三峡库区沉积物还原性无机硫形态的分布特征、控制因素及对内源磷释放的影响

还原性无机硫(RIS)包括硫酸盐还原产物和活性铁(FeHR)形成的酸可挥发性硫(AVS)、硫的中间产物元素硫(S0)及沉积物中硫铁元素的最终积累物质黄铁矿硫(Spy),RIS不仅可以影响沉积物重金属的生物有效性,还控制铁还原及内源磷的释放等生源要素的地球化学行为。为了研究三峡库区沉积物中RIS分布特征及其环境意义,于2017年7—8月和12月采集三峡库区云阳至秭归段17个点的表层沉积物样品并测定其RIS含量。结果表明:与其他湖泊、河流相比,三峡库区表层沉积物RIS含量较低,其中,AVS的含量为0.06~0.65μmol/g,S0为0.50~1.66μmol/g,Spy为0.96~17.54μmol/g.AVS和S0含量夏季高于冬季,云阳至秭归段RIS变化趋势大致为先降低后增加再降低,有较明显的季节和地域差异。相关性分析、主成分分析和聚类分析表明,研究区沉积物生物可利用磷(BAP)、FeHR及上覆水体SO42-含量为沉积物RIS的主要限制因子。库区冬季RIS与有机磷(Org-P)和可交换态磷(Ex-P)呈显著相关性,当硫化物含量增加时,会促进Org-P的矿化分解和Ex-P向上覆水体迁移,增加释磷风险。同时,本研究从硫驱动富营养化的角度评估了三峡库区存在污染风险的水域。除库区内已发生过典型水华的重点支流外,长滩河和九畹溪也存在富营养化问题。

喀斯特湿地转变为农用地对土壤有机硫形态及芳基硫酸酯酶活性的影响

【目的】土壤有机硫形态及芳基硫酸酯酶活性能敏感地反映土壤硫库的变化,厘清喀斯特湿地转变为农用地后不同土地利用方式下土壤有机硫形态和芳基硫酸酯酶活性的变化特征及其影响因素,对喀斯特湿地土地合理利用和土壤质量管理具有重要意义。【方法】以典型桂林会仙喀斯特天然沼泽湿地为对照(沼泽湿地),以由其转变而来的5种土地利用方式,即水稻田、旱地、果园、养殖地和弃耕地为研究对象,采集0—10、10—20、20—30和30—40 cm共4个土层的样品,分析各形态有机硫含量及芳基硫酸酯酶活性。【结果】1)与沼泽湿地相比,5种土地利用方式的土壤全硫储量、酯键硫、碳键硫以及残渣态硫含量均呈降低趋势。5种土地利用方式土壤碳键硫、酯键硫和残渣态硫占有机硫的比例分别为39.08%~63.54%、22.91%~34.28%、13.55%~28.46%,与沼泽湿地相比,酯键硫和残渣态硫占比降低,碳键硫占比升高(P<0.05)。2)沼泽湿地土壤有机硫含量范围在158.41~442.18 mg/kg,全硫含量范围在180.22~510.83 mg/kg,全硫平均值为345.53 mg/kg,低于世界土壤全硫含量均值(700 mg/kg)。不同土地利用方式下,0—40 cm土层土壤全硫和有机硫含量均值大小整体表现为:湿地>水稻田>旱地>养殖地>果园>弃耕地,湿地与其他土地利用方式间存在显著差异(P<0.05)。3)在0—40 cm土层中,不同土地利用方式下土壤芳基硫酸酯酶活性均随土层深度的增加而降低。相较于沼泽湿地,5种土地利用方式的土壤芳基硫酸酯酶活性均降低,水稻田、旱地、果园、养殖地和弃耕地降幅分别为18.19%、27.48%、39.72%、33.81%和51.77%(P<0.05)。【结论】会仙喀斯特天然湿地转变为其他土地利用方式后,土壤全硫和有机硫含量显著下降(P<0.05),全硫含量(98.06~222.87 mg/kg)小于我国南方10省耕作层土壤全硫平均值(299 mg/kg)。土壤有机碳、全氮、含水量和芳基硫酸酯酶是土壤有机硫形态含量的主要影响因素。因此,减少湿地人为垦殖,有利于维持会仙喀斯特湿地土壤养分的平衡与生态系统的健康。

石灰性土壤中硫形态组分及其影响因素

对陕西 ,湖南等 7省 (市 ) 2 2个农田耕层土壤硫形态组分的分析表明 ,供试土壤总硫平均为4 0 5 .5± 111.8mg/kg ,总有机硫占总硫 85 .4 %± 10 .0 %。供试土壤中酯键硫 (C -O -S)、碳键硫(C -S)、惰性硫平均含量分别为 130 .3± 6 4 .6、6 5 .5± 2 9.4、15 2 .5± 96 .7mg/kg ,分别占总硫的31.4 %± 12 .9%、18.0 %± 10 .7%、36 .0 %± 17.8% ;分别占总有机硫的 36 .6 %± 14.4 %、2 1.8± 13.8%、4 1.5 %± 19.1%。石灰性土壤C -O -S、C -S形态硫与土壤有机碳之间分别呈极显著 (r =0 .7334 )和显著 (r =0 .4 4 2 6 )正相关。石灰性母质发育土壤C -O -S含量显著大于黄土母质发育的土壤。供试土壤无机硫组分中主要是难溶硫 ,其平均含量达 2 8.4mg/kg ,占总无机硫 5 0 .7%。土壤中难溶硫与总无机硫 (r =0 .6 0 4 0 )和CaCO3 (r =0 .6 80 0 )之间呈极显著正相关 ,而与总有机硫 (r =- 0 .5 2 86 )、C -O -S (r =- 0 .4 4 17 )和有机碳 (r =- 0 4 786 )之间呈显著负相关。黄土母质发育土壤难溶硫含量 ,占总硫和占总无机硫的比例显著或极显著高于石灰性母质发育的土壤。为了全面评价石灰性土壤硫素供应潜力 ,有必要开展石灰性土壤难溶硫形成及转化规律和生物有效性的研究。

黄铜矿生物浸出过程的硫形态转化研究进展

黄铜矿生物浸出过程中会生成元素硫及其他含硫中间产物和衍生物,它们对黄铜矿溶解产生钝化或促进作用。研究黄铜矿生物浸出过程的硫形态转化,可以有效了解阻碍或促进黄铜矿生物浸出的关键物质形态以及影响这些形态形成的机制,从而为进一步了解黄铜矿的钝化机制、揭示黄铜矿的溶解机制奠定理论基础。介绍了黄铜矿生物浸出过程产生的含硫中间产物和衍生物及其硫形态转化研究的进展。

不同土壤水分条件下酸性硫酸盐土硫形态转化特征

以 4种土壤湿度、3种干湿交替周期和原状土自然风干 8个处理进行酸性硫酸盐土室内模拟实验 ,对模拟过程内土壤 6种硫形态和pH等指标的动态变化过程的跟踪测定和分析结果表明 ,水分条件对酸性硫酸盐土中水溶性硫、交换性硫和黄铁矿硫的形态转化制约作用显著 .淹水环境和过分干燥环境都不利于黄铁矿的氧化及水溶性硫和交换性硫的形成 .潮湿但含水量不饱和环境有利于黄铁矿硫向水溶性硫和交换性硫的转换 .在 3种周期的干湿交替处理中 ,单一排干期水溶性硫和交换性硫土壤含量平均上升幅度分别为 0 90～ 1 6 3g·kg-1和 0 5 8～ 1 4 7g·kg-1,而黄铁矿硫含量下降幅度为 1 2 9～ 3 2 0 g·kg-1.淹水期黄铁矿硫含量相对稳定而水溶性硫和交换性硫含量明显下降 ,并在排水过程中造成总硫的部分流失 .硫形态转化量和硫的淋失量受到干湿交替周期的显著影响 .同时分析了黄钾铁钒硫、有机硫和元素硫的动态 .

安徽省主要农用土壤中硫形态组份的初步研究

对安徽省６种主要农用土壤耕层（黄潮土、灰潮土、砂姜黑土、黄褐土、黄红壤和水稻土）２２个样品中硫形态组份的分析表明：供试土壤中总硫（Ｓ）含量为１１２．４－２３７．０（均值为２０５．８）μｇｇ￣（－１）．各土壤的有机硫和无机硫含量有所不同。其中，黄潮土、灰潮土的总Ｓ含量相对较高，潜在供硫能力相对较强，但土壤有效硫低；砂姜黑土、水稻土的总硫含量中等，潜在供硫能力较大，土壤有效硫中等；黄褐土、黄红壤的总硫含量小，潜在供硫能力弱，但黄褐土的有效硫中等，黄红壤中有效硫最高。

外源氮输入对生长季黄河口碱蓬湿地土壤无机硫形态变化特征的影响

选择黄河口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮输入模拟试验,探讨了不同氮输入梯度下(对照处理(N0)、低氮处理(N1)、中氮处理(N2)、高氮处理(N3))湿地土壤无机硫赋存形态在生长季的变化差异。结果表明:不同氮处理下各形态无机硫含量均表现为水溶性硫(H2O-S)>吸附性硫(Adsorbed-S)>盐酸溶解性硫(HCl-Soluble-S)>盐酸挥发性硫(HCl-Volatile-S),且总无机硫(TIS)占全硫(TS)的比例介于34.52%~39.58%。外源氮输入不同程度地改变了湿地土壤的H2O-S、Adsorbed-S、HCl-Soluble-S和HCl-Volatile-S含量,且这种影响在生长季的某些时期达到了显著水平(P<0.05)。相对于N0,N1和N2处理下H2O-S含量分别增加了6.12%和7.07%,而在N3处理下降低了0.98%;Adsorbed-S含量在N1处理下增加了11.73%,但在N2和N3处理下分别降低了23.53%和13.77%;HCl-Soluble-S和HCl-Volatile-S在N1、N2和N3处理下均呈降低趋势,降幅分别为5.21%,19.63%,59.59%和0.28%,16.10%,6.44%。尽管不同氮输入处理下土壤养分条件、水盐及酸碱状况均是影响无机硫赋存的关键因素,但pH和EC对其动态变化的影响尤为明显。研究发现,外源氮输入可能通过改变植物生长节律和土壤酸碱状况来影响植物对不同形态无机硫的吸收与利用,进而间接改变了土壤中不同形态无机硫含量及TIS赋存量。

基于XPS的微波脱硫前后煤中硫形态的变化研究

论文采用X射线光电子能谱(XPS)方法分析微波脱硫前后煤中硫的赋存形态及其变化规律。结果显示:煤中硫主要以噻吩类、砜(亚砜)类、硫醇(硫醚)以及硫酸盐类矿物质的形式存在,经过微波脱硫后煤的总硫及有机硫含量都出现下降。在所有含硫基团中噻吩类硫所占相对含量降低,由69.26%下降至18.10%;亚砜类硫相对含量有所增加;硫酸盐类硫相对含量显著增加,由8.58%上升至48.18%。煤中硫元素有向氧化态转化的趋势。

高硫石油焦热解过程及硫形态的变化特性

在管式炉实验装置上进行不同温度高硫石油焦N_2气氛热解实验,并利用X射线光电子能谱分析(XPS)技术进行表征,深入分析高硫石油焦热解过程中硫形态变化特性,同时采用热重-红外联用(TG-FTIR)技术深入分析热解过程。热重分析结果表明,高硫石油焦热解经历了干燥脱水阶段,长链脂肪烃、稠环芳香烃等组分分解阶段,在430℃和635℃失重速率达到最大形成失重峰。红外分析结果表明,高硫石油焦热解释放气体主要包括CO_2、CH_4、H_2O、SO_2、芳烃化合物和脂肪族化合物等,并且在不同温度区间释放气体组成有着巨大的差异。XPS分析结果表明,高硫石油焦表面硫含量及存在形态与热解温度紧密关联,随着热解温度的不断升高,高硫石油焦表面硫含量在700℃达到最大值,不同硫形态之间发生相互转化。

煤炭微波脱硫前后硫形态的变化规律

结合XPS和FTIR分析微波联合不同浸提剂脱硫前后,煤中硫的赋存形态和变化规律.结果表明,新峪精煤中硫主要以噻吩、R—O—S—S—R′和无机硫的形式存在;微波联合HAc+H2O2的脱硫率明显高于微波联合NaOH的脱硫率.经微波联合HAc+H2O2处理后,煤中噻吩和R—O—S—S—R′显著降低,并新生成了二苯氧硫和硫酸铁.经微波联合NaOH处理后,噻吩和R—O—S—S—R′含量有所降低,而硫酸铁和无机硫含量有所升高.同时对脱硫机理进行了探讨.

催化裂化汽油选择性加氢脱硫前后的硫形态分布及反应温度对硫形态分布的影响

分析了FCC汽油不同切割馏分的硫形态分布,对比汽油重馏分选择性加氢脱硫反应前后的硫形态分布变化,并考察了反应温度对加氢汽油中硫形态分布的影响。结果表明:FCC汽油中的硫主要分布在高沸点馏分中,且主要为C2～C4噻吩和苯并噻吩类;加氢反应后,汽油中的硫醇、四氢噻吩、苯并噻吩较易脱除,2-甲基噻吩和C2噻吩较难脱除;反应温度对FCC重汽油加氢产物硫形态分布具有重要的影响,温度高于265℃时,汽油脱硫率达到99%,加氢汽油中仅有少量的2-甲基噻吩和C2噻吩未被脱除,温度低于265℃时,汽油中硫化物的脱除率较低,并随反应温度的升高而增加。

Acidithiobacillus ferrooxidans适应底物后对两种不同形态单质硫(α-S_8和μ-S)的利用和硫形态转化（英文）

研究典型中温嗜酸菌株Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 23270对两种不同形态单质硫(α-S8和μ-S)的利用和硫形态转化。A.ferrooxidans分别在α-S8或者μ-S中培养以适应能源底物。A.ferrooxidans在这两种单质硫中的生长和硫氧化行为的结果表明,A.ferrooxidans在α-S8中生长时比在μ-S中生长晚1 d进入对数期,但是A.ferrooxidans在α-S8中生长时在对数期生长较快且培养液具有较高的细胞浓度和较低的p H值。经过A.ferrooxidans的培养,这两种单质硫都被明显腐蚀和细胞修饰。此外,经过A.ferrooxidans的生长,无定型态的μ-S表面组分变为63.1%μ-S和36.9%α-S8,正交晶系的α-S8表面组分变为68.3%α-S8和31.7%μ-S;而无菌对照组μ-S和α-S8表面组分都没有变化,表明这两种不同形态的单质硫在A.ferrooxidans的作用下发生了相互转化。

酸性硫酸盐土中硫形态转化过程的水分制约作用

分别设土壤田间持水量的３０%恒定(ＦＨ１)、土壤田间持水量的７０%恒定(ＦＨ２),一直淹水(ＩＮＵ)、风干后放置(ＤＲＹ,作为对照)、自然风干(ＮＡＤ)５个处理进行酸性硫酸盐土室内模拟实验。实验结果显示,水分条件对酸性硫酸盐土中水溶性硫、交换性硫和黄铁矿硫的形态转化有显著的制约作用。淹水环境和过分干燥环境都不利于黄铁矿的氧化及水溶性硫和交换性硫的形成,潮湿但含水量不饱和环境有利于黄铁矿硫向水溶性硫和交换性硫的转换。模拟试验期内,水溶性硫含量的增加速度排列为:ＦＨ２＞ＦＨ１＞ＩＮＵ,交换性硫含量的增加速度排列为:ＦＨ１＞ＦＨ２＞ＩＮＵ,黄铁矿硫含量的下降速度排列为:ＦＨ２＞ＦＨ１＞ＩＮＵ,原状土自然风干(ＮＡＤ)过程中,水溶性硫、交换性硫和黄铁矿硫之间发生了明显的转化。对不同处理中黄钾铁矾硫、有机硫和元素硫的动态变化也进行了分析。

3种典型能量代谢菌浸出黄铜矿及其硫形态的转化

比较了3种典型嗜中温铁/硫代谢菌——Acidithiobacillus ferrooxidans、Leptospirillum ferriphilum及Acidithiobacillus thiooxidans单独及混合浸出黄铜矿过程中细菌硫氧化、铁氧化情况。同时利用XRD、硫的K边X射线吸收近边结构光谱(XANES)等分析手段研究3种细菌单独/混合浸出黄铜矿过程中矿物组成成分和矿物表面硫的形态变化。结果表明:在浸出初期电位低于400 mV(vs SCE)时,黄铜矿的浸出速率较快,此后电位迅速升高至540 mV,黄铜矿浸出速率明显变慢。混合菌浸出时体系的硫/铁氧化活性较单一菌高,根据XANES拟合分析发现,混合菌浸出时矿物表面元素硫及黄钾铁矾积累量明显减少,浸出初期辉铜矿产量明显高于单一细菌浸出的。

喀斯特小流域石灰土硫形态和硫酸盐还原菌分布特征

用土壤硫形态连续提取和微生物学方法分析了石灰土中总硫、SO_4^(2-)、总还原态硫(TRIS)、有机硫含量以及硫酸盐还原菌(SRB)类群和数量,目的是阐明西南酸沉降地区土壤中硫化物积累和SRB的分布特征。有机硫是主要的硫形态,SO_4^(2-)是主要的无机硫形态。石灰土中检出脱硫叶菌属和脱硫弧菌属-脱硫微菌属类群。石灰土剖面中SRB数量与TRIS含量增大的深度对应SO_4^(2-)-S含量降低的深度,指示石灰土中存在SO_4^(2-)异化还原反应。石灰土较高pH值和较低的黏粒含量不利于SO_4^(2-)吸附,生物滞留后剩余SO_4^(2-)主要通过淋溶迁移出石灰土剖面。有机硫是石灰土中大气酸沉降输入SO_4^(2-)的主要硫滞留方式,在硫沉降输入通量显著降低后,石灰土中有机硫矿化在较长时期内可能导致大量SO_4^(2-)输入流域水体,与SO_4^(2-)淋溶输出有关的流域土壤和水体物理化学组成变化应予以关注。

基于XANES分析煤炭微波脱硫前后硫形态的变化

煤炭微波脱硫是当前洁净煤技术研究的热点,但目前对煤炭微波脱硫过程中硫形态的变化规律尚不完全清楚,本文采用同步辐射XANES方法分析微波脱硫前后煤中硫的赋存形态及其变化规律。结果显示,煤中硫主要以噻吩环、巯基(-SH)、亚硫酰基(S=O)以及硫酸盐类矿物质的形式存在,经过微波脱硫后煤中含硫基团中噻吩类硫和巯基类硫含量降低,亚硫酰基类硫和硫酸盐类含量增加,煤中含硫基团向硫的氧化态转化。

炼焦用精煤中硫形态的XPS分析方法研究

文章依据XPS的测定原理与图谱解析方法,将高硫炼焦精煤中的硫划分为硫醚(醇)类、噻吩类、(亚)砜类以及无机硫类等四种形式。结合实例,对其电子结合能(B.E.)区间进行分割,并利用XPSPEAK4.1和origin8.0拟合方法,得到了不同形态硫的对应图谱。

微波和硝酸处理后炼焦煤中硫形态变化的XPS研究

为分析微波和硝酸处理对山西高硫炼焦煤中各形态硫变化的影响,应用XPS(X射线光电子能谱技术)研究了该煤样在酸洗和微波辐照后其中硫赋存状态和含量的变化。研究结果表明:煤样中无机硫含量约为14.2%,主要为硫酸盐硫;有机硫含量约为85.8%,噻吩类硫含量较高。微波和酸洗处理后,全硫脱除率为38.8%,硫醚硫醇类硫脱除率为45.1%,噻吩类硫脱除率为20%,亚砜类硫脱除率为29%,无机硫基本全部被脱除。采用酸洗和微波辐照的方法可以有效降低山西高硫炼焦煤中硫的含量,全硫脱除率高达38.8%。

硫形态对硫/碳复合材料性能的影响

以有机系介孔碳（SWOAC）作为载体,分别采用升华硫和化学沉淀法制备的单质硫与SWOAC复合,制备得硫/碳复合材料,用XRD、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、恒流充放电和循环伏安等测试对产物进行分析。以沉淀法制备的单质硫制得的复合材料,用氩气保护,在150℃下保持5 h、300℃下保持3 h后,电化学性能较好,以0.2 C在1.5-3.0 V循环,首次放电比容量为809.5 m Ah/g,循环20次保持在801.5 m Ah/g,容量衰减率为1%。