黏土矿物组合类型对泥岩盖层排替压力的影响——以三水盆地布三段为例

为研究黏土矿物组合类型对泥岩盖层排替压力的影响,以三水盆地布心组三段(简称布三段)泥岩为研究对象,开展了岩石矿物分析,并针对不同黏土矿物组合的泥岩开展排替压力测试,进而分析排替压力特征及其影响因素.研究结果表明,布三段泥岩有2种不同的黏土矿物组合类型:类型1为伊利石+高岭石+伊-蒙混层组合,主要分布于盆地西北部宝月背斜;类型2为伊利石+高岭石+绿泥石组合,主要分布于盆地东南部东部斜坡-华涌凹陷;布三段1150m左右的泥岩全部样品排替压力介于7.43～13.76MPa,平均值10.25MPa;其中类型1的泥岩样品排替压力介于9.51～13.76MPa,平均值11.40MPa,为一类盖层指征;类型2的泥岩样品排替压力介于7.43～9.68MPa,平均值8.87MPa,为二类盖层指征;当黏土矿物中伊-蒙混层含量升高时,泥岩盖层排替压力较高,封闭能力较强;当泥岩黏土矿物中绿泥石、高岭石含量升高时,泥岩盖层排替压力降低,封闭能力相应降低;这3种黏土矿物的膨胀性、可塑性的排序为伊-蒙混层＞高岭石＞绿泥石,因此其含量对于泥岩盖层封闭性产生直接影响.该研究可为该区有利盖层条件预测和类似岩性盖层研究提供参考.     

宁波四明山区域生态脆弱性成因分析

宁波四明山区域以低山、丘陵为主,是宁波重要生态功能区、水源涵养地.区域内高低起伏的地形易形成径流、造成水土流失,是四明山区域生态脆弱性存在的根本原因;土壤母岩风化程度高、母质结构松散、主要土壤易受侵蚀,构成了四明山生态不稳定的源泉;充沛的雨量以及结构简单、地表覆盖度低的植被类型,加剧了四明山区域的生态脆弱性.限制人类经营活动,首要恢复坡顶与25°以上陡坡的森林植被,避免表土裸露,在种植经营区营造水土保持植物缓冲带等是缓解四明山区域生态脆弱性的重要措施.     

椰子水化学组成及其影响因素

椰子水是一种古老的热带饮料，以其天然、纯净、营养和功能特性受到越来越多的消费者的喜爱，并引起了众多饮料生产商的关注。椰子水主要是指来源于未成熟的椰子果腔内部的水状液体，汁清如水、入口清甜、晶莹透亮、清凉解渴。椰子水中的固形物含量比较低（2%~5%湿基），主要成分是糖和矿物元素，还有少量的蛋白质、氨基酸及其他微量成分，是一种营养丰富的天然运动和功能性饮料。椰子水的比例、总固形物含量、总糖、还原糖与总糖之比等指标是衡量椰子水质量的重要标准，可作为选育适合饮用椰子的指标。矮种椰子一般适合作为饮料用椰子品种。此外，椰子水还可作为植物组织培养和微生物发酵用基质。椰子水之所以用途广泛主要取决于其独一无二的化学组成，包括糖、维生素、矿物质和氨基酸等。本文主要综述至今文献报道相关椰子水化学组成及其影响因素方面的研究情况。     

不同类型土壤水分对保水剂结构和形态的影响效应

为明确不同类型的土壤水分影响下,保水剂与土壤之间的水分交换作用,用土柱实验的方法,模拟地面蒸发和土体脱湿过程,用全反射红外光谱和环境扫描电镜技术观测,比较砂土和壤土连续的失水-复水后保水剂的凝胶质量、价键结构、形貌特征等的变化。结果表明:连续三次灌水后,施于砂土中的保水剂凝胶质量显著大于壤土的保水剂;经历干湿交替过程后,土壤中的Si-O-Si键、-OH、蒙脱石矿物以及无定形氧化硅等会进入保水剂三维网状结构中,致使保水剂的膜结构表面变得不均匀、甚至破裂。初步认为土壤黏粒矿物与保水剂发生不同程度的化学反应,应该是导致保水剂随时间延长吸持水能力降低的主要原因之一。     

矿物种类对微生物利用木质素形成细胞代谢产物及矿物-菌体残留物的特性影响

微生物驱动下的木质素降解与腐殖质形成关系密切,然而在真实土壤环境中腐殖化进程无法摆脱矿物的参与,为探索矿物对于木质素参与腐殖化进程的影响机制,文章采用液体摇瓶培养法,通过向添加高岭石、蒙脱石、针铁矿、δ-MnO_2或三羟铝石的木质素培养液中接种复合菌剂,试图在110 d培养期间动态考察其细胞代谢产物的总有机碳(TOC)含量、光密度值(E4/E6)以及矿物-菌体残留物的回收率,进而明确5种土壤常见矿物对于微生物利用木质素所得产物的特性影响。结果表明:(1)培养10 d后,针铁矿、δ-MnO_2和三羟铝石对于矿物-菌体残留物回收率的促进作用要大于高岭石和蒙脱石,110 d培养结束后,针铁矿对于矿物-菌体残留物回收率的提升效果最大,而蒙脱石影响下的回收率最小。与未添加矿物的条件(CK1)相比,δ-MnO_2、三羟铝石、高岭石和蒙脱石的参与均有利于持续稳定培养期间沉淀物质的回收率;(2)在整个培养期间,高岭石参与下细胞代谢产物的TOC含量均为最大,而δ-MnO_2参与下的TOC含量皆为最小;(3)在5种矿物的添加条件下,微生物利用木质素所形成的细胞代谢产物,其有机碳分子结构先有所复杂而后再趋于简单,尽管如此,在培养结束后,其分子复杂程度均高于CK1处理,与各自培养10 d的结果相比,高岭石、蒙脱石和三羟铝石均有利于细胞代谢产物中有机碳分子结构的复杂化,而针铁矿和δ-MnO_2却使其结构更加简单。     

基于不同分析方法研究磷酸根在矿物表面吸附机制的进展

磷素是植物生长必需的营养元素,也是联系生态系统中生物与非生物作用的关键元素。对磷酸根在矿物表面吸附反应机制的深入认识,有助于了解其在陆地和水环境中的形态、迁移、转化和生物有效性。本文主要综述了磷酸根在常见(土壤)矿物表面吸附机制的研究进展。各种分析技术或方法,如OH–释放量分析、Zeta电位分析(电泳迁移率测试)、等温滴定量热法、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱、核磁共振波谱、X射线吸收光谱、表面络合模型、量子化学计算等,均以不同方式揭示磷酸根在不同矿物体系的吸附机制。磷酸根在矿物(尤其是铁、铝氧化物)表面的吸附通常伴随着水基和羟基的交换。一般认为磷酸根在矿物表面主要形成双齿双核、单齿单核内圈络合物,且受pH的影响较大。pH以及磷酸根在矿物表面的吸附密度影响内圈络合物的质子化状态。在低pH、高磷浓度、较高反应温度、较长吸附时间,以及弱晶质矿物吸附等条件下矿物表面吸附的磷可在矿物表面转化形成含磷的表面沉淀,造成矿物溶解转化以及磷生物有效性的进一步降低。最后展望了磷酸盐在矿物-水界面吸附有关的研究热点和方向。     

黄河三角洲不同土地利用类型土壤微观结构特征

黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的研究,对认识该地区盐碱土的工程性质和对滨海盐碱地治理具有重要意义。该研究结合粒度分析(particle size distribution,PSD)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)方法,对3种不同土地利用类型盐碱土的微观结构进行定量分析,旨在揭示其微观特性,为黄河三角洲盐碱地治理提供微观理论依据。结果表明:不同土地利用类型下的土壤黏粒含量表现大小依次为农田、滩地、草地,而土壤孔隙度大小依次为草地、滩地、农田;农田、草地与滩地盐碱土矿物成分中,石英、方解石和钠长石等原生矿物占绝对优势,仅含少量黏土矿物,且农田黏土矿物含量远大于草地与滩地;草地与滩地盐碱土孔隙特征类似,两者在0.1≤孔隙直径<10μm范围内小孔隙与微孔隙占有绝对优势,而农田盐碱土以孔隙直径在<2μm范围内的微孔隙与超微孔隙为主。农田盐碱土由致密片状、扁平状结构与微裂隙构成,骨架颗粒间由黏土矿物胶结;草地盐碱土由紧密镶嵌的块状颗粒和架空孔隙构成,骨架颗粒间无胶结;滩地盐碱土由紧密堆积的粒状颗粒和粒间孔隙构成,骨架颗粒间无胶结。研究成果可提高对黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的认识,为滨海盐碱地的治理、利用和开发提供了微观尺度上的依据。     

基于集合敏感性方法的台风“山竹”暴雨预报分析

本文利用实况观测资料以及ECWMF集合预报资料分析了1822号台风“山竹”对广西造成的降水情况,进一步利用集合敏感性方法分析了“山竹”不同降水阶段的关键系统及对降水预报偏差影响。结果表明：(1)台风“山竹”降水可分为三个不同阶段,对应不同降水区域,主要影响系统分别为台风本体、台风外围环流与冷空气结合以及台风后部偏南气流。(2)集合敏感性分析发现,该次过程第一阶段降水与台风位置本身最为敏感,位置越偏向西北,降水越强；第二阶段降水与台风位置、副高西脊区及地面冷高压均敏感,且与副高西脊最为敏感；第三阶段降水与低压位置、强度及副高西脊区、地面冷高压均敏感,且与地面冷高压最为敏感。(3)最优成员与集合平均对比分析显示,第一阶段的降水差异主要取决于台风强度及位置的差异。第二阶段降水的差异与台风位置、台风北侧地面冷高压强度的差异有关。第三阶段的降水差异则主要由低压、地面冷高脊强度及副高南缘差异造成。     

鄱阳湖短颌鲚体内矿物元素含量变化分析

为了解鄱阳湖短颌鲚体内矿物元素的分布状况,以评价其食用卫生质量以及为丰富短颌鲚研究提供基础性资料,采用火焰发射法和石墨炉原子吸收光谱法,测定了鄱阳湖短颌鲚全鱼中的常量元素(Na、K、Mg、Ca)和微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn),以及微量重金属元素(Pb、Cd、Cr)的含量,分析了矿物元素在鱼体内的富集状况,并与刀鲚、湖鲚、凤鲚体内的矿物元素含量进行比较分析。结果表明:鄱阳湖短颌鲚体内所含的11种元素中,常量元素中K的含量最高,微量元素中Cu的含量最低。总体上,鄱阳湖短颌鲚含有丰富的矿物元素且符合我国规定的限量标准,属于可安全食用范围。     

喀斯特山区不同土地利用方式下石灰土化学风化特性

研究喀斯特山区不同土地利用方式（耕地、荒草地、退耕还草地和林草间作地）石灰土剖面化学风化特征，探讨矿质元素在石灰土剖面的分布、迁移和富集特征，从不同土地利用方式下土壤风化度，元素淋溶度、迁移度和残积度的角度分析土壤化学风化特征。结果表明：喀斯特山区石灰土剖面氧化物含量以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主，其他氧化物含量相对较低，均属于中等变异元素，SiO₂、Al₂O₃、MgO含量以荒草地较高，CaO、Na₂O含量以林草间作地较高，Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、K₂O以耕地较高；研究区土壤处于中等化学风化阶段，富铝化程度弱，不同土地利用方式下荒草地土壤化学蚀变系数较强，林草间作地土壤富铝化程度较高；研究区土壤K、Na、Ca淋失严重，荒草地盐基离子淋失明显，林草间作地盐基离子淋失程度相对较低；土壤Fe、Al相对富集明显，残积程度高，林草间作地Al含量积累明显，退耕还草地Fe含量富集显著；实施“退耕—还草”等增加植被覆盖度的治理模式对土壤的保护作用显著。