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.     

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。     

硅酸盐解钾菌对含钾矿物的选择性风化机理

从棉花根际土壤中筛选、分离、纯化了硅酸盐解钾菌,进行了硅酸盐解钾菌与7种含钾矿物在厌氧密闭系统中的生物风化解钾试验,探讨了硅酸盐解钾菌对不同含钾矿物生物风化作用的规律。试验结果表明,生物风化反应释放出K+最多的前3个组合是白云母和QY17、黑云母和QY19、白云母和QY19,反应释放出K+的量分别为1 235.76、1 010.71、916.61μg/g。生物风化反应固定K+最多的4个组合是黑云母和QY4、蒙脱石和QY3、黑云母和QY10、高岭石和QY17,反应中含K矿石固定K+的量分别为78.35、39.92、32.71、22.56μg/g。形成差异的原因可能是硅酸盐解钾菌(包括其次生代谢物)与含钾矿物的晶体结构之间的双向选择过程。硅酸盐解钾菌浓度越大,硅酸盐解钾菌类群对矿物生物风化作用有选择性倾向越明显。造成硅酸盐解钾菌的解钾数量、速率的差异的原因是界面交换过程的不同,机理是硅酸盐解钾菌(次生代谢物)与含钾矿物之间空间构效关系(CQSAR)。风化作用是硅酸盐细菌剥蚀作用、机械破碎、次生有机酸解钾过程交替循环所产生的。腐殖酸的加入促进了硅酸盐解钾菌解钾的过程,延长了解钾时间,同时向硅酸盐解钾菌提供C、N养分。     

新时代土壤化学前沿进展与展望

土壤化学是重要的土壤学基础分支学科。在回顾了土壤化学发展历程的基础上,梳理了土壤化学的四个前沿交叉方向,并展望了土壤化学与其他相关学科的交叉发展趋势,以期寻求新的学科增长点。土壤化学经历了从恒电荷到可变电荷土壤学说演变,我国在土壤电化学、根际土壤化学、土壤化学-物理-微生物界面反应等方向逐步领跑。新时代中国已经发展成为国际土壤化学的研究中心之一,尤其在土壤化学与微生物学、地球化学、矿物学、环境化学等交叉领域取得了突破性发展。同时,发展并运用同步辐射、微流控联用光谱能谱、高分辨显微镜、光谱电化学等实时、原位、高精度研究方法,推动土壤化学研究取得了长足的进步。新时代的土壤化学具有三个重要发展趋势,首先系统揭示地球表层系统中物质循环与能量交换的土壤化学机制,实现"0到1"的土壤化学原创性成果的突破;其次需要综合运用地球表层系统理论,从多界面、多要素、多过程的"三多"交互耦合;再次,需要加强与地球宜居性这一人类重大命题的交叉融合,为生态文明建设、土壤污染防治攻坚战、全球变化等国家重大需求提供理论支持。     

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。     

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。     

植源性农产品产地溯源技术研究进展

农产品产地溯源技术不仅可以保护消费者利益,同时也为维护植源性农产品市场提供有效的技术支撑。本文阐述并分析了当前植源性农产品产地溯源技术的应用情况,分别从稳定同位素技术、矿物元素指纹图谱技术、代谢组学技术、近红外光谱技术等方面对植源性农产品产地溯源的研究进展进行了分析,并对植源性农产品产地溯源技术的未来发展进行了展望。     

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。     

LD21-2油田馆陶组储层特性及敏感性评价研究

采用X射线衍射、扫描电镜、压汞分析等方法分析了LD21-2油田馆陶组储层特性,并对储层敏感性进行了评价。试验结果表明,馆陶组属于高孔高渗储集层,孔隙类型主要为原生粒间孔,孔隙发育,连通性好;黏土矿物以伊/蒙混层为主,其次为高岭石、绿泥石和伊利石;储层存在强速敏、中等偏强水敏、中等偏强盐敏、弱酸敏、弱碱敏、中等偏弱应力敏,临界流速为0.25ml/min,临界矿化度为2500mg/L,临界pH值为7。钻采过程中入井流体应提高抑制性,生产过程中应控制合理的开采速度。