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表生地球化学数据库及大数据研究进展 被引量:2
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作者 许义江 李成龙 +1 位作者 谈昊林 盛雪芬 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期58-72,共15页
表生地球化学是研究地球表层系统的交叉学科,与气候、环境、人类活动等密切相关。随着大数据时代的来临,表生地球化学正面临着新的机遇和挑战。为了给深时数字地球(Deep-time Digital Earth,DDE)科学计划的数据平台建设提供借鉴和参考,... 表生地球化学是研究地球表层系统的交叉学科,与气候、环境、人类活动等密切相关。随着大数据时代的来临,表生地球化学正面临着新的机遇和挑战。为了给深时数字地球(Deep-time Digital Earth,DDE)科学计划的数据平台建设提供借鉴和参考,文章对现有的表生地球化学领域的数据及其数据库进行了初步调研。结果表明,表生地化数据具有多元化、跨学科的特点,大多数的数据处于缺乏统一标准和非结构化状态;诸如GEOTRACES、PANGAEA等大型数据库具有相对成熟的数据标准和数据管理经验,SISAL数据库在数据结构化的层面上取得了关键成果,都为表生地球化学数据库的进一步建设和完善提供了基本方法和参考经验。文章最后提出表生地球化学大数据建设应以研究目标和需求为导向,组建相应专题科研工作组,集中力量,全面推动学科数字化。 展开更多
关键词 表生地球化学 数据库 大数据 SISAL
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表生地球化学反应的尺度效应 被引量:4
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作者 刘媛媛 马腾飞 +2 位作者 陈旸 杨晓帆 刘崇炫 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1107-1120,I0003,共15页
表生环境中的地球化学反应速率具有显著的尺度效应。许多地球化学反应的野外观测速率比实验室观测速率要低2~5个数量级,给不同尺度的研究成果的对比和外推造成了极大困难。本文总结了地球化学反应速率随时间和空间尺度变化的影响因素,... 表生环境中的地球化学反应速率具有显著的尺度效应。许多地球化学反应的野外观测速率比实验室观测速率要低2~5个数量级,给不同尺度的研究成果的对比和外推造成了极大困难。本文总结了地球化学反应速率随时间和空间尺度变化的影响因素,着重分析了地球化学反应速率的主控过程随尺度变化的现象,以及亚尺度的非均质性造成的尺度效应。最后介绍了几种尺度转换的研究方法。由于地球化学反应速率的尺度效应普遍存在,在对地球化学反应速率进行外推时需要了解它的局限性以及选取适当的外推方法。 展开更多
关键词 地球化学反应速率 尺度效应 多尺度 尺度转换
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湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义 被引量:15
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作者 张亚平 万宇 +2 位作者 聂青 阮晓红 王子健 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期5-15,共11页
通过大量文献资料和实际数据分析,讨论了浅水型湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义.以太湖流域为例,采用入湖河流多年水文和水质监测数据,分析了流域内氮的主要来源、不同来源的相对贡献及入湖通量的年变化规律.利用氮形态... 通过大量文献资料和实际数据分析,讨论了浅水型湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义.以太湖流域为例,采用入湖河流多年水文和水质监测数据,分析了流域内氮的主要来源、不同来源的相对贡献及入湖通量的年变化规律.利用氮形态转化的文献资料,讨论了入湖河流、湖泊水体和沉积物环境氮的形态转化过程及控制形态转化的物理化学条件.结合湖泊富营养化机制,讨论了氮的湖相循环及氮、氮磷比对藻类的限制性作用.围绕湖泊富营养化中氮的生物地球化学过程及其生态学意义,提出未来需要重点解决的关键科学问题. 展开更多
关键词 污染负荷 通量 形态 富营养化 生物地球化学过程
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稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用 被引量:9
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作者 李荣富 罗跃辉 +2 位作者 曾洪玉 阮晓红 刘丛强 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期16-26,共11页
氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一.近年来,稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用,极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识,完善了氮的生物地球化学循环理论... 氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一.近年来,稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用,极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识,完善了氮的生物地球化学循环理论体系.本文综述了在环境水体中应用稳定同位素示踪技术及统计模型,将氮的溯源研究从定性识别拓展到定量解析;应用稳定同位素分馏理论及同位素配对技术,实现氮的生物地球化学循环转化途径的判别及其转化速率的定量解析;重点提出应进一步开展不同转化途径、不同水体环境要素对氮同位素分馏特征的影响研究,逐步完善环境水体氮循环同位素分馏理论体系,为准确认识氮循环和加强水环境保护奠定科学基础. 展开更多
关键词 稳定同位素 同位素分馏 同位素配对技术 源解析 氮转化途径
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真菌促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及地质、地球化学效应
5
作者 李子波 陆现彩 +6 位作者 滕辉 刘连文 郄文昆 庞科 张文轩 季峻峰 陈骏 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期322-335,共14页
真菌分布广泛,从地球表层到深达1.4 km的陆壳都可以找到它们的存在。根据它们的生态习性和营养方式,真菌可分为腐生、共生和寄生真菌。菌丝是真菌的基本结构单位。真菌的菌丝通过其顶端延长的生长方式和强大的代谢能力,在硅酸盐矿物的... 真菌分布广泛,从地球表层到深达1.4 km的陆壳都可以找到它们的存在。根据它们的生态习性和营养方式,真菌可分为腐生、共生和寄生真菌。菌丝是真菌的基本结构单位。真菌的菌丝通过其顶端延长的生长方式和强大的代谢能力,在硅酸盐矿物的风化过程中发挥独特的作用,尤其是对含有营养元素的硅酸盐矿物。这一过程调控着成壤、成矿,以及元素的生物地球化学循环等重要地质与地球化学过程。但是,真菌在硅酸盐自然风化过程中发挥的作用一直没有受到足够的重视。本文首先梳理了真菌的生长方式,旨在阐明其促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及对硅酸盐矿物自然风化的贡献。通过文献回顾并结合全球变化的背景,本文提出了未来相关工作重点攻关方向;(1)进一步限定真菌在自然环境中对硅酸盐矿物风化的贡献;(2)阐明真菌促进的硅酸盐矿物风化与地质、地球化学过程的偶联;(3)应用功能真菌提高陆地增强硅酸盐风化(enhanced silicate weathering)的碳去除效率。这些研究将深化对真菌在地表关键过程中扮演角色的认识,为地球系统模型(GEOCARB、COPSE和SCION)提供重要信息,提高不同圈层相互作用预测的准确性,并为增强硅酸盐风化实现高效固碳提供新途径和科学依据。 展开更多
关键词 真菌 硅酸盐矿物 碳循环 固碳 地球系统
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羟基磷灰石除氟的实验地球化学研究 被引量:5
6
作者 任超 王洪涛 +1 位作者 季峻峰 李伟 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期289-298,共10页
中国和世界上许多国家(地区)都面临着饮用水氟含量超标的问题,因此研究氟的环境地球化学行为以及探索除氟技术和原理至关重要。本实验采用廉价的非金属矿物羟基磷灰石作为吸附材料,研究羟基磷灰石吸附溶解态F-的地球化学行为和机制,考... 中国和世界上许多国家(地区)都面临着饮用水氟含量超标的问题,因此研究氟的环境地球化学行为以及探索除氟技术和原理至关重要。本实验采用廉价的非金属矿物羟基磷灰石作为吸附材料,研究羟基磷灰石吸附溶解态F-的地球化学行为和机制,考察反应时间、pH、初始F-浓度等环境参数对吸附反应的影响。实验结果发现羟基磷灰石对F-的吸附反应需进行到48 h以上时才接近反应平衡。在实验条件下(p H≥4),F-的吸附量随pH升高而降低,羟基磷灰石对F-的吸附受pH调控。同时还发现羟基磷灰石在pH=6条件下对F-的吸附等温线既满足Langmuir等温模式(R^2=0.89)同时也满足Freundlich等温模式(R^2=0.99),并推导出该条件的理论最大吸附量为21.6×10^(-3)。本研究还进一步采用了先进的XRD、SEM、HR-TEM、^(19)FNMR手段,系统地表征了反应前后吸附产物的形态和成分变化,发现在高F-浓度条件下,F-在羟基磷灰石表面的吸附机制不再是单层的表面配位。核磁共振的结果表明F-可部分取代羟基磷灰石结构中的隧道羟基而形成含氟羟基磷灰石。研究结果表明羟基磷灰石是一种相当具有潜力的除氟材料,值得进一步开发。 展开更多
关键词 羟基磷灰石 吸附 核磁共振 透射电子显微镜
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磷的生物地球化学循环研究进展 被引量:9
7
作者 周强 姜允斌 +2 位作者 郝记华 季峻峰 李伟 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-199,共17页
磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水... 磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈(地壳和上地幔)和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识:磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内(陆地生态系统与海洋生态系统)的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。 展开更多
关键词 磷灰石 生物地球化学循环 地球系统科学 全球变化 可持续农业
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富镁尾矿封存二氧化碳的实验地球化学研究 被引量:2
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作者 王晗 朱辰 +1 位作者 张猛龙 赵良 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期303-312,共10页
为了实现IPCC提出的控温1.5℃的目标,矿物封存因其具有长期稳定性和安全性的特点而成为研究热点,文章选取富镁尾矿作为封存原料进行研究。该尾矿为盐湖钾盐生产废弃物,由于无法利用,一直困扰当地产业。将其利用为封存二氧化碳的原料,可... 为了实现IPCC提出的控温1.5℃的目标,矿物封存因其具有长期稳定性和安全性的特点而成为研究热点,文章选取富镁尾矿作为封存原料进行研究。该尾矿为盐湖钾盐生产废弃物,由于无法利用,一直困扰当地产业。将其利用为封存二氧化碳的原料,可实现以废治废。文章通过实验研究不同反应温度(0、20、50、80℃)下二氧化碳吸收和碳酸盐沉淀两个核心过程,探讨二氧化碳在MgCl2-NH3-H2O体系中的反应路径和速率,发现二氧化碳在气—液界面的动力学反应速率常数是限制CO2传质的重要因素,对温度和反应速率常数进行建模发现两者关系为:kapp=1.4857×10^5 exp(-1974/T)。另外,通过对比不同温度下的二氧化碳吸收率和碳沉淀速率,提出最佳的实验温度条件,为富镁尾矿规模化封存二氧化碳提供参考。 展开更多
关键词 二氧化碳 矿物封存 吸收率 温度
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广西贵港岩溶地质高背景区富含铁锰结核土壤的矿物学与重金属地球化学特征 被引量:10
9
作者 杨琼 杨忠芳 +5 位作者 季峻峰 刘旭 季文兵 王珏 吴天生 王磊 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1450-1458,共9页
岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进... 岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。 展开更多
关键词 岩溶区土壤 地质高背景 铁锰结核 重金属 漫反射光谱
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新世纪亚洲风尘系统地球化学研究进展 被引量:7
10
作者 陈骏 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期433-446,共14页
简要评述了20世纪亚洲风尘沉积地球化学研究的主要成果,总结了新世纪以来亚洲风尘沉积地球化学在研究内容、方法、时间尺度及年代学方面的主要进展。较详细概述了最近十余年风尘沉积物在环境与气候替代性指标研究方面获得的新成果,并从... 简要评述了20世纪亚洲风尘沉积地球化学研究的主要成果,总结了新世纪以来亚洲风尘沉积地球化学在研究内容、方法、时间尺度及年代学方面的主要进展。较详细概述了最近十余年风尘沉积物在环境与气候替代性指标研究方面获得的新成果,并从矿物特征、元素地球化学、同位素和单矿物地球化学指标方面示踪风尘沉积物源研究进行了总结。指出亚洲风尘地球化学研究应在空间上从黄土-沙漠区向中亚内陆、西北太平洋扩展;在时间上拓展到中新世以来的风尘沉积;方法上应结合大气环流、地貌过程等,进行综合分析,并开拓新的测试手段。此外,应加强现代风尘过程的研究。亚洲风尘与风尘沉积地球化学研究的目的是解决风尘的产生、搬运和沉积的地球化学过程与环境变迁。 展开更多
关键词 亚洲风尘 地球化学 气候指标 源区示踪
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雨洪水回灌不同渗流状态下微生物迁移沉积特征
11
作者 武宇辉 杨悦锁 +3 位作者 路莹 闫子晗 王茜丹 石敏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期487-499,共13页
针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发... 针对雨洪水人工回灌特有的水动力和水环境条件,通过系列一维渗流模拟试验,系统分析不同饱和度、酸碱环境、离子强度和回灌速度等渗流状态下堵塞模式微生物在多孔介质内的迁移沉积特征,进而明确不同渗流状态下多孔介质内部微生物堵塞发展状况,同时通过DLVO理论计算揭示不同酸碱环境和离子强度下微生物运移过程中主控作用力.结果显示,当介质饱和度降低、介质内pH值下降、回灌水离子强度增加或回灌流速降低时,堵塞微生物迁移均会变慢,在介质上的沉积增加且层间沉积非均匀程度降低,导致介质内部更易形成生物堵塞.饱和度介于60%~80%、pH值介于7.5~8.5或离子强度介于1~5mmol/L范围内时,分别改变饱和度、pH值或者离子强度,对微生物迁移的影响较弱.渗流速度在0.5~1mL/min范围内,非饱和条件会削弱流速变化对菌体迁移沉积的影响.不同酸碱环境和离子强度下,饱和与非饱和介质中微生物运移主控作用力分别为静电作用力和毛细管作用力. 展开更多
关键词 堵塞微生物 迁移沉积 渗流状态 雨洪水回灌 生物堵塞
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中国东部玄武岩风化土壤的粘土矿物及碳汇地球化学研究 被引量:6
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作者 都凯 陈旸 +3 位作者 季峻峰 李慧 龙晓泳 陈骏 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期256-272,共17页
玄武岩风化是大气CO2的一个主要碳汇过程,气候条件是影响玄武岩风化和固碳速率的重要因素。该文选择中国东部不同气候带的新生代玄武岩典型风化剖面,进行了粘土矿物和常量元素分析。结果显示,在内蒙古—海南岛的采样区间内,随着气候条... 玄武岩风化是大气CO2的一个主要碳汇过程,气候条件是影响玄武岩风化和固碳速率的重要因素。该文选择中国东部不同气候带的新生代玄武岩典型风化剖面,进行了粘土矿物和常量元素分析。结果显示,在内蒙古—海南岛的采样区间内,随着气候条件由干冷向暖湿转化,风化剖面中粘土矿物组合呈现蒙脱石+伊利石+高岭石→蒙脱石+高岭石→高岭石+三水铝石的转变。剖面中土壤元素得失状况也显示出相应的规律,由于存在粉尘输入与风化淋滤作用的综合影响,在干冷的内蒙古地区,粉尘对于Ca,K,Na,Si等元素的输入量大于这些元素的淋失量;在山东地区,Ca,K,Na元素开始快速淋失,大于粉尘的输入量;在苏皖地区,Si元素的淋失量开始小于粉尘输入量;而在湿热的海南地区,风化作用强烈,Si显示出大量淋失的特点,碱性元素几乎全部流失。根据元素的相对得失率和北方粉尘平均组分的校正,初步估算了研究区内玄武岩风化对大气CO2的消耗速率,其数值在5.37~181.00t(km2.a)之间,与Dessert等(2003)的研究结果大致相当。 展开更多
关键词 玄武岩 风化 粘土矿物 CO消耗速率
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美国比格内尔山黄土的地球化学特征及其古气候意义
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作者 杨洋 张瀚之 刘连文 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期56-64,共9页
黄土是美国内布拉斯加州地表分布范围最广的沉积物之一,其中末次冰期形成的皮奥瑞亚黄土(Peoria loess,PL)质量累积速率(Mass Accumulation Rate,MAR)在比格内尔山(Bignell Hill,BH)达到世界最高。探究此地区黄土快速沉积的原因一直是... 黄土是美国内布拉斯加州地表分布范围最广的沉积物之一,其中末次冰期形成的皮奥瑞亚黄土(Peoria loess,PL)质量累积速率(Mass Accumulation Rate,MAR)在比格内尔山(Bignell Hill,BH)达到世界最高。探究此地区黄土快速沉积的原因一直是北美中部大平原黄土研究的热点。本文通过对内布拉斯加州中部BH样品的Nd、Sr同位素、主微量和稀土元素的分析,发现内布拉斯加黄土的化学成分相对均一,与上部大陆地壳(UCC)和中国洛川黄土相比,Fe、Mg值较低,K、Na含量相对较高。BH黄土的化学风化指数(CIA)值平均为65.7,小于洛川黄土,显示出较弱的化学风化强度。Sr-Nd同位素结果显示,除了普遍认为的怀特组沉积为黄土的主要源区外,还存在另一个^(87)Sr/^(86)Sr比值更高,ε_(Nd)更负的源区,推测这个源区为北美劳伦冰盖冰川沉积,其对黄土的贡献达30%~45%。BH黄土剖面的CIA、Na/K和碳酸盐含量变化表明,在PL形成时期(约25~18 ka),化学风化较弱,气候干冷,有助于风尘产生与堆积。 展开更多
关键词 内布拉斯加 黄土 化学风化 ND-SR同位素
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含方解石铜矿石微生物氧化作用的实验研究 被引量:6
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作者 向婉丽 陆现彩 +4 位作者 陆昀乔 李娟 张蕊 陈笑夜 刘欢 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期764-771,共8页
矿山固体废物中硫化物经微生物作用形成的酸性矿山排水及其引起的重金属污染是备受关注的环境问题,而岩石和矿石中的方解石能够影响酸性矿山排水的生成和迁移。为了考察方解石对硫化物-微生物氧化作用的影响,开展了系统的模拟实验,利用I... 矿山固体废物中硫化物经微生物作用形成的酸性矿山排水及其引起的重金属污染是备受关注的环境问题,而岩石和矿石中的方解石能够影响酸性矿山排水的生成和迁移。为了考察方解石对硫化物-微生物氧化作用的影响,开展了系统的模拟实验,利用ICP-AES、XRD、XRF等分析手段,测定了实验溶液的pH值、Eh值、离子浓度和次生沉淀成分。结果表明,在无方解石或方解石含量低时,黄铜矿的微生物氧化过程中,pH值下降、Eh值上升,有多种重金属离子进入溶液,并生成大量黄钾铁矾、自然硫等次生沉淀。添加过量方解石能有效中和氧化过程产生的酸并能显著抑制氧化菌的活动。因此通过添加碳酸盐矿物的方法可使溶液pH调节至微碱性,降低微生物的活性、阻滞铜矿石的氧化,能够有效降低重金属的释放。 展开更多
关键词 铜矿石 金属硫化物 微生物氧化 方解石 重金属
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陆生蜗牛文石方解石化过程及其碳同位素组成变化高温实验 被引量:1
15
作者 李成龙 盛雪芬 +2 位作者 鲍睿 罗铃 季峻峰 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第3期275-284,共10页
在过去全球气候变化研究中,生物CaCO3壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候... 在过去全球气候变化研究中,生物CaCO3壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候重建的准确性。利用陆生蜗牛Achatina fulica的文石壳体在空气背景下进行高温加热实验,来揭示加热前后样品中方解石含量和碳同位素组成的变化。结果表明:随着温度的升高,方解石含量增高;文石方解石化过程受壳体有机质含量的影响,相同加热温度和时间条件下,未采用双氧水处理的方解石含量比采用双氧水处理的方解石含量低;高温加热的壳体样品比原始样品碳同位素组成偏负;较短时间实验条件下,温度对文石方解石化过程起主导作用,并且双氧水处理也会对文石方解石化有所影响;造成样品碳同位素组成偏负可能是因为加热过程中样品与空气CO2发生了碳同位素交换反应,而不是因为矿物相变。因此,在利用蜗牛壳体碳同位素组成进行古环境重建时,需考虑文石方解石化过程对壳体碳同位素组成变化的影响。 展开更多
关键词 生物地球化学 蜗牛 高温加热 文石 方解石化 双氧水处理 碳同位素组成 古气候重建
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表面活性剂增强修复地下水中PCE的砂箱实验及模拟 被引量:10
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作者 郭琼泽 张烨 +4 位作者 姜蓓蕾 郑菲 施小清 徐红霞 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2018年第9期3398-3405,共8页
在石英砂充填的二维砂箱中开展表面活性剂(Tween 80)冲洗四氯乙烯(PCE)的修复实验,基于图像分析技术监测不同污染源区结构条件下NAPL相的去除过程.由于实验条件限制,实验中缺乏溶解相浓度数据.为此进一步基于UTCHEM数值模拟方法来理解N... 在石英砂充填的二维砂箱中开展表面活性剂(Tween 80)冲洗四氯乙烯(PCE)的修复实验,基于图像分析技术监测不同污染源区结构条件下NAPL相的去除过程.由于实验条件限制,实验中缺乏溶解相浓度数据.为此进一步基于UTCHEM数值模拟方法来理解NAPL相和溶解态之间的质量传输过程,并探讨表面活性剂浓度、注入速率等因素对修复效率的影响.综合砂箱实验和数值模拟结果表明:介质均质和非均质条件下会形成不同类型DNAPL污染源区结构,表现为离散状PCE与池状PCE体积比(GTP)差异.由于离散状污染物与表面活性剂的接触面积更大,更易被优先去除;初始GTP值越高,污染物的修复速率和修复效率也越高.增大表面活性剂浓度或提高表面活性剂的注入速率,虽然能提高DNAPL的修复速率,但会明显降低表面活性剂的修复效率,实验过程中修复效率降幅可达93%.线性驱动溶解模型可以有效地模拟表面活性剂修复DNAPLs过程,基于数值模拟方法选择合适的表面活性剂配比可有效的节省实际污染场址修复经费和时间成本. 展开更多
关键词 Tween80 四氯乙烯 表面活性剂增强修复 非均质
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热带海南岛地表和地下化学风化:对全球碳循环及海水Sr同位素演化研究的启示 被引量:1
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作者 彭精诚 郑栩 吴卫华 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期849-860,共12页
热带地区火山岛/岛弧的化学风化对全球碳循环和海水的Sr同位素演化均有着重要的作用。文章对中国热带海南岛的玄武岩、花岗岩小流域和大河流域进行了河水、地下水、雨水以及基岩和沉积物的综合研究,分析了水样和固体样品的元素含量和Sr... 热带地区火山岛/岛弧的化学风化对全球碳循环和海水的Sr同位素演化均有着重要的作用。文章对中国热带海南岛的玄武岩、花岗岩小流域和大河流域进行了河水、地下水、雨水以及基岩和沉积物的综合研究,分析了水样和固体样品的元素含量和Sr同位素比值。结果显示,河床沉积物的化学蚀变指数(CIA)与^(87)Sr/^(86)Sr之间存在着一定的变化关系,而这主要归因于沉积物的阶段性差异风化:风化早期阶段以黑云母占主导,^(87)Sr/^(86)Sr较高。此后斜长石开始风化,^(87)Sr/^(86)Sr逐渐下降。在风化程度中等阶段,斜长石大量分解后,各种富钾矿物风化加剧,^(87)Sr/^(86)Sr值升至最高点。在高风化程度阶段,随着富钾矿物逐渐减少,稳定的风化残余物质占据主导,^(87)Sr/^(86)Sr值逐渐下降。与年轻的活火山岛——加勒比海小安的列斯群岛和印度洋的留尼汪岛相比(其地下化学风化速率2~5倍于地表风化速率),由于相对较低的降水量和老死火山低的孔隙度,海南岛地下水的流量和固溶物总量(TDS)要低的多,导致海南岛的地下化学风化速率低于地表风化速率,仅与高纬的俄罗斯堪察加活火山岛相近,为小安的列斯群岛和留尼汪岛的约6%~25%,属于全球地下风化贡献最低的区域之一。海南岛玄武岩区的地表化学风化和CO_(2)消耗速率高于法国中央高原和西伯利亚,略低于夏威夷和德干,而显著小于东南亚的爪哇岛和吕宋岛。在温度相近的条件下,径流量对化学风化速率有着非常明显的控制作用。由于较低的年径流量,热带区域的海南岛,其对大气CO_(2)的消耗能力只是处于一个全球平均的范围内。 展开更多
关键词 海南岛 SR同位素 差异风化 地表化学风化 地下化学风化 CO_(2)消耗
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典型黑色页岩地区土壤风化速率及潜在生态效应研究 被引量:1
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作者 梁孔秋 赵万伏 +5 位作者 刘文浦 钟军伟 陈忠 常河 宋垠先 季峻峰 《地球与环境》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期199-212,共14页
风化条件作用下,黑色页岩富含的重金属元素释放到周围环境中,会造成土壤重金属的超标富集,从而形成重金属地质高背景区。为了了解黑色页岩地质高背景区重金属风化富集过程和特征,本研究以浙西地区典型寒武系黑色页岩区土壤为研究对象,运... 风化条件作用下,黑色页岩富含的重金属元素释放到周围环境中,会造成土壤重金属的超标富集,从而形成重金属地质高背景区。为了了解黑色页岩地质高背景区重金属风化富集过程和特征,本研究以浙西地区典型寒武系黑色页岩区土壤为研究对象,运用PROFILE模型定量计算土壤剖面化学风化速率,并以此评估重金属释放速率,同时对该地区的土壤重金属潜在生态效应进行了评估。研究结果表明,土壤的化学风化速率为62.95~412.62 mmol/(m^(2)·a),盐基阳离子(Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)和K^(+))的释放速率为97.47~806.16 mmol/(m^(2)·a)。黑色页岩土壤中碳酸盐含量的大小对风化速率强弱的影响比较大。研究区土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的平均释放速率分别为31.25、18.79、135.65、65.14、0.15、28.02和367.35 mmol/(m^(2)·a)。土壤的重金属浓度和盐基阳离子浓度(CBCt)对重金属释放速率的影响较大,盐基阳离子释放速率(RBC)对重金属释放速率的影响较小。研究区重金属综合潜在生态风险指数平均值为961.89,Cd的潜在生态风险指数最高,贡献率在53.44%~99.70%之间。 展开更多
关键词 黑色页岩 风化速率 重金属 生态效应
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小龙虾壳生物炭对重金属Ni(Ⅱ)的吸附特征及机理探究
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作者 许小淇 周斌 +1 位作者 李锦徽 陈旸 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期668-677,共10页
小龙虾壳是一种常见的厨余垃圾废弃物,将其制成生物炭吸附重金属从而减少污染,可实现其资源化利用。不同的原料处理方式可能会影响小龙虾壳生物炭对重金属的吸附作用,探明其机理将有助于优化小龙虾壳生物炭的生产和应用,进而对厨余垃圾... 小龙虾壳是一种常见的厨余垃圾废弃物,将其制成生物炭吸附重金属从而减少污染,可实现其资源化利用。不同的原料处理方式可能会影响小龙虾壳生物炭对重金属的吸附作用,探明其机理将有助于优化小龙虾壳生物炭的生产和应用,进而对厨余垃圾废弃物的处理提供参考。该研究以小龙虾壳为原料,通过不同处理方式得到三种生物炭:生虾壳炭(CB)、烹饪后清洗的虾壳炭(WCB)及烹饪后未洗的虾壳炭(CCB)。采用批量吸附实验,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等测试方法对生物炭的性质及吸附机理进行探究。结果显示,比表面积和平衡吸附量的顺序为CB>WCB>CCB,最大吸附量的顺序为CB>CCB>WCB;三种生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附动力学符合Elovich模型,拟一级动力学模型和拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型和Freundlich模型;吸附机理有物理吸附、阳离子交换,表面官能团络合;经烹饪的虾壳较生虾壳更难资源化利用,清洗处理对吸附量的影响并不显著,因此利用烹饪后未清洗的小龙虾壳制生物炭更经济环保。 展开更多
关键词 生物炭 小龙虾壳 厨余垃圾 Ni(Ⅱ) 重金属吸附
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施加玄武岩对小麦生长和籽粒干重的影响
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作者 高伟斌 王少华 +2 位作者 王浩贤 陈旸 王一剑 《南京大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第5期860-870,共11页
为探究玄武岩对农作物生长和籽粒干重的影响,研究了温室条件下向农田土壤中施加不同粒径的玄武岩粉末(粗粒粒径<1000μm,细粒粒径<100μm,施加量为5 kg·m^(-2))对小麦籽粒干重、不同生长阶段小麦器官中主量元素(K,Ca,Mg)含... 为探究玄武岩对农作物生长和籽粒干重的影响,研究了温室条件下向农田土壤中施加不同粒径的玄武岩粉末(粗粒粒径<1000μm,细粒粒径<100μm,施加量为5 kg·m^(-2))对小麦籽粒干重、不同生长阶段小麦器官中主量元素(K,Ca,Mg)含量和土壤潜在可交换阳离子的影响.结果表明,施加玄武岩粉末可以促进小麦植株(尤其是叶和穗)的生长并提高小麦籽粒干重.在小麦生长的整个阶段,小麦器官中单种主量元素含量没有明显的变化规律,但小麦植株中K,Ca,Mg的含量随小麦的生长而增加,且施加玄武岩的效果更显著(P<0.01).施加玄武岩没有提高土壤潜在可交换离子总量(P<0.01).研究表明施加玄武岩粉末可以提高小麦籽粒干重,促进小麦生长,并改善小麦品质. 展开更多
关键词 增强风化 玄武岩 矿质元素 硅酸盐肥料
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