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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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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
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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
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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
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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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新世纪亚洲风尘系统地球化学研究进展 被引量:7
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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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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
7
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
9
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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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
10
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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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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典型岩溶地质高背景土壤镉生物有效性及其控制因素研究 被引量:49
13
作者 郭超 文宇博 +3 位作者 杨忠芳 李伟 管冬兴 季峻峰 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期678-687,共10页
我国岩溶地貌主要分布在广西、贵州、云南等西南地区,全国土壤污染状况调查公报显示这些岩溶区土壤中金属元素通常超标严重,其生物有效性的相关研究仍较缺乏.采集广西典型岩溶重金属地质高背景地区的稻田土壤,分析金属元素As,Cd,Cr,Cu,N... 我国岩溶地貌主要分布在广西、贵州、云南等西南地区,全国土壤污染状况调查公报显示这些岩溶区土壤中金属元素通常超标严重,其生物有效性的相关研究仍较缺乏.采集广西典型岩溶重金属地质高背景地区的稻田土壤,分析金属元素As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb和Zn总量,并采用CaCl2和EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)提取方法分析土壤中金属的生物有效态含量.结果表明,与上部地壳相比,研究区土壤中不同重金属的富集程度顺序为Cd>As>Pb>Zn>Cr>Cu>Ni,与广西灰岩中这些重金属的富集程度顺序基本一致,揭示岩溶区地质高背景土壤重金属的富集具有显著的母岩继承性.土壤Cd的CaCl2提取的平均含量为0.02mg·kg-1,平均提取率为4.37%,远低于人为污染区土壤Cd的CaCl2提取的平均含量和提取率.EDTA提取态Cd的含量平均值为0.84mg·kg-1,平均提取率为52.86%.岩溶区土壤Cd的CaCl2提取态含量与土壤Cd总量没有明显的线性关系,生物有效性和生态风险主要受pH控制:当土壤pH>6.5时,虽然土壤Cd总量较高,但CaCl2提取态Cd含量偏低,生态风险低;而当土壤pH<6.5,土壤Cd总量相对偏低时,CaCl2提取态Cd含量较高,生态风险较高。 展开更多
关键词 地质高背景 岩溶区土壤 CaCl
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金属硫化物微生物氧化的机制和效应 被引量:12
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作者 陆现彩 李娟 +3 位作者 刘欢 李伟洁 王睿勇 陆建军 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期153-163,共11页
岩石露头和矿山废弃物中的金属硫化物在地表、近地表条件下的氧化作用往往导致多种环境问题,因此,金属硫化物的地表风化一直是备受关注的表生过程之一。越来越多的证据表明微生物对矿物的氧化在金属硫化物风化过程中发挥着重要作用。实... 岩石露头和矿山废弃物中的金属硫化物在地表、近地表条件下的氧化作用往往导致多种环境问题,因此,金属硫化物的地表风化一直是备受关注的表生过程之一。越来越多的证据表明微生物对矿物的氧化在金属硫化物风化过程中发挥着重要作用。实验研究发现:微生物在金属硫化物表面附着并形成微生物膜,在矿物-微生物膜界面微环境中存在着强烈的微生物氧化和化学氧化作用,两种氧化作用相互协同、共同促进。在此过程中,金属硫化物的S、As、Fe等元素经历了复杂的电子传递、逐级氧化的动力学过程,最终形成稳定的高铁硫酸盐或氧化物,并形成大量的酸性排水。该过程受多种因素的影响,包括细菌种类、光照和溶液Fe^(2+)浓度等。金属硫化物的微生物氧化直接导致重金属大量释放和严重的环境危害,释放的酸性排水还引发碳酸盐矿物分解和CO_2排放,会对全球碳循环产生不可忽视的影响。在地球演化的早期阶段,金属硫化物氧化消耗大气氧气可能导致大氧化进程滞后。尽管关于金属硫化物-微生物相互作用研究取得了长足的进展,但金属硫化物微生物氧化的分子机制和全球尺度的元素地球化学循环还有待深入研究,原位纳米观测技术的引入和全球物质循环模型研究具有必要性和紧迫性,同时也对生物冶金技术的发展有着重要的意义。 展开更多
关键词 金属硫化物 微生物 氧化机制 环境效应 生物冶金 元素循环
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FTIR-NIR研究镉胁迫对构树试管幼苗生长的影响与机理 被引量:7
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作者 王成 蒋泽平 +3 位作者 李文青 邵文静 张婷 季峻峰 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期673-679,共7页
利用傅里叶转换漫反射红外光谱(FTIR)和近红外光谱(NIR)测定了构树幼苗在不同浓度镉胁迫下叶片的红外光谱,揭示了构树叶片中蛋白质、脂类等有机化合物合成对镉胁迫的生理响应。结果表明,构树幼苗在Cd胁迫下,鲜叶红边位置发生"蓝移&... 利用傅里叶转换漫反射红外光谱(FTIR)和近红外光谱(NIR)测定了构树幼苗在不同浓度镉胁迫下叶片的红外光谱,揭示了构树叶片中蛋白质、脂类等有机化合物合成对镉胁迫的生理响应。结果表明,构树幼苗在Cd胁迫下,鲜叶红边位置发生"蓝移"现象,红边蓝移程度与叶绿素含量呈正相关关系。近红外光谱的710 nm波长可作为是否受胁迫的红边位置界限。镉胁迫下构树幼苗的FTIR光谱3010 cm-1、1720 cm-1、1636 cm-1、1468 cm-1、892 cm-1处特征吸收峰强度随胁迫强度增加而增加,揭示了构树试管苗叶片通过合成更多的蛋白质、纤维素、羧酸以及部分酯类有机物来响应镉胁迫。FTIR-NIR光谱分析可用于植物对Cd胁迫的生理学研究,并可作为一种快捷方法应用于植物重金属污染监测。 展开更多
关键词 红外光谱 构树 镉胁迫 生理作用 叶绿素 化学组分
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死端孔隙对溶质运移影响的实验研究 被引量:12
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作者 余期冲 祝晓彬 +2 位作者 吴吉春 吴剑锋 曹萌萌 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期160-164,172,共6页
拖尾分布是溶质运移规律研究的热点和难点。死端孔隙、透镜体等空间结构形成的非均质性以及密度变化产生的指状流会导致溶质运移拖尾分布。论文选择保守性溶质氯化钠作为示踪剂,采用砂柱实验系统地研究了以死端孔隙导致的非均质性以及... 拖尾分布是溶质运移规律研究的热点和难点。死端孔隙、透镜体等空间结构形成的非均质性以及密度变化产生的指状流会导致溶质运移拖尾分布。论文选择保守性溶质氯化钠作为示踪剂,采用砂柱实验系统地研究了以死端孔隙导致的非均质性以及由不同浓度和温度形成的变密度条件对溶质运移拖尾分布的影响。实验结果表明:死端孔隙的存在会延迟溶质运移穿透曲线出峰时间,降低峰值及出现拖尾分布,随着死端孔隙介质体积或数量的增加这一现象越明显;随着溶液浓度的增加拖尾现象越明显,且温度的升高会加剧这一现象。对比死端孔隙、温度和浓度三者对溶质运移拖尾分布的影响,其中影响最大的是死端孔隙,其次是浓度和温度。 展开更多
关键词 死端孔隙 拖尾分布 变密度流 溶质运移
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平朔矿区地下水水化学特征及成因 被引量:9
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作者 吴晓丽 张杨 +1 位作者 孙媛媛 吴吉春 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期417-425,共9页
为揭示平朔矿区地下水化学特征及成因,采集了区内浅层孔隙水、山西组砂岩裂隙水、煤系层间砂岩裂隙水和奥陶系灰岩裂隙水四个含水层共计31个地下水样,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子组合比和主成分分析等方法深入探讨该区地... 为揭示平朔矿区地下水化学特征及成因,采集了区内浅层孔隙水、山西组砂岩裂隙水、煤系层间砂岩裂隙水和奥陶系灰岩裂隙水四个含水层共计31个地下水样,运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子组合比和主成分分析等方法深入探讨该区地下水水化学组分形成及影响因素.结果表明:研究区各含水层地下水总溶解固体(TDS,total dissolved solids)范围在211.84~1315.00 mg·L^(-1).四个含水层主要优势阴阳离子分别为HCO^(-)_(3)和Ca^(2+),水化学类型随含水层深度增加由HCO^(-)_(3)⁃Ca^(2+)·Mg^(2+)型向HCO^(-)_(3)·SO^(2-)_(4⁃)Ca^(2+)·Mg^(2+)型过渡.地下水化学组分主要受阳离子交替吸附作用、黄铁矿氧化、盐岩溶解及碳酸盐和硫酸盐溶解作用控制.其中黄铁矿氧化、盐岩溶解及碳酸盐和硫酸盐溶解作用对深部含水层地下水组分的影响显著强于浅层孔隙水. 展开更多
关键词 采煤活动 地下水化学特征 水⁃岩作用 成因
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环境因素对蜗牛Achatina fulica壳体碳酸盐δ^(13)C组成影响的实验研究 被引量:4
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作者 朱莉莉 鲍睿 盛雪芬 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期357-364,共8页
陆生蜗牛化石稳定同位素组成是一种良好的古环境信息载体,常被用于古环境古气候的重建。由于缺少古环境因子对蜗牛壳体稳定同位素组成机理性的结论,因此越来越多的研究侧重于对现代蜗牛壳体的环境效应进行探讨。实验室蜗牛饲养实验则可... 陆生蜗牛化石稳定同位素组成是一种良好的古环境信息载体,常被用于古环境古气候的重建。由于缺少古环境因子对蜗牛壳体稳定同位素组成机理性的结论,因此越来越多的研究侧重于对现代蜗牛壳体的环境效应进行探讨。实验室蜗牛饲养实验则可以通过控制环境因素来确定其对壳体碳酸盐稳定同位素组成的影响程度,从而得到较为确切的结果。该文在前人的研究基础上,利用Achatina fulica进行实验室饲养实验。结果表明,在相同的温、湿度下,同种食物喂养的蜗牛壳体有非常稳定的分馏值,不同食物类型的结果有一定的差异,莴苣叶、玉米粉和饲料喂养的蜗牛壳体相对于食物的分馏值分别为16.70‰±0.2‰,10.57‰±0.2‰和10.65‰±0.2‰;在20~30℃实验条件下,壳体δ13C并不受环境温度的影响,主要受食物的影响,并得到两者之间的回归方程为δ13Cs=0.6665δ13Cv+6.2302(n=26);无机碳酸盐对Achatina fulica壳体文石δ13C值影响很少;根据端元组分分析方法的统计结果显示,食物是Achatina fulica壳体碳同位素组成的主要影响因素,贡献值约为80%±5%,除此以外,大气CO2的贡献值约为20%±5%。 展开更多
关键词 环境因素 Achatina fulica 碳同位素组成 壳体与食物之间分馏值
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四川盆地西北部二叠系栖霞组准同生期砂糖状白云岩特征及成因 被引量:34
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作者 芦飞凡 谭秀成 +7 位作者 钟原 罗冰 张本健 张亚 李明隆 肖笛 王小芳 曾伟 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1134-1148,1173,共16页
针对四川盆地西北部二叠系栖霞组的砂糖状白云岩储集层,对其特征、形成时间和成因进行了判识和分析。通过钻井岩心和野外剖面的详细描述及显微镜下分析,发现其具有区别于其他白云岩的典型特征:①白云石晶粒级别一般为中-粗晶,且常与粉-... 针对四川盆地西北部二叠系栖霞组的砂糖状白云岩储集层,对其特征、形成时间和成因进行了判识和分析。通过钻井岩心和野外剖面的详细描述及显微镜下分析,发现其具有区别于其他白云岩的典型特征:①白云石晶粒级别一般为中-粗晶,且常与粉-细晶白云岩和岩溶系统充填物白云岩伴生;②在向上变浅序列中上部发育典型的早成岩期岩溶识别标志;③中-粗晶砂糖状白云岩被早成岩期岩溶组构切割,表现为白云石具溶蚀边,孔洞中充填渗流白云石粉屑,中-粗晶白云石晶间为后期海侵期黏土充填。分析认为,这类中-粗晶白云岩形成时间为早成岩期岩溶之前。结合砂糖状白云岩具亮色环带的阴极发光特征、较高的包裹体温度、显著负偏移的碳氧同位素组成特征和类似海水的稀土元素配分形态分析,这类偶具雾心亮边的砂糖状白云岩经历了蒸发海水回流渗透和坡折带地形控制的准同生期海水循环热液白云石化两期白云石化过程。研究结果不仅更新了对栖霞组白云石化时间的认识,说明在海水循环热液叠加的准同生期也可形成中-粗晶的砂糖状白云岩,同时表明东吴期张裂活动始于早二叠世,也因坡折带地形和丘滩叠置迁移控制的砂糖状白云岩具有规模带状分布特征,而为拓展该类储集层的勘探领域提供了重要的支撑。 展开更多
关键词 砂糖状白云岩 准同生期白云石化 海水循环热液 早成岩期岩溶 栖霞组 二叠系 四川盆地
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全球变暖背景下北美育空河流域化学风化增强 被引量:1
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作者 聂浩阳 李石磊 +1 位作者 陈旸 王洪涛 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期825-837,共13页
硅酸盐岩风化对气候变化和构造运动的反馈对长尺度气候变化可能起到重要的调节作用,对该反馈过程的定量认识有助于更确切理解地球碳循环的运行规律。通常认为风化类型可分为两种,分别是供应限制和动力学限制。全球变暖可能促进了动力学... 硅酸盐岩风化对气候变化和构造运动的反馈对长尺度气候变化可能起到重要的调节作用,对该反馈过程的定量认识有助于更确切理解地球碳循环的运行规律。通常认为风化类型可分为两种,分别是供应限制和动力学限制。全球变暖可能促进了动力学限制流域的化学风化作用,然而,关于这方面的认识仍很有限。育空河流域是典型的动力学限制风化区域,研究育空河的风化对气候变暖的响应有助于深入认识气候和大陆风化之间的相互作用。正演模型是区分河流风化端元的重要手段,文章利用正演模型对育空河流域从1975年到2019年的主要离子组成的数据集进行分析,并获得了该流域在过去几十年的化学风化速率的变化趋势。结果表明,育空河水化学性质主要受到碳酸盐岩风化和硅酸盐岩风化控制,两者多年平均碳汇通量分别为2.1×10^(11)mol/yr和4.1×10^(10)mol/yr,处于世界主要大河碳汇通量的中间水平。更重要的是,在同一时期,伴随着2.2℃的温度增幅和13.7%的径流量增加,流域内的阳离子总通量增加了35.7%,其中硅酸盐岩和碳酸盐岩风化产生的阳离子通量分别增加了41%和35%,阳离子通量/风化速率对气候的敏感性与冰岛地区的研究结果符合的很好,与风化速率加快相对应的,硅酸盐岩风化碳汇通量相对增加了59.6%。尽管碳汇的增加在绝对通量上相比人类化石燃烧产生的碳排放通量微不足道,但是考虑到构造尺度内全球硅酸盐岩风化速率的增强,尤其是在较为寒冷的高纬度地区,额外的二氧化碳固定量可能对地球历史时期的全球气候产生重要影响。 展开更多
关键词 化学风化 碳汇 水化学 全球变暖 育空河
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