大巴山区早古生代地层和石煤中硒的化学活动性的初步研究

通过对大巴山区主要分布的早古生代地层中的碎屑岩，碳酸盐岩和石煤的原岩，风化岩，原生土壤的硒含量及其相关关系分析，及对南秦岭早古生代地层和石煤中硒的化学活动性进行了研究。结果表明：其岩石和石煤中的硒在地层环境下有较大的活动性，不同类型岩石中硒淋失率和硒的淋失量不同，富硒而淋失率低但淋失量高的下寒武统鲁家坪组和早志留世大贵坪组的炭质板岩和石煤的分布区土壤（主要为当地岩石的风化残积物）的含硒量可达10mg/kg，甚至更高，是大巴山的富硒带和硒中毒带，含硒低而且淋失率高的志留系砂岩和粉砂岩以及寒武系统砾屑灰岩分布区是大巴山区的低硒带。     

湖南下寒武统黑色页岩风化释Si的机制与潜力

岩石风化释Si的机制和潜力是Si全球生物地球化学循环研究的重要问题。在湖南安化、洞口、桃江和望城等地采集了下寒武统黑色页岩样品,并选取了麻田（MT）、桃花江（TH）和廖家坪（LJ）等3条风化剖面,运用R型聚类分析和质量平衡计算等方法,研究了黑色页岩风化释Si的机制与潜力。结果表明,湖南下寒武统黑色页岩SiO2含量平均63.4%,略高于上陆壳（62.6%）。MT剖面中Si的释放、淀积行为与磷酸盐矿物和含铁矿物（或铁氢氧化物等）的溶解、沉淀有关,LJ剖面Si的释放、淀积行为与含K硅酸盐矿物和有机质的溶解、沉淀有关。TH剖面Si表现出的强淋溶行为,则与上述组分的关系不显著。湖南地区每风化1 kg下寒武统黑色页岩至少可释放12 g-252 g活动态Si,风化释Si的潜力巨大。     

重庆城口地区下寒武统黑色岩系重金属富集特征及其生态环境效应

重庆城口地区广泛发育有下寒武统黑色岩系。测定了城口地区下寒武统黑色岩系中多金属富集层、黑色岩系岩石及其风化土壤、硅质岩样品中Cr、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Pb含量。结果表明多金属富集层中重金属相对比较富集,其中Cd、Zn、As的富集程度较高,富集系数平均分别为119.67,10.73,7.30。运用地质累积指数法和生态危害指数法评价了重金属的潜在生态环境效应,其中Cd、As的生态危害较大,黑色岩系尤其以多金属富集最为明显,在未来的研究中关注多金属富集层中Cd、As的生态环境效应。     

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP\|MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素（包括重金属和稀土元素）含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素（Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等）、次稳定元素（Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等）、活动性较强的元素（REE、Y、P、Sn等）和强活动性元素（Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等）.富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.     

用地球化学资料恢复变质岩原生性质的尝试

<正> 在文献中,有很多用各种岩石化学图表对已失去原生结构和构造的变质岩进行原岩恢复的事例。在恢复原岩的过程中,通常要先对微量元素的地球化学资料进行讨论。在对麻粒岩变质相的岩石进行原岩恢复时,岩石化学作图和对比的意义是受到限制的,因为很多元素在高温高压条件下具有活动性。此外,同一资料,在不同图表上又有不同的解释结果。曾用岩石化学图表对阿纳巴尔地盾南部变质岩进行原岩恢复,并认为ACFM图解比较合适。这种图解是用变质作用中活动性最小的     

贵州遵义下寒武统黑色页岩镍、钼多金属矿床的形态硫特征及成矿模式

黄家湾矿是贵州遵义地区寒武系底部新发现的黑色页岩镍钼多金属元素矿床.根据形态硫测试结果,文章分析了黄家湾下寒武统牛蹄塘组黑色页岩剖面和矿石中不同形态硫(硫酸盐硫、黄铁矿硫、有机硫)的特征,推测镍、钼金属富集层处还原性硫的来源.     

小麦-玉米轮作体系农田氮素淋失特征及氮素表观平衡

连续6年采用渗漏计法研究了不同施氮处理下陕西关中小麦-玉米轮作区农田土壤90 cm深度处氮素(N)淋失特征和土壤-作物体系氮素表观平衡状况.结果表明:该地区农田氮素淋溶主要发生在降雨量较多的玉米季,且集中在8月和9月.监测期内,TN和NO-3-N年平均流失量分别为2.72~23.07 kg·hm-2和1.53~18.72 kg·hm-2,年流失率分别为0.65%~3.44%和0.82%~3.32%,且年总氮、硝态氮流失量均随年施氮量增加呈指数增加.氮素淋失形态中,NO-3-N比例较高,可占总氮淋失量的56.00%~81.00%,且随着氮肥用量的降低,其占总氮淋失量的比例也随之减小.可见,施氮量的大小在一定程度上会影响淋失液中各形态氮的比例.氮素表观平衡结果显示,随着施氮量提高,氮素在土壤中的残留和表观氮盈余均呈现指数增加趋势.长期施氮条件下,土壤-作物体系氮素表观损失率的幅度为32.60%~55.20%,土壤表观残留率为-0.17%~8.20%.多年监测结果表明,优化施氮模式下,作物不仅可以获得较高的产量和氮肥利用率,农田氮素淋失量也大幅降低,在节约肥料资源的同时减轻了潜在的环境风险.     

三峡库区柑橘园施肥量对土壤氮淋失及残留量的影响

本试验以三峡库区秭归县生态站所在流域内的柑橘园土壤作为研究对象,通过0～20、0～40、0～60 cm深度的原状土柱淋溶试验对不同施肥量对柑橘园土壤中氮素淋失及残留量的影响进行研究.试验中设置4种施肥处理,为不施肥处理(CK)、低氮施肥处理(T1:250 kg·hm~(-2))、中氮施肥处理(T2:500 kg·hm~(-2))、高氮施肥处理(T3:750 kg·hm~(-2)).结果表明:①柑橘园土壤中氮素淋失的主要形态为硝态氮(NO_3~--N),占总氮(TN)淋失量的36. 93%～60. 07%,铵态氮(NH_4~+-N)的比例为4. 40%～5. 79%.土壤中NO_3~--N残留量占TN残留量的比例为11. 31‰～45. 66‰,NH_4~+-N残留量的比例为1. 05‰～2. 07‰;②相同深度的柑橘园土壤中,氮素的淋失量和残留量与施肥量呈显著正相关.不同施肥量下土壤中TN的淋失量和残留量分别为11. 35～30. 11 kg·hm~(-2)和0. 30～1. 86 g·kg~(-1).其中,NO_3~--N和NH_4~+-N的淋失量占TN淋失量的比例在T2处理下达到峰值,NO_3~--N和NH_4~+-N的残留量占TN残留量比例峰值分别出现在T1和T2处理;③相同施肥量下,土壤中氮素不同形态的淋失量和残留量受土壤深度影响的差异较大.施肥后,NO_3~--N淋失量和残留量的峰值分别出现在20cm和40 cm深度,NH_4~+-N淋失量和残留量的峰值主要出现在20 cm深度.从试验中的结果推论,0～40 cm土柱中的中氮处理更有利于肥料氮向无机态氮转化以供植物吸收并降低施肥后氮素淋失的风险.     

油页岩中几种微量元素的赋存形态

选用桦甸油页岩和汪清油页岩,采用逐级化学提取方法研究了10种微量元素Ba、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Sr、v、Y、zn等在油页岩中的赋存状态;并采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定了页岩及其各提取状态中元素的含量.分析了油页岩中Pb、Cu、Ni、Zn等10种元素的环境化学活动性.研究结果表明:2个矿区页岩中除Ba、Pb、Sr和V这4种元素外,其余元素主要是以硫化物结合态及残渣态存在,这2个状态的质量分数之和为78.96%～97.97%,其中残渣态占据50%以上的比例;残渣态主要为硅酸盐结合态,其化学活性小,对环境的危害性较小,此形态以汪清页岩中的Cr为代表,其质量分数为80.87%;而以Sr为代表的元素在表生条件下很容易被带出油页岩,主要以残渣态以外的形态存在,桦甸页岩中其潜在可淋失率达到了77.67%,对环境的潜在危害性较大.     

湘西北黑色泥灰岩风化剖面重金属富集的地球化学机制

通过对湘西北地区黑色泥灰岩风化剖面（DM剖面）中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Th、U 8种重金属元素地球化学特征的研究,并与区域上发育于黑色页岩的2条风化剖面的对比分析,初步揭示了黑色泥灰岩风化剖面中重金属富集的地球化学机制。结果表明：（1）与黑色页岩相比,黑色泥灰岩风化成土过程中重金属元素普遍呈现出低背景、高富集的地球化学特征。（2）黑色泥灰岩风化剖面的形成,是在基岩中碳酸盐快速溶蚀的基础上（基岩的酸溶相含量为78.57%）,由酸不溶相进一步演化的结果。在此过程中,对于无明显外源输入的元素Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U,一方面,赋存在酸溶相的部分随碳酸盐的淋失而亏损甚至强烈亏损（其中Th相对惰性）;另一方面,残余在酸不溶相的部分因基岩中大量碳酸盐的淋失而显著富集,且随风化剖面的演化未显示出进一步的亏损。因此,这些元素在风化剖面中的富集是绝对（强烈）亏损和显著相对富集的综合结果。对于Cd,存在明显的外源输入,可能主要以水溶态形式带入并大量淀积在剖面下部。（3）在黑色泥灰岩风化剖面,有机质（OM）不是重金属元素的主要赋存介质,其对重金属元素地球化学行为的影响有限。（4）黑色泥灰岩发育的土壤中,Cu和Cd的平均含量分别为54.58 mg/kg和0.58 mg/kg,高于农用地土壤污染风险筛选值,特别是Cd,对土壤生态环境可能形成不利影响,应引起关注。     

贵州地氟病与碘缺乏病区环境中氟和碘的研究

为查清贵州地氟病与碘缺乏病病源,对这两种地方病区地质环境及食物中氟与碘的含量进行研究.结果表明:高氟燃煤、磷块岩及富氟岩石是产生地氟病的氟源,其致病途径主要是高氟燃煤对室内空气与食物造成氟污染,其次是富氟岩、矿经风化形成富氟土壤,使其上种植的食物含氟高,从而产生氟中毒.碘缺乏病的病源是病区岩石中贫碘,导致土壤、水体及食物中碘低而致病.并探讨了这两种地方病在贵州呈互补性分布,是由氟与碘的地球化学性质相似性及贵州省岩石地层分布的地域性所引起的.      

中国煤中氟的含量及其分布

在全国主要产煤的26个省、市和自治区根据各煤田的地质储量、成煤时期和煤变质程度,兼顾各矿区的煤炭产量,采集305个煤样,用高温热水解-离子选择性电极法测定了全部样品的氟含量.煤中的氟主要以无机形态赋存,氟含量和变质程度之间没有必然的联系.成煤时代等单一因素对氟含量的影响可能为其它各种因素的综合作用所掩盖,对此有必要进行更深入、具体的研究研究了各省、市和自治区的煤氟含量的分布,有必要重新审视、甄别燃煤型氟中毒区氟的来源.全国煤的氟含量服从对数正态分布,90%的样品含氟范围为47～347mg/kg,宜用几何平均值136mg/kg作为全国平均煤氟含量.与世界煤相比,中国煤氟含量并无异常.     

基于实测的燃煤电厂氟排放特征

选择我国4家电厂的6台煤粉锅炉,进行了烟气以及飞灰、底渣、脱硫石膏等燃煤副产物样品的采集和F(氟)含量分析,考察燃煤电厂F排放特征. 结果表明:经过烟气除尘、脱硫及脱硝装置后,烟气中氟化物浓度明显降低; 除尘器主要脱除烟气中颗粒态F,静电除尘器对烟气中氟化物的总脱除效率为19.50%~36.59%,布袋除尘器的脱除效率略高于静电除尘器;石灰石-石膏湿法脱硫装置可协同脱除烟气中94.19%的氟化物. 燃煤中的F经过燃烧和烟气净化装置后,有0.83%~3.37%由底渣排放;1.20%~2.00%转移到脱硫废水中;13.45%~33.80%转移到飞灰中;59.60%~79.66%转移到脱硫石膏中;只有2.04%~5.00%通过烟囱排入大气.      

燃煤型氟中毒区石煤氟的环境地球化学行为研究

通过对比典型剖面上的石煤及其风化发育的土壤的氟含量、流经石煤层的水与不经过石煤层的水的氟含量,研究石煤风化、淋溶时氟对土壤、地表水和农作物的影响。采集居民家中石煤、石煤燃后底灰、室内降尘、玉米、辣椒、水缸水和开水,分析其含氟量,研究石煤燃烧时氟的迁移富集机制。结果表明石煤的风化、淋溶虽导致土壤含氟量大幅升高但对地表水和新鲜粮食的含氟量无显著影响;石煤燃烧后释放出的氟污染室内玉米、辣椒和饮水,导致氟中毒流行。     

包裹石煤固氟燃料固氟效果的中试

选择陕西紫阳蒿坪镇相同条件地炉16户,其中8户烧用当地高氟块状石煤、石灰、粘土和低氟无烟煤粉制备的包裹石煤燃料,8户燃烧未处理的石煤,进行了中试研究.结果表明,包裹石煤组本身煤氟与渣氟比较,固氟率平均75.0%;室内空气,与普通块石煤组比较,包裹石煤燃料组氟下降了85.7%,硫下降75.0%,烟尘下降55.3%.     

氟化工行业循环经济模式构建研究

氟化工是化工行业中发展最快、最具高新技术和最有前景的行业之一。如何使该行业持续健康发展,走循环经济是其根本出路。文章中论述了氟化工企业目前存在的主要问题,提出了氟化工企业实施循环经济的基本途径,并以青海某氟化工企业为实例,论述了该氟化工企业从延长产业链、采用清洁生产工艺、能源回收利用、水资源利用、固废资源综合利用、工艺尾气资源利用等方面构建循环经济模式,为同类型氟化工企业循环经济建设提供参考。     

酸性水动态淋滤与静态浸泡土壤中氟的实验研究

模拟研究了不同pH值的淋滤液对土壤的动态淋滤及静态浸泡,用氟离子选择电极法测定了不同pH值淋滤液在不同时间段获取的淋出液中氟浓度以及淋滤后残渣中的氟含量,结果表明:淋滤液的pH值、淋滤时间以及土壤中氟的赋存形态对氟的淋出影响重大。淋滤液的酸性越强,土壤中氟的最大淋出浓度越大,土壤中被淋出的氟含量越高,淋出率也越高且氟的淋出主要集中在淋滤初期60h内,后渐趋于平缓;动态淋滤淋出的氟含量及溶出率均稍高于静态浸泡,这可能源于动态淋滤较强的分子运动,进而使提取剂充分渗透到土壤基质中。黄壤、黄棕壤、水稻土在pH=3的淋出液中的氟浓度变化曲线表明土壤淋洗作用更多的是将土壤中的可溶性氟盐淋洗掉。可溶性氟盐越多,被淋失的氟就越多。     

包头地区土壤氟污染研究

内蒙古包头地区是我国氟污染的严重地区之一。本文研究了土壤含氟量的特点,发现该区土壤本身含氟量偏高,加以三废中氟的污染,使氟病发生的可能性增加。根据土壤中水溶性和全氟的分布,可以估计大气氟污染的范围和程度。与大气氟污染相比,资料表明,包钢尾矿坝往南3km内的土壤全氟和水溶性氟测定结果说明,土壤氟污染现在已达坝下2km,最高浓度处每公顷每公尺土层中含氟近1吨。目前,如不采取措施,尾矿坝对土壤、地下水和作物的影响将更加严重。针对尾矿坝对环境的污染特点,提出了防治污染的措施。     

燃煤氟中毒地区民用高氟煤的氟释放规律

实验室模拟实验和农户家中的现场测定表明,室内空气氟含量与民用煤的氟含量呈正相关趋势(R=0.612, p<0.01);但在民用炉燃烧温度条件下的煤氟释放率却与煤氟含量无关.在200～1200℃范围内,煤氟释放率随温度的变化曲线呈"S"型,即300℃时开始逐渐上升,700℃前较低,最高不超过31%,700℃至1000℃之间,则释放率迅速上升,随后较为缓慢,到1100℃至1200℃时,释放率接近100%,其整个释放曲线可用Logistic方程来拟合.总体上,煤氟释放与煤氟的存在状态和煤中的矿物及化学组成有关,贵州烟煤、无烟煤氟的燃烧释放要比陕南石煤更快,前者的释放率在1100℃时就接近100%,而后者则到1200℃时才释放完全.民用炉的燃烧温度最高为1000℃左右,这时贵州烟煤、无烟煤样品的平均氟释放率为86.9%,而陕南石煤样品的平均氟释放率为80.6%.