距离渠岸不同位置所形成的沼泽土壤水文植被特征的差异,通过原位采集不同深度的土壤和土壤溶液,比较了湿地土壤固相和液相中铁的空间分异,分析了沟渠化对这种分异的影响。结果表明,土壤总铁量呈距离沟渠越近其质量分数越高,总铁量从沟渠边(25.17±4.06)g/kg下降到8.8 m外的(21.81±3.47)g/kg,减少了13.35%;无论溶解性亚铁(Fe^(2+))、溶解性高铁(Fe^(3+))还是溶解性总铁,都表现为随沟渠距离增加,先增加再降低的趋势,即距离沟渠4.4 m处溶解性铁质量浓度最高((1.75±0.95)mg/L);以溶解性亚铁(Fe^(2+))与溶解性高铁(Fe^(3+))质量浓度比,表征的土壤氧化还原环境以距离沟渠6.6 m处还原性最强。沟渠对天然湿地的穿过显著影响土壤铁的分布,导致部分铁通过土壤表层(0^-10 cm)的冲刷和中上层土壤(-20^-40 cm)的侧向渗流从沟渠两侧土壤向沟渠汇集,从而导致天然湿地土壤铁的流失。土壤p H值和水势是影响土壤铁空间分异的主要因素。

洞庭湖地区地下水富铁原因及水处理工艺

洞庭湖地区为第四系湖相沉积,砂质层与泥质层互相迭置,地下水资源十分丰富,但因含铁量较高,不宜作饮用水。可是测量表明,地下水补给源却不含铁。为了弄清该地下水中铁的来源,本文对“铁的地球化学特征”和“含水层特征”进行了分析,认为地下水中的溶解性铁主要来自沉积层中细分散的难溶性铁(Fe_2O_3和 Fe_3O_4等);这些铁在沉积层有机物分解形成的酸性和还原性环境中,被还原成 Fe^(2+)而溶入地下水,使其成为含富铁水,鉴于这一成因,作者提出除铁的工艺是:①降低 CO_2,提高 pH;②创造一个氧化环境,使 Fe^(2+)氧化成 Fe_2O_3;③采用过滤法去除 Fe_2O_3。

关于地表水中铁含量评价的探讨

以巢湖水质为研究对象,探讨巢湖水中溶解性铁和总铁之间的关系,结合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的规定,对水中铁元素的评价方式进行探讨。

深海溶解态锰和铁的原位分析技术研究进展

溶解态的锰和铁是海洋中重要的生物营养元素,也是探查海底热液活动及其演化的重要示踪剂。由于海底热液活动研究的迫切需求,以及AUV,ROV和HOV等水下运载支撑平台的迅速发展,20世纪80年代以来深海溶解态锰铁原位分析技术得到了快速发展。早期研发的Scanner和SUAVE,可对热液羽流中高含量的锰铁元素实现联合测定,但存在元素之间相互干扰等问题,因此针对锰、铁元素单独测量的原位分析仪应运而生。锰原位分析仪中,ZAPS虽然具有较低的检测限,但是无法在深海高压环境下进行原位校正;GAMOS系列具有原位校正功能,且能耗较低,可长期运行,但是检测限偏高,因此只能应用于热液环境中含量相对高的锰监测。铁原位分析仪中,改进的ALCHIMIST可实现热液喷口异常高含量铁和正常海域水体中低含量铁的检测,但由于能耗较高而难以应用于长期观测中;低能耗的Fe-Osmo-Analyzer和CHEMINI则在长期运行方面有着明显的优势。随着AUV/ROV/HOV等水下移动平台应用的日渐广泛以及海底观测网技术的迅速发展,发展原位分析仪进行长期的自主观测将成为一种必然趋势。

连续镀锌过程中有效铝含量的计算及其应用软件的设计

在Fe Zn Al三元体系热力学分析的基础上 ,运用亚点阵模型 ,提出了计算Fe Zn Al三元系富锌端铁溶解度曲线的公式 ,用Matlab编制了有效铝计算软件CAC(CalculateAluminumContent) ,把热力学分析应用于计算锌池中的有效铝含量。该软件通过输入化学分析所得的总铝、总铁量和锌池的工作温度这 3个参数 。

一种大批量测定沉积物微量间隙水样品中溶解态磷和铁含量的方法

利用384微孔板微量比色分析方法,建立了一种大批量分析微量溶液样品中溶解态反应磷(DRP)和溶解态铁(Ⅱ)含量的方法,确定了方法的最佳参数和条件.利用Epoch微孔板分光光度计,对溶液中磷和铁分别采用磷钼蓝和邻菲啰啉比色法进行分析,所需溶液样品体积(稀释后)为20~50μL,磷和铁的检出限分别为0.006 mg·L-1和0.010 mg·L-1,精密度控制在5%以内.在此基础上,采用高分辨间隙水扩散平衡装置(HR-Peeper,垂向分辨率2 mm)获取了太湖沉积物间隙水样品,利用本方法同步分析了微量间隙水样品中DRP和溶解态铁(Ⅱ)的含量,发现两者含量同步升高的现象.

桑沟湾溶解态铁的分布、季节变化及影响因素

采用催化动力学分光光度法对2011年4月、8月、10月和2012年1月桑沟湾溶解态铁(dissolved iron,DFe)的含量进行了测定。结果表明,桑沟湾4个季节DFe的平均值分别为3.8±0.7 nmol/L、3.3±1.8 nmol/L、2.6±1.0 nmol/L、1.8±0.6 nmol/L,存在明显的季节变化(t-test,p<0.05,n=19)。桑沟湾DFe的平面分布主要呈现出河口和近岸浓度较高,随离岸距离的增加浓度逐渐降低的变化趋势。通过对桑沟湾周边河流、地下水DFe含量的分析及箱式模型的计算,结果表明桑沟湾海域DFe的主要来源包括河流、地下水的输入和大气沉降等;而其主要的汇为向黄海的输出以及养殖生物的吸收利用。DFe在桑沟湾的存留时间与大洋相比明显降低,可能与特殊的水文环境与养殖生物的吸收利用有关。