某石油类污染场地地下水石油烃生物降解的地球化学证据

生物降解地下水石油烃会改变地下水环境的水化学组成,因此可以通过分析污染晕中电子受体、生物降解代谢产物以及重要的地球化学参数量值变化获得生物降解的地球化学证据。本次在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上,根据地下水样测试结果,详细分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受体、代谢产物以及重要地球化学参数的空间变化规律,研究结果表明:污染场地内存在氧还原、硝酸盐还原、硫酸盐还原等生物降解作用,其中硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应; 在沿地下水流向上,TPH浓度、HCO₃^-浓度和碱度逐渐降低,Eh、电子受体(DO、NO₃^-、SO₄^2-)浓度逐渐升高; 在垂直于地下水流向上,从中心向两侧各组分也呈相似的变化规律。     

六氟化硫法测量33S/32S、34S/32S和36S/32S的方法研究

六氟化硫法是测量硫同位素组成的新方法。与传统的二氧化硫法相比，六氯化硫法有灵敏度高，准确度高，能同时测定扩δ³³S、δ³⁴S和δ³⁶S的优越性。本文介绍了国内第一台同位素分析用的六氟化硫制样装置，并报导了对硫化银、黄铁矿、黄铜矿、陨硫铁、方铅矿和闪锌矿等天然硫化物用六氟化硫法进行硫同位素测定的结果。结果表明，我们的装置和方法达到了国际上现有的水平，并在操作的方便性、可靠性及样品适用范围方面有所改进。     

地下水石油烃生物降解作用研究

在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上,根据地下水样测试结果,分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受体、代谢产物以及重要地球化学参数的变化规律,通过计算矿物饱和指数和采用含水层介质X射线矿物衍射方法研究了污染晕中矿物沉淀反应,计算了含水层的氧化容量。结果表明：由于SO42-背景浓度值较高,硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应;菱铁矿、黄铁矿和FeS的沉淀反应是HS-、Fe2＋浓度异常的原因;SO42-的氧化容量在含水层中的氧化容量（OXC）所占比例最大,可进一步推断硫酸盐还原反应是引起污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应。     

天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究

加油站地下水中石油烃污染是较为普遍的现象,本文对研究区位于不同水文地质条件的加油站地下水进行取样分析,分析加油站地下水中石油烃的污染特征和地下水化学类型特征,并运用因子分析、相关性分析和多元回归分析揭示加油站地下水中石油烃潜在的生物降解机制。研究结果表明,地下水化学类型主要可划分为Cl-Na型、HCO₃-Na型、HCO₃-Ca型和SO₄-Na型4类。加油站地下水中石油烃的检出率为85.71%,检出浓度为0.020.35 mg/L。因子分析结果表明影响地下水化学组成的因素主要以水-岩相互作用和石油烃的生物降解为主。TPH与地下水化学指标间的相关关系表明:TPH与K⁺、Na⁺、Cl^-、Mn、Mg²⁺、 {\mathrm{SO}}_4^{2-}呈现负相关的关系,与pH值、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、 {\mathrm{NO}}_2^{-}、Ca²⁺、Fe不存在显著的相关关系。加油站地下水环境中可能存在嗜盐或耐盐微生物,导致随着盐度的升高,总石油烃(total petroleum hydrocarbon,TPH)生物降解率加快,TPH浓度呈现出降低的趋势。微生物利用电子受体( {\mathrm{SO}}_4^{2-}、Mn、 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Fe)降解TPH的过程中,电子受体的贡献率为:铁还原(64.88%)>锰还原(24.86%)>硫酸根还原(5.78%)>硝酸盐还原(4.46%),即加油站地下水中铁锰还原菌的石油烃生物降解为优势反应。     

河北平原地下水硫酸盐34S和18O同位素演化特征

地下水中硫酸盐的34Ss和18O在探寻地下水的水质演化规律、赋存环境特征方面具有重要的研究意义,笔者选取保定-河间-沧州-黄骅剖面采集深层地下水水样,分析测试了其主要阴阳离子含量、δ18O、δD、14C及δ34Sso42-和δ18Oso42-各项指标,在此基础上首次探讨了河北平原地下水中硫酸盐的硫、氧同位素分布特征与演化机理.研究发现研究区地下水硫酸盐的δ34Sso42-值沿地下水流向增大,δ18Oso42-值则在一个较小的范围内波动,最终接近一个常数值,二者间呈现较好的负相关关系;δ34Sso42-值随地下水14C年龄的增加而增加,δ34Sso42-则随地下水14C年龄的增加而趋于稳定;34Sso42-值与r(so42-)/r(C1-)的值呈负相关关系,δ18Oso42-值与r(SO42-)/r(C1-)的值则呈正相关关系.在研究区地下水中硫酸盐的34S和18O同位素的分布演变特征主要由SO42-和水之间的同位素交换反应、微生物硫酸盐的还原作用、硫化氢的再氧化作用所影响,其中微生物硫酸盐的还原作用的结果使地下水中的硫酸盐富集34S,SO42-和水之间的同位素交换反应是影响地下水的δ18Oso42-值的主导因素,使地下水的δ18Oso42-取决于地下水的氧同位素组成.     

东北某油田污染场地土壤总石油烃背景值的确定及污染特征

以2010年6月在东北某油田区野外调查获取的68个表层土壤样品和50个钻孔土壤样品总石油烃浓度测试结果为基础,运用相对累积概率分布曲线法确定该区土壤总石油烃背景值(或临界值),采用监测断面分析法、比拟法对所得结果进行验证,并以此为依据分析了研究区不同土地利用类型表层土壤和不同深度土壤中石油烃污染特征,进而对土壤石油烃污染程度进行评价。结果表明:运用相对累积概率分布曲线法所确定研究区土壤总石油烃背景值(或临界值)为10mg/kg。研究区芦苇湿地土中66.7%点位属中等及以上污染水平,稻田耕作土中73.1%点位属未污染或低污染水平;表层土壤总石油烃浓度空间变异性较大,表现出明显的点源污染特征。此外,表层土壤总石油烃浓度明显高于深层土壤,0～0.2m土层达到重度污染水平,以下深度总石油烃浓度逐渐降低,趋向背景值。这种情况与污染场地石油烃在垂向上的迁移过程主要以渗透作用为主有关。     

地下水硝酸盐15N和18O同位素在线测试技术研究

测定水和土壤的氮氧同位素组成能够识别硝酸盐来源和研究氮素的迁移转化过程,用在线高温热解法测试硝酸盐的15N和18O同位素是目前应用最广泛、最流行的高新技术.但是由于离子源内NO的干扰,使该方法测定的δ㈨O值不准确,而采用He稀释法则可有效减少该项干扰 本文选取4个国际标准样品(IAEA-No-3、USGS32、USGS34和USGS35)和一个实验室标准样品(CUGL-No-1),使用元素分析仪耦合MAT 253稳定同位素比值质谱仪(EA-IRMS),在8个月时间内对100多个地下水样品进行238次测试,对在线高温热解测试硝酸盐15N和18O技术进行了检验,验证其实用性.得到三点新认识:①用KNO3作为靶样品形式成本低,且便于和国际标准对比;②在线高温热解法测定标准和样品中硝酸盐的15N和18O同位素组成需样量仅为500μg的KNO3,一次选样可同时测定NO3的δ15N和δ 18O,消耗时间仅720 s,δ15N和δ 18O的测试精度分别为0.25‰、0.6‰,达到了国外相应水平,速度快,效率高;③He稀释法可减少离子源内NO对δ 18O测试的干扰,不必改变EA-IRMS系统的任何硬件.     

基于水化学和同位素特征的新乡某地下水污染场地水文地质概念模型细化

构建合理的水文地质概念模型对于地下水数值模拟至关重要,概念模型如果确定不合理,整个数值模拟将毫无意义。通常水文地质调查可以大致确定水文地质概念模型,然而对于一些不易被发现的补给源,通过水文地质调查也无法确定。水化学和同位素特征对地下水的补给源及水流路径有很好的指示作用,可以根据这些信息对水文地质概念模型进行细化。文章通过对研究区地下水取样,分析地下水水化学和同位素特征,确定出研究区内不易识别的地下水补给源及顶层黏土-粉质黏土的透水性,最终细化了水文地质概念模型边界条件。这对于后期得到正确的地下水流和溶质运移模拟结果具有重要意义。     

桂林全新世石笋高分辨率δ13C记录及其古生态意义

桂林地区３个石笋分辨率达１０～１００ａ级的δ_１３Ｃ记录表明,全新世时期的古生态可以划分为森林植被由兴盛至退化(气候由暖湿至干凉)的３个旋回。早中期旋回人类活动影响较小,晚期旋回影响大,由于人类持续地对森林的破坏,草类植被得以生长,石漠化增强,石笋的δ_１３Ｃ值急速上升以后,很难再回复到全新世中期的水平。δ_１３Ｃ值大幅度跳跃式的下降,可以确定末次冰期旋回冰消期的终止点,其时限为１０ ７００ａＢ．Ｐ,与δ_１８Ｏ记录完全吻合,也可以与海洋氧同位素以及其它记录进行对比。     

某四氯化碳污染场地自然恢复的地球化学特征

为了给某四氯化碳污染场地修复设计提供理论基础,在场地监测采样的基础上结合地球化学还原脱氯作用的反应过程,筛选了硫酸盐、二价铁、氯化物、三氯甲烷、碳酸氢盐作为标志性组分,开展了场地自然恢复的地球化学特征分析,划分对比了污染羽中部内外两区域各指标的质量浓度差异,结果显示：污染羽中部范围内标志性组分间具有明显的空间相关性,即反应物硫酸盐质量浓度明显降低,伴随了生成物二价铁所占比例的明显升高和降解产物氯离子与三氯甲烷质量浓度的升高,且显示了碳酸氢盐质量浓度的减少;上述指标之间的关系说明了四氯化碳脱氯作用的发生。本次地球化学特征分析显示出该污染场地具有较强的自然恢复潜势。     

生物曝气技术对石油类污染地下水的修复效果及去除机制

针对东北某石油污染场地水文地质条件进行模拟,按照试验场地地层现状进行实验室缩放,研究微生物在含水层介质为砾砂、粗砂和中砂中的迁移速度以及含水层介质吸附的微生物量。选取苯和二甲苯作为目标石油污染物,研究生物曝气技术对被污染地下水的修复效果及其去除污染物的机制。实验结果表明:微生物在介质中的迁移速度从大到小为砾砂、粗砂、中砂;介质吸附微生物量的顺序从大到小为中砂、粗砂、砾砂;生物曝气4个月后,苯和二甲苯去除率分别为86.4%和81.7%,BS对中砂层中的苯和二甲苯去除效果好于砾砂层和粗砂层,苯的去除效果好于二甲苯。由挥发机制去除的污染物为46.24%,生物降解去除的污染物为36.98%,BS技术可以有效去除地下水中石油类污染物。     

Biodegradation of Benzene and Toluene under Enhanced Denitrifying Conditions

The biodcgradation of benzene and toluene was studied by aquifer material microcosm experiment in laboratory under enhanced denitrifying conditions. Based on analyses and contrast of the experiment results, the following important conclusions were obtained. Microorganisms can utilize nitrate as the electron acceptor to degrade benzene and toluene under enhanced denitrifying conditions. The denitrifiers come from the aquifer material. The macro-nutrient that microorganisms need is provided by benzene, toluene and nitrate, and the trace elements come from the aquifer material. Environmental conditions have great effects on the biodegradation of benzene and toluene, and the pH values strongly inhibit the biodegradation when they are too high or too low.     

高放废物处置系统地下水同位素特征

在高放废物处置库场地特性评价中,对于深地质处置方案而言,最有可能使放射性核素进入生物圈的机制是地下水的迁移,因此,水文地质研究是场址预选和评价中的一个重要内容.本文以甘肃北山预选区旧井地段为例,根据地下水同位素数据,结合所获得的地质、水文数据和信息,分析研究了研究区基岩地下水的起源、形成、演化和循环特征.研究表明,北山预选区旧井地段,深部地下水和浅部地下水均源自大气降水的补给,弱含水、低渗透、低流速是该区的主要水文地质特征.     

某油田地下水污染特征及其机理分析

在对某油田石油类污染物分布特征研究的基础上,对其进入地下水的途径进行分析。研究表明,除石油类外,CODMn、Cl-、NO3-N和TDS具异常变化,这些异常变化已成为石油类污染的参考指标。含水层污染程度主要以严重污染和中度污染为主,下段含水层中的石油类污染物的浓度明显高于上段含水层。地下水遭受污染的途径类型分为地表渗透型和优势通道渗漏型,但地表渗透型污染对研究区地下水的威胁性相对来说较小。由构造活动、地下水开采引发的地裂缝形成的优势通道渗漏型污染是地下水污染的主要途径。     

联合稳定同位素与水化学方法确定地下水污染源

地下水污染是废水参与地球水循环的结果,稳定同位素在全球水循环中的应用原理同样适用于研究地下水的地表污染源.通过与水化学方法结合,确定地下水的地表污染来源,计算了污水的混入比例,为今后地下水污染的治理提供了可靠的依据.     

Identifying the Sources of Solutes in Karst Groundwater in Chongqing,China: a Combined Sulfate and Strontium Isotope Approach

Groundwater from karst subterranean streams is among the world’s most important sources of drinking water supplies, and the hydrochemical characteristics of karst water are impacted by both natural environment and people. Therefore, the study of hydrochemistry and its solutes’ sources is very important to ensure the normal function of life support systems. In this paper, thirty?five representative karst groundwater samples were collected from different aquifers (limestone and dolomite) and various land use types in Chongqing to trace the sources of solutes and relative hydrochemical processes. Hydrogeochemical types of karst groundwater in Chongqing were mainly of the Ca?HCO3 type or Ca (Mg)?HCO3 type. However, some hydrochemical types of karst groundwater were the K+Na+Ca?SO4 type (G25 site) or Ca?HCO3+SO4 type (G26 and G14 site), indicating that the hydrochemistry of these sites might be strongly influenced by anthropogenic activities or unique geological characteristics. The dissolved Sr concentrations of the studied groundwater ranged from 0.57 to 15.06 μmmol/L, and the 87Sr/86Sr varied from 0.70751 to 0.71627. The δ34S?SO42? fell into a range of ?6.8‰?21.5‰, with a mean value of 5.6‰. The variations of both 87Sr/86Sr and Sr values of the groundwater samples indicated that the Sr element was controlled by the weathering of limestone, dolomite and silicate rock. However, the figure of 87Sr/86Sr vs. Sr2+/[K++Na+] showed that the anthropogenic inputs also obviously contributed to the Sr contents. For tracing the detailed anthropogenic effects, we traced the sources of solutes collected karst groundwater samples in Chongqing according to the δ34S value of potential sulfate sources. The variations of both δ34S and 1/SO42? values of the groundwater samples indicated that the atmospheric acid deposition (AAD), dissolution of gypsum (GD), oxidation of sul?de mineral (OS) or anthropogenic inputs (SF: sewage or fertilizer) have contributed to solutes in karst groundwater. The influence of oxidation of sul?de mineral, atmospheric acid deposit and anthropogenic inputs to groundwater in Chongqing karst areas was much widespread.     

IAEA-S-1 参考物质及V-CDTS 同位素标准的32S/34S绝对比值

采用高纯S同位素物质和SF6的分析方法对IAEA-S-1参考物质及V-CDT S同位素标准的32S/34S绝对比值进行了实验标定，V-CDT的32S/34S比值为22.6496±0.060，IAEA-S-1的32S/34S比值为22.6564±0.0060.     

铀系不平衡在大同南寒武-奥陶系地下水资源研究中的应用

在大同口泉沟南寒武-奥陶系碳酸盐岩地下水资源勘探研究中,应用了铀放射系不平衡方法.由地下水中234U与238U放射性活度比的不平衡对相邻泉域作出区别,划分出岩溶地下水的3种类型,相应于强、中、弱径流条件和不同的含水层环境.利用234U盈亏指标识别了本区各岩溶地下水子系统、相互关系、补给源和混合比及其与侧向补给和侧向排泄的关系.地下水中铀含量和活度比有较大变幅,神头泉有罕见的小于久期平衡的铀放射性活度比.     

硫同位素技术在北方岩溶水资源调查中的应用实例

从地球化学背景方面看,在以奥陶系碳酸盐岩为含水介质的中国北方多数岩溶地下水浅循环系统中,岩溶水的硫酸根有三个主要来源,分别是水对中奥陶统中石膏的溶解、岩溶含水层上覆煤系地层中黄铁矿氧化溶解并补给岩溶水以及与土层密切相关的地表水中硫酸根的加入。上述三类水的δ34S同位素值的差别很大,中奥陶统中石膏硫同位素最重,δ34S值一般在20‰～32‰;煤系地层中黄铁矿的硫同位素最轻,一般在－10‰～10‰,多数低于4‰;而地表水的硫同位素介于上述二者之间,δ34S值较稳定分布在7‰～12‰之间。利用这一具有示踪意义的特点,我们对一些泉域系统的岩溶地下水补、排关系以及一些水化学成分的来源进行了成功的解释,为进一步认识岩溶水文地质条件提供了有力的佐证。