时间:2023-06-19 16:15:10
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇常用的化学元素,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
铁的化合价有零价,正二价,正三价,一般就这两个,但有一种不常见的化合价,高铁酸根中铁的化合价为正六价。
铁是一种化学元素,为晶体,原子序数是26,在化学元素周期表中位于第四周期、第VIII族,是铁族元素的代表。
是最常用的金属。它是过渡金属的一种,是地壳含量第二高的金属元素。铁制物件发现于公元前3500年的古埃及。它们包含四十分之三的镍,表明它们来自流星。
古代小亚细亚半岛的赫梯人在3500年前是第一个从铁矿石中熔炼铁的,这种新的、坚硬的金属给了他们经济和政治上的
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铁与碘反应生成亚铁离子原因:在氧化还原反应中氧化物的氧化性大于还原产物的氧化性,铁离子的氧化性比碘强,所以铁离子与碘反应生成亚铁离子。
铁,一种化学元素,原子序数是26,是最常用的金属。它是过渡金属的一种,是地壳含量第二高的金属元素。铁族元素是指元素周期表中第4周期的部分元素,属过渡族元素。
碘,属于周期系ⅦA族元素。1811年法国药剂师库尔图瓦利首次发现单质碘。单质碘呈紫黑色晶体,易升华。有毒性和腐蚀性。碘单质遇淀粉会变蓝色。主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。碘
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无处不在的元素组成了世界上所有的物质,如果你将任一物品分解至其最小的组成单位,你会发现,它们都是化学元素。迄今为止,人类共发现了100多种元素,我们知道的大多数物质都是由其中几种元素组成的,不管是什么,每一种物质最基本的就是元素。自从生命开始,元素就成了人类生活的一部分。
既然元素伴随着人类一直走到了现在,那么就让我们从最简单的氢开始认识这个丰富多彩的大家族中的成员吧!
氢(h)在元素周期表中排第一位,是第一个存在的元素,虽然从重量上只占了百分之一,但不可思议的是,在太阳的大气中,它竟然占到了百分之七十还要多。而且氢是高度易燃的无色无味的气体,它的燃烧产物是我们生命不能缺少的水!这样既无污染、又能产生很高热量的宝物,将来一定会普及到人们的生活中。
氦(he)在周期表中排第二位,近代才被人们渐渐认识。氦是一种惰性气体,是除氢以外密度最小的气体。目前,氦的用途正慢慢被人们发掘着。因为它很“轻”,不会燃烧,也不会爆炸,所以渐渐代替了氢气被用来填充气球或者汽艇的气囊。又因为它是最不活泼的气体,所以在工业上可用来焊接金属镁、铝时与氩气一起提供惰性氛本文由收集整理围。可别小看了这样一个还没有被人们重视的气体,它的用途很大。
再说说氧气(o2)。在我们看来,氧气就等于生命。虽然它是无色无味的,而且我们都无法看到它的形态,但是,你千万别小瞧它!在海平面上,氧气占空气的21%……虽说氧气对生命很重要,试想一下,如果空气中全部是氧气,那么,生命还能存在吗?如果氧气占空气的25%以上,生命将不能存活,如果低于17%,我们也将窒息而死。氧气是很随和的气体,它可以和其他的元素结合,生成人类所需要的多种多样的物质,如生命之源——水。
说到占我们周围空气78%的氮气(n2),或许你会觉得它没有多大用途,这你就大错特错了!一切生命都需要用氮来合成自身必需的营养物质——蛋白质,这是生命体中细胞的基本构造。氮气的用途也有很多。不活泼的气体,可用来作保鲜材料;在低温条件下形成的液氮,还可以用作冷冻剂。
说到碳,或许我们首先想到的是生活中常用的煤炭,其实,煤炭只是碳自身形成的一种物质。现在就让我们一起来认识一下这个传说中的“友好”元素!碳不仅可以与自身结合形成闪耀的钻石和煤,而且也能与其他元素形成一千多万种化合物,它在空气、海洋、岩石、植物中无止境地循环着。现在,人们为了节能环保,都在慢慢走向低碳生活。
钠(na)这个金属,在生活中或许我们并没有印象。但是如果说我们日常生活中不可缺少的调味品食盐(nacl)时,大家就不会陌生了。我们吃的大多数食物中都有食盐,如我们最爱吃的薯条等。食盐对于我们来说是必不可少的,人体40%的能量用于把盐运送到身体各处。试想,如果没有食盐,我们的生活将会是什么样呢?
日常生活中,我们经常听到人们说要“补钙”。“钙”的作用是什么?我们身体里的钙是不是越多越好呢?现在就让我们来深入了解一下,看看是不是每个人都需要补钙。钙是储藏在牙齿和骨骼中的主要元素,钙是人体最丰富的元素。它可以保持我们的细胞、肌肉、神经、血液等的正常工作。如果我们的血钙水平过低,钙就会从骨骼中释放出来,造成骨质疏松等疾病,这时,人体就需要补钙。
铊是一种很有意思的金属,它是白色的,可却会发出蓝色的光!把它放在空气中,不久就会变得灰暗无色。它很喜欢与各种酸液相处,十分容易与硝酸和硫酸反应。但当你把它放进碱液中,它却很冷淡,把它捞出来后,就会发现它“毫发未损”。
对于人们来说,铊是一种十分讨厌的元素,原来它最擅长的就是使人们脱发。当然,它也有很多好处,比如人们可以用它的化合物来制造备种农药,消灭害虫,它在这方面也很有“一手”,原来用它制成的农药无臭无味,很容易使
各种害虫上当受骗。
一个人的头发有几十万根之多,如果谁有一头乌黑发亮的头发,不但能御寒防晒,而且看上去会更加潇洒,增加美感。但头发的寿命可不能与人的寿命相比,只有3~5年。平时掉几根头发是十分正常的事,然而成片成片地脱发就不正常了,人们把这种症状叫“秃头”,更有意思的叫法是“鬼剃头”。有一年的夏天,在贵州某市附近的一个小村庄里,一位马上就要出嫁的姑娘正对着镜子梳妆时,突然发现自己的头发成片成片地脱落,甚至露出了青灰色的头皮,美丽的长发姑娘顿时成了一个秃头的尼姑,这怎么能受得了,她不由得放声大哭起来。真是祸不单行,福不双至。这个村庄在此后的几个月内,竟然又有七八十人得了类似的怪病。迷信的人们就说,这是鬼给他们剃了头。世上没有鬼,他们的头发又是为什么而脱落的呢?科学家们仔细研究了村子周围的环境,终于发现了这个“鬼”发师。原来村民们饮用的水源中含有大量的铊离子,它的浓度大大超过了正常的标准。村民喝水时,铊离子就进入人体,从而使很多人掉头发。
1.数学:集合与简易逻辑、函数、数列、三角函数、平面向量、不等式、直线与圆的方程、圆锥曲线方程、直线平面与简单几何体、排列组合和二项式、概率与统计、极限、导数、复数
高中数学有代数运算、平面几何和立体几何,其中函数的综合应用、平面几何(圆与圆锥的方程)、立体几何结合平面向量的计算比较难。
高中数学要记一些公式,暑假可以加深初中数学的公式。顺便说一下,大学的高等数学与极限、导数、复数和概率的方面多一些。
2.语文:首先要背熟古文还有现代文中的一些词语的拼音和成语的意思。高中语文会结合一些关于 古诗古文的常识,还有判断语句的逻辑结构是否有错误,需要较多的语文知识点。高中作文大多以议论文为主,暑假可以收集一些材料。
3.英语:高中英语完型填空和阅读理解会增多,要加强语法。暑假可以锻炼听力、加深初中的语法知识还有加快阅读速度。英语作文可以适当地看一些范文,一些常用的词组要记牢。
4.物理:与初中的物理有些关联,暑假可以看看物理公式。高中的物理关于力方面的分析较难懂,并且占较大部分,还有关于电方面的学习,也结合了力的分析。要记住一些物理实验的知识点和结论。高中物理比较难学,要做好准备。
5.化学:与初中化学有较大关联,高中化学要被较多的知识点,还增加了有机物的学习,暑假可以看看一些反应的公式。高中化学有物质的组成性质和分类、氧化还原反应、离子反应、物质的量、化学反应中的能量变化、溶液和胶体、原子结构、元素周期律、化学键和晶体结构、化学平衡、电离平衡、电化学、卤素、氧族元素及环境保护、氮族元素、谈族元素及无机非金属材料、碱金属、几种重要的金属、无机推断(从卤素开始都是对元素周期表的学习,要记住元素的周期规律),接下来就是有机物(烃、烃的衍生物、糖类、油脂、蛋白质、合成材料、有机物的推断与合成)。高中化学还要做好实验,有些考点会结合实验,暑假可以看看化学实验的一些基本操作和注意事项。
6.生物:组成生物体的化学元素和化合物、细胞、生物的新陈代谢、植物的激素调节、人和高等动物生命活动的调节(体液调节、神经调节)、dna、基因的分离定律和自由组合定律、有关遗传的学习、有关生物的学习、生态系统、生物圈。高中生物同样要做好实验,要记住实验的流程,有些考点会让你自己设计一个实验。
我只能提供一些建议,至于计划,还是由你自己来设定,你不可能按照别人的计划来规划自己的学习吧。高中的学习会较难,先做好心理准备,开始有些人会有些不适应,很正常。暑假可以一边玩一边复习初中的知识。先预祝你高中学习快乐。
1城市环境地球化学调查的技术路线
1.1采样点布置方案
目前,国外的城市环境调查一般在两个区域进行,即郊区和城区。在郊区的调查一是为了确定城区的背景值,写作论文二是获得城-郊地理变化区域内元素分布的地球化学变化梯度。如Lind等在瑞典的斯德哥尔摩市调查土壤重金属的含量时,以城市最繁华地带为中心,分带布置样点,带距为0~3km,3~9km和>9km[5];Birke等在德国柏林市的调查中就包括大范围的郊区区域[3]。通过对比城-郊区的地球化学特征来揭示人类活动对城区地球化学环境状况的影响程度。
为了调查城市不同区域内的环境地球化学状况,研究不同的用地类型对元素分布的影响,分别在城市的不同功能区域分类取样,即:郊区土壤、工业区土壤、居民区土壤、商业区土壤和农业土壤[3-5]。主要采集表层土壤(0~5cm)。在不同类型区域内选择代表性点位取垂向土壤剖面样品。城区的土壤难以实现均匀的网格化取样,一般按公园和绿地的分布随机布置取样点。
1.2采样介质
环境地球化学的采样介质包括土壤、大气、水、水系沉积物、生物样等。但目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤、大气颗粒物(或气溶胶)、大气降尘等三种。其中较常用的是采集和分析城市浅层土壤样和降尘样。
在街道两边或高层建筑物顶部收集降尘并结合地面土壤是城市环境地球化学调查的主要方法。如Rasmussen等在渥太华市内取居室内灰尘、附近的街道降尘和公园土壤进行比较来研究该市的环境质量[6]。降尘和土壤对比调查,即可查明元素在不同介质中的污染水平,还有助于分析污染物的来源。
2城市环境地球化学的解释与评价
2.1城市环境的地球化学解释
城市环境调查结果的地球化学解释是指对城市环境中重金属元素的分布特征、成因及其来源进行解释,写作毕业论文研究元素地球化学分布模式、迁移转化规律和机理,建立城市环境地球化学调查成果解释体系。
2.1.1元素来源判别
对城市环境中污染物的来源及成因进行分析判断是城市环境地球化学调查的重要内容。多元统计方法在研究城市环境的物源判断中具有广泛的应用,并以聚类分析和因子分析为主[7-9]。不同来源的元素在因子分析中常常进入不同的主因子或表现为聚类分析中的不同元素组合,根据元素的组合特征来区分元素的来源。如Manta等在意大利的城市土壤中发现了Cu、Pb、Zn人为源的因子组合,而V,Ni,Mn,Co等元素作为自然源进入另一因子,并在聚类分析中组合在一起[8]。
城市环境物源判断的另一重要方法是富集因子(EF)法,它是一种能反映不同地质环境的化学元素比率方法,用代表陆地来源的元素(如Al、Ti、Zr和稀土元素等)和代表海洋源的元素(Na)作为参考元素对样品中的元素含量进行标准化,以平抑自然差异对元素含量的影响,在此情况下出现的较高的富集因子值即意味着人为源的存在,这种方法在环境地球化学判断
元素来源及富集程度中具有非常广泛的应用[10-11],特别是在大气颗粒物或气溶胶介质中的应用效果尤为显著。其计算公式为[11]:
EF海(X)=(X/Na)气/(X/Na)海(1)
EF壳(X)=(X/Na)气/(X/Na)壳(2)
其中,公式(1)为判断海洋源的计算公式,以Na为参考元素;公式(2)为陆地源的计算公式,以Al为参考元素。(X/Na)气、(X/Na)海、(X/Na)壳分别代表元素X在大气颗粒物、海水及地壳中的含量。
通常将EF>10作为大气颗粒物的人为源标志。但在粒径为2.5μm的大气颗粒物中,EF>5即为人为源的标志[12]。
2.1.2元素分布类型及成因
在世界范围内的城市土壤中重金属元素含量普遍偏高,但在不同的城市中变化很大,这依赖于城市的历史年代、经济发达程度、写作硕士论文不同的用地类型、汽油的添加济成分、车辆元件的组成等,在城市环境元素分布及成因的解释中应综合分析以上各种因素。城市交通是产生重金属元素的重要途径之一,如Cu通常是汽车剂的组分,而Pb曾一度是汽油的防爆剂,Sb可以作为闸垫材料。因此,交通是城市中Cu、Pb、Zn、Sb等元素的主要来源。Romic等发现,燃烧和道路交通,尤其是轮胎的磨损和消耗是城市区域内Cd的主要污染源[7];Moller等在大马士革调查时认为交通是表层土壤中Cu、Pb、Zn等重金属元素富集的主要原因[9]。与历史久远的工业化城市相比,相对年轻的城市具有较低的重金属含量,如非洲的哈博罗内市[4]比悠久的重工业城市伦敦[2]、柏林[3]的表层土壤的重金属含量偏低[9],Li等发现,城市公园土壤中Cu,Pb和Zn的含量与公园的年龄之间具有明显的相关性[1],即城市历史越长,重金属含量越高。元素在表层土壤中的分布明显依赖于城市用地及工业类型,如Birke等[3]在柏林市调查中发现,Al,K,Si,Na,Sc和Ti主要是自然源,即与母质的组成有关;工业区域倾向于被Cu,Cd,Zn,Pb,Hg污染;农业区由于大量使用化肥和污泥,富集Cd,F,Cr,Hg,Ni,Zn和P元素。尽管非洲的哈博罗内市比较年轻,但它的不同区域仍然受Cr,Co,Ni,Cu,Zn和Pb等元素不同程度的污染。如城市中心和工业区的Co,Cu,Pb,Zn等元素污染,农业土壤中的Cr,Ni污染,居民区及工业区的Zn污染[4]。
2.2城市环境地球化学评价
2.2.1污染程度评价
将郊区土壤背景值与城市各功能区含量进行比较是了解城市环境污染水平最常用、最直接的方法。如瑞典斯德哥你摩市Hg在市中心土壤中的含量是郊区背景值的20倍,Pb和Zn在市区中的含量也远远高于背景值[5];在柏林老工业区,Cu的最大值是背景值的2050倍,Cd是1638倍,Hg是1780倍[3]。通过同一城市不同功能区内元素含量的对比以及不同城市之间的对比,也常用来评价城市环境的污染水平。
农业土壤与城区内土壤不同,除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价,比较有效的评价方法是地质积累指标法(Igeo)和富集因子法(EF)。对大气污染物的评价,富集因子法尤为有效。
2.2.2生态效应评价
(1)气溶胶的生态效应评价。大气固体悬浮物的粒径大小具有来源特征,粗粒源于陆地尘埃,而细粒源于燃料的燃烧[13]。颗粒越细,危害越大,极细的颗粒物可通过呼吸进入人体,粒径小于10μm(PM10),尤其是小于<2.5μm(PM2.5)的粒子,会导致哮喘,甚至死亡[14]。因此,生物圈气溶胶中的重金属含量具有高度的生态风险性。
(2)元素生物有效性评价。研究元素生态效应的常规方法是连续偏提取法,在城市环境调查中,也有相关的研究实例,如Zhai等调查发现,写作医学论文由交通引起的人为源的Pb主要以有机质吸附和铁-锰氧化物态存在[4];香港和伦敦的路尘中,Pb,Zn主要以铁锰氧化物相存在,Cu主要以有机质吸附态存在[15]。影响降尘中元素有效性的重要因素是降雨的pH值。一般情况下,在较低pH条件下元素易于溶解,Alloway等报道其可溶性Cd平均为总量(降尘量)的60%[16];这可能是由于人类活动输入的硫和氮的氧化物使雨水酸化。因此,在易出现酸雨的城市区域具有较大的生态风险性。
3城市环境地球化学调查应解决的重点问题
3.1开展城市环境的立体空间调查
目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤和大气,缺乏系统的地下水及地表水资料。在城市环境的地球化学元素循环过程中,起源于自然地质作用和人类活动的元素在土壤-大气-水-生物系统内迁移转化,借风力作用进入大气中的元素通过干湿沉降进入土壤和水体。世界各国所进行的城市环境地球化学调查,获得了大量土壤和大气颗粒物等方面的资料,但结合水体和生物样的调查不多。如果采样介质涵盖环境生态系统中的各个环境因子,将有助于综合分析重金属元素在城市环境系统中的迁移转化规律,建立元素在城市环境系统中的循环演化模型。
3.2确定城市环境调查的污染指示物
城市区域内浅层土壤样及农业土壤深、浅层样是目前国际上广泛使用的城市环境调查指示物,但是,以何种粒度的样品作为指示物尚没有统一。Birke等在柏林市的土壤调查中分析了<2mm粒度样品[3],写作职称论文而有的作者用沉积物中<2μm的粘土组分进行污染评价,而用<63μm的泥粒作相态分析[17]。细粒组分含有更多的粘土矿物和有机质,对重金属元素的吸附力强,使重金属元素倾向于在细粒组分中富集[1],所以表层土壤的细粒组分,如<63μm适于作为污染评价的指示物。
其次是大气颗粒物或是气溶胶。由工业排污、燃料燃烧、机动车交通等引起的污染物,多以气态、颗粒物或气溶胶等形式存在[5]。一般情况下,污染物含量依赖于粒径大小,颗粒越细,越具有毒性效应[16],因此Fairley等认为,PM2.5适于作为颗粒物质引起的风险评估[17]。
另外,重金属通过自然作用和人类活动进入大气圈,它们主要以分子或颗粒物形式通过大气圈进行大规模的迁移[18]。在英国城市区域内Cd的大气沉降速率为3.9~29.6g/hm2·a,郊区为2.6~19g/hm2·a[7]。所以,城市区域内的表层土壤和路边尘土是大气沉降污染的有效指示物。
2.能理解生物学中常用图、表等表达形式的意义,会用多种表达形式准确地描述一些生物学现象。
3.能通过分析与综合,理解生物体的结构与功能、部分与整体以及生物与环境的关系。4.能正确地解释生物个体、环境和社会中的一些生物学问题。5.能使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并对结果进行解释和分析。 6.能应用生物学基本知识分析和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题,能够关注生命科学发展中的重大热点问题。
考试范围
1.生物体的基本结构单位——细胞
(1)细胞的化学组成,构成细胞的化学元素,构成细胞的六种主要化合物及其作用。
(2)细胞的亚显微结构和功能,真核细胞的亚显微结构及其功能,原核细胞和真核细胞的区别。
(3)细胞分裂,细胞周期,有丝分裂各时期核结构变化的特点,动、植物细胞有丝分裂过程的异同,有丝分裂的意义,无丝分裂。
2.生物体的功能
(1)营养
植物的水分代谢
吸胀作用,渗透吸水及原理,渗透作用的概念,质壁分离和复原,水分的运输、利用和散失
植物的矿质代谢
大量和微量元素,交换吸附,植物对离子的选择吸收,矿质元素的利用
人体小肠结构的特点
动物对食物的消化
人体对食物的消化过程、对营养物质的吸收过程
(2)细胞代谢
ATP
呼吸作用
有氧呼吸,无氧呼吸,呼吸作用的意义
光合作用
叶绿体中的色素,光反应,暗反应,光合作用的意义
动物的物质代谢
糖类代谢,蛋白质代谢
动物的能量代谢
动物的气体交换,能量的释放、转换与利用新陈代谢的基本类型
自养型和异养型,需氧型和厌氧型
(3)调节
植物生命活动的调节
生长素的发现,生长素的作用及在实践上的应用
动物生命活动的调节
激素,主要的内分泌腺,甲状腺激素、性激素、生长激素的分泌部位及生理作用
昆虫的激素调节
神经调节
(4)生殖和发育
生殖的种类
减数分裂的概念和意义,和卵细胞的形成过程> 受精作用
植物的个体发育
动物的个体发育
3.遗传和进化
(1)遗传的物质基础 DNA
DNA是遗传物质的证据
DNA的结构和复制
基因对性状的控制
中心法则和遗传密码
(2)遗传的基本定律
分离定律
自由组合定律
遗传基本定律在实践上的应用
(3)性别决定和伴性遗传
性染色体和常染色体
伴性遗传
(4)遗传变异
基因突变,染色体变异
遗传变异在育种上的应用
(5)生命的起源和生物进化
生命的起源 生物进化的证据
达尔文的自然选择学说,对达尔文学说的评价
4.生物与环境
(1)生态因素
非生物因素,生物因素
生物对环境的适应
(2)种群与群落
(3)生态系统的结构和功能
生态系统的类型
生态系统的成分
食物链和食物网
生态系统的能量流动和物质循环
关键词: 城市环境; 地球化学调查; 生态评价; 污染指示物
自上世纪60 年代系列公害事件发生后, 环境问题已成为倍受各国关注的国际性的重大问题。作为人口高度密集的城市区域, 其环境状况早已引起世界上许多国家的高度重视, 在过去的几十年里, 一些地球化学研究相继集中在城市区域。目前, 城市环境地球化学调查已在世界各地展开, 如亚洲的香港[1]; 欧洲的伦敦[2]、柏林市[3], 非洲的哈博罗内市[4]。调查的目的在于查明市区的污染水平及郊区的“背景值”, 区分鉴定不同的污染源, 评价城市环境的生态效应, 研究城市环境与人类健康的关系。
1 城市环境地球化学调查的技术路线
1.1 采样点布置方案
目前, 国外的城市环境调查一般在两个区域进行, 即郊区和城区。在郊区的调查一是为了确定城区的背景值, 二是获得城- 郊地理变化区域内元素分布的地球化学变化梯度。如Lind等在瑞典的斯德哥尔摩市调查土壤重金属的含量时, 以城市最繁华地带为中心, 分带布置样点, 带距为0~3km, 3~9km 和>9km[5];Birke 等在德国柏林市的调查中就包括大范围的郊区区域[3]。通过对比城- 郊区的地球化学特征来揭示人类活动对城区地球化学环境状况的影响程度。
为了调查城市不同区域内的环境地球化学状况,研究不同的用地类型对元素分布的影响, 分别在城市的不同功能区域分类取样, 即: 郊区土壤、工业区土壤、居民区土壤、商业区土壤和农业土壤[3- 5]。主要采集表层土壤(0~5cm)。在不同类型区域内选择代表性点位取垂向土壤剖面样品。城区的土壤难以实现均匀的网格化取样, 一般按公园和绿地的分布随机布置取样点。
1.2 采样介质
环境地球化学的采样介质包括土壤、大气、水、水系沉积物、生物样等。但目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤、大气颗粒物(或气溶胶)、大气降尘等三种。其中较常用的是采集和分析城市浅层土壤样和降尘样。
在街道两边或高层建筑物顶部收集降尘并结合地面土壤是城市环境地球化学调查的主要方法。如Rasmussen等在渥太华市内取居室内灰尘、附近的街道降尘和公园土壤进行比较来研究该市的环境质量[6]。降尘和土壤对比调查, 即可查明元素在不同介质中的污染水平, 还有助于分析污染物的来源。
2 城市环境地球化学的解释与评价
2.1 城市环境的地球化学解释
城市环境调查结果的地球化学解释是指对城市环境中重金属元素的分布特征、成因及其来源进行解释,毕业论文 研究元素地球化学分布模式、迁移转化规律和机理, 建立城市环境地球化学调查成果解释体系。
2.1.1元素来源判别
对城市环境中污染物的来源及成因进行分析判断是城市环境地球化学调查的重要内容。多元统计方法在研究城市环境的物源判断中具有广泛的应用, 并以聚类分析和因子分析为主[7- 9]。不同来源的元素在因子分析中常常进入不同的主因子或表现为聚类分析中的不同元素组合, 根据元素的组合特征来区分元素的来源。如Manta 等在意大利的城市土壤中发现了Cu、Pb、Zn人为源的因子组合, 而V, Ni, Mn, Co等元素作为自然源进入另一因子, 并在聚类分析中组合在一起[8]。
城市环境物源判断的另一重要方法是富集因子(EF)法, 它是一种能反映不同地质环境的化学元素比率方法, 用代表陆地来源的元素(如Al、Ti、Zr 和稀土元素等)和代表海洋源的元素(Na)作为参考元素对样品中的元素含量进行标准化, 以平抑自然差异对元素含量的影响, 在此情况下出现的较高的富集因子值即意味着人为源的存在, 这种方法在环境地球化学判断
元素来源及富集程度中具有非常广泛的应用[10- 11], 特别是在大气颗粒物或气溶胶介质中的应用效果尤为显著。其计算公式为[11]:
EF 海(X)=( X/Na) 气/( X/Na) 海(1)
EF 壳(X)=( X/Na) 气/( X/Na) 壳(2)
其中, 公式(1)为判断海洋源的计算公式, 以Na为参考元素; 公式(2)为陆地源的计算公式, 以Al 为参考元素。(X/Na)气、(X/Na)海、(X/Na)壳分别代表元素X在大气颗粒物、海水及地壳中的含量。
通常将EF>10 作为大气颗粒物的人为源标志。但在粒径为2.5μm 的大气颗粒物中, EF>5 即为人为源的标志[12]。
2.1.2元素分布类型及成因
在世界范围内的城市土壤中重金属元素含量普遍偏高, 但在不同的城市中变化很大, 这依赖于城市的历史年代、经济发达程度、硕士论文 不同的用地类型、汽油的添加济成分、车辆元件的组成等, 在城市环境元素分布及成因的解释中应综合分析以上各种因素。城市交通是产生重金属元素的重要途径之一, 如Cu 通常是汽车剂的组分, 而Pb 曾一度是汽油的防爆剂, Sb 可以作为闸垫材料。因此, 交通是城市中Cu、Pb、Zn、Sb 等元素的主要来源。Romic 等发现, 燃烧和道路交通, 尤其是轮胎的磨损和消耗是城市区域内Cd 的主要污染源[7];Moller 等在大马士革调查时认为交通是表层土壤中Cu、Pb、Zn 等重金属元素富集的主要原因[9]。与历史久远的工业化城市相比, 相对年轻的城市具有较低的重金属含量, 如非洲的哈博罗内市[4]比悠久的重工业城市伦敦[2]、柏林[3]的表层土壤的重金属含量偏低[9], Li 等发现, 城市公园土壤中Cu, Pb和Zn 的含量与公园的年龄之间具有明显的相关性[1],即城市历史越长, 重金属含量越高。元素在表层土壤中的分布明显依赖于城市用地及工业类型, 如Birke 等[3]在柏林市调查中发现, Al,K, Si, Na, Sc 和Ti 主要是自然源, 即与母质的组成有关; 工业区域倾向于被Cu, Cd, Zn, Pb, Hg 污染; 农业区由于大量使用化肥和污泥, 富集Cd, F, Cr, Hg, Ni,Zn 和P 元素。尽管非洲的哈博罗内市比较年轻, 但它的不同区域仍然受Cr, Co, Ni, Cu, Zn 和Pb 等元素不同程度的污染。如城市中心和工业区的Co, Cu, Pb,Zn 等元素污染, 农业土壤中的Cr,Ni 污染, 居民区及工业区的Zn 污染[4]。
2.2 城市环境地球化学评价
2.2.1污染程度评价
将郊区土壤背景值与城市各功能区含量进行比较是了解城市环境污染水平最常用、最直接的方法。如瑞典斯德哥你摩市Hg 在市中心土壤中的含量是郊区背景值的20 倍, Pb 和Zn 在市区中的含量也远远高于背景值[5]; 在柏林老工业区, Cu 的最大值是背景值的2050 倍, Cd 是1638 倍, Hg 是1780 倍[3]。通过同一城市不同功能区内元素含量的对比以及不同城市之间的对比, 也常用来评价城市环境的污染水平。
农业土壤与城区内土壤不同, 除了农用化学品外,大气沉降、污水灌溉、垃圾填埋场等都会对农田中的重金属积累产生重要影响。对这部分的污染评价, 比较有效的评价方法是地质积累指标法(Igeo)和富集因子法(EF)。对大气污染物的评价, 富集因子法尤为有效。
2.2.2生态效应评价
( 1) 气溶胶的生态效应评价。大气固体悬浮物的粒径大小具有来源特征, 粗粒源于陆地尘埃, 而细粒源于燃料的燃烧[13]。颗粒越细, 危害越大, 极细的颗粒物可通过呼吸进入人体, 粒径小于10μm (PM10), 尤其是小于
( 2) 元素生物有效性评价。研究元素生态效应的常规方法是连续偏提取法, 在城市环境调查中, 也有相关的研究实例, 如Zhai等调查发现, 医学论文 由交通引起的人为源的Pb主要以有机质吸附和铁- 锰氧化物态存在[4]; 香港和伦敦的路尘中, Pb, Zn主要以铁锰氧化物相存在, Cu主要以有机质吸附态存在[15]。影响降尘中元素有效性的重要因素是降雨的pH值。一般情况下,在较低pH条件下元素易于溶解, Alloway等报道其可溶性Cd平均为总量( 降尘量) 的60%[16]; 这可能是由于人类活动输入的硫和氮的氧化物使雨水酸化。因此,在易出现酸雨的城市区域具有较大的生态风险性。
3 城市环境地球化学调查应解决的重点问题
3.1 开展城市环境的立体空间调查
目前城市环境地球化学调查主要集中在土壤和大气, 缺乏系统的地下水及地表水资料。在城市环境的地球化学元素循环过程中, 起源于自然地质作用和人类活动的元素在土壤- 大气- 水- 生物系统内迁移转化, 借风力作用进入大气中的元素通过干湿沉降进入土壤和水体。世界各国所进行的城市环境地球化学调查, 获得了大量土壤和大气颗粒物等方面的资料, 但结合水体和生物样的调查不多。如果采样介质涵盖环境生态系统中的各个环境因子, 将有助于综合分析重金属元素在城市环境系统中的迁移转化规律, 建立元素在城市环境系统中的循环演化模型。
3.2 确定城市环境调查的污染指示物
城市区域内浅层土壤样及农业土壤深、浅层样是目前国际上广泛使用的城市环境调查指示物, 但是,以何种粒度的样品作为指示物尚没有统一。Birke等在柏林市的土壤调查中分析了
其次是大气颗粒物或是气溶胶。由工业排污、燃料燃烧、机动车交通等引起的污染物, 多以气态、颗粒物或气溶胶等形式存在[5]。一般情况下, 污染物含量依赖于粒径大小, 颗粒越细, 越具有毒性效应[16], 因此Fairley等认为, PM2.5适于作为颗粒物质引起的风险评估[17]。
另外, 重金属通过自然作用和人类活动进入大气圈, 它们主要以分子或颗粒物形式通过大气圈进行大规模的迁移[18]。在英国城市区域内Cd 的大气沉降速率为3.9~29.6g/hm2·a, 郊区为2.6~19g/hm2·a[7]。所以,城市区域内的表层土壤和路边尘土是大气沉降污染的有效指示物。
3.3 城市环境质量标准的建立
城市环境质量标准是城市环境污染评价、城市环境监测、保证大众身心健康的重要依据, 环境质量标准的建立, 依赖于大量的调查资料、科学的工作方法和实验结果。上已述及, 城市环境地球化学调查的指示物包括表土、降尘、大气颗粒物等, 不同的指示物应有各自的限度值。2000年, 世界卫生组织制定了大气质量标准, 如Pb, Cd的大气质量标准分别为500, 5ng/m3(WHO, 2000)。作为城市环境污染重要指示物的尘埃及表土等介质中的污染限度值还没有统一的标准。
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【关键词】:铬;人群;健康;方法
铬是一种常见的化学元素,它是由法国化学家于1797年发现的,至此铬元素常常以不同的用途出现在我们的生活当中。例如皮革的鞣制离不开铬元素的参与,动物皮革刚开始的材质十分的坚硬,不利于加工,当加入元素铬时整个皮革由于产生化学变化因而变得异常柔软,从而适合加工商制造各种皮制品。铬出现在食品添加剂中,像我们日常所熟知的皮冻的制作,冰激凌,酸奶等的制作都有铬元素的参与。不仅如此,医学上常用的胶囊的制作,其中一种叫做药用明胶的原料中就存在着铬元素。上诉所提及到的方方面面都离不开我们的生活,也就是说人群中的每个人几乎每天都在跟铬元素打交道。但是我们只是利用了铬元素其有利的一面,殊不知铬元素与另外一些金属元素(铜,汞,钡等)合称重金属,这类铬元素的化合价主要是六价,而且危害作用极大,研究表明六价铬极易对红细胞造成不可逆转的损伤,进入血液之后,能够快速通过红细胞表面的脂质双分子层,与具有重要运氧功能的血红蛋白结合,从而影响机体的运氧功能。对于食品方面我国相应的法规已经明确将铬元素列为检测项目,严格检测其在食品中的含量,以保证消费人群的健康。本文主要研究长期从事铬生产以及作业的工人们,进行身体各方面机能的检查,与一些健康人群同项机能进行对比。从而得出一些比较有意义的结论。
1 对象以及手段
1.1 调查对象
调查对象为四川省某铬产业技术园区员工,随机抽取长期从事铬制造的工人100名,其中男工人56名,女工人44名。这些工人的年龄大概都在35到50岁之间。对照组则是不接触铬制造的行政人员60名,其中男为35名,女为25名。年龄与上述年龄相仿。
1.2 测试指标及手段
主要有三个指标进行测定,一是尿隐血以及尿蛋白的测定;二是肝功能的测定;三是鼻腔损伤的测定。每天清晨空腹进行尿液的收集,尿液中铬的含量采用分光光度计进行测定,尿隐血,尿蛋白以及肝功能等指标通过山西医科大学附属人民医院进行检测。鼻腔的损伤情况主要通过额镜进行细致的检查。
1.3 统计分析
采用EXCELL对数据进行归纳整理。用卡方检验的方法对数据进行分析,分析标准是α=0.05。
2 结果以及分析
四川省某铬产业技术园区长期进行铬生产员工中,其尿液中铬的含量为0.18-1.12 μmol/L,平均处在0.355 μmol/L这个水平上。
对于长期不接触铬生产的企业行政员工,其尿液中铬的含量为0.11-0.15μmol/L,平均处在0.143μmol/L这个水平上。对于鼻腔的检查,长期进行铬生产员工中,鼻腔损害率达到55%,主要表现在以下几个方面,鼻粘膜损伤不完整、鼻甲肥大、鼻中隔不正以及鼻炎等情况。而对于长期不接触铬生产的企业行政员工来说,鼻腔损害率仅为10%左右。对于尿液的检测,尿隐血尿蛋白的检测,长期接触铬生产的员工中常年尿隐血、尿蛋白的比例达到21%,而对照组则低至5%左右。详细见表一:
从表一中可以发现:长期进行铬生产员工与长期不接触铬生产的企业行政员工相比,在尿隐血以及尿蛋白的数量以及鼻腔损伤数量上存在差异性显著(P0.05)。
从表一中可以发现:长期进行铬生产员工与长期不接触铬生产的企业行政员工相比,在尿隐血以及尿蛋白的数量以及肝功能异常数量上存在差异性显著(P0.05)。
讨论
铬作为一种重要的元素,存在于我们生活的方方面面,一方面其服务着我们的生活,例如我们机体需要三价铬元素的参与,某些功能才能够正常进行,机体才能进行完整的新城代谢,但是一旦缺乏,就会引起第一的铬元素缺乏症。另一方面,铬更多的应用于工业方面,其存在形式同上以六价的形式存在,其毒性之大,六价铬极易对红细胞造成不可逆转的损伤,进入血液之后,能够快速通过红细胞表面的脂质双分子层,与具有重要运氧功能的血红蛋白结合,从而影响机体的运氧功能。本文研究发现,长期进行铬生产员工与长期不接触铬生产的企业行政员工相比,在尿隐血以及尿蛋白的数量以及肝功能异常数量上存在差异性显著(P
【参考文献】:
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【关键词】金矿床;地质特征;找矿标志;举例分析
金矿床地质特征及找矿标志相关勘查技术是否成熟直接关系金矿开采成效高低。只有形成对金矿床地质特征及找矿标志的系统分析,才能在金矿开采中取得不错成果。由于我国金矿资源相对丰富,分布相对广泛,金矿床类型呈现多样化特征,其具体地质特征及找矿标志具有明显差异,必须结合实际金矿床案例进行有关分析。因此,本文主要以山东大庄子金矿床为例分析金矿床地质特征及找矿标志。
1 成矿背景分析
由于金矿床所处区域地质构造不同,成矿原因和时间不可一概而论。一般,区域地层基底成分构成了金矿床形成、演变的物质基础,岩浆活动及地质构造活动构成金矿成矿的必要条件。常见金矿类型有绿岩带型金矿、花岗岩侵入类金矿、碱性岩侵入金矿等,按形成时间可分为太古宙―古元古代,元古宙等类型,成矿地质背景复杂。
就山东大庄子金矿床进行分析,金矿床位于胶西北隆起的西南缘,胶莱坳陷盆地西北缘,西临郯庐深大断裂约20km,地质构造极为复杂。
区内第四系覆盖比较严重,金矿床产于玲珑岩体外接触带西南侧的早元古代基底荆山群变质岩地层中,主要出露在矿区中部大庄子、邵家和北部黑羊山一带。岩性为黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、大理岩、含石墨透闪片岩等。区域构造主要以断裂为主,其中NNE走向断裂发育程度最高。胶莱盆地南部以中、下垩系青山组和火山沉积岩系王式组发育为主。整体矿区侵入岩分布较少,岩浆岩发育程度不高,只在矿区北部出露少量黑云母花岗岩,东部10km处分布NNE走向的玲珑式大岩基花岗岩。
2 金矿区矿床地质特征分析
金矿床地质特征即金矿分布区域内,地质构造、矿体元素、金属矿石成分等方面表现出来的明显特征。我国金矿床数量众多,成矿原因复杂,每一矿床除主矿体之外,往往伴生其他金矿类型,地质特征较为复杂。一般,在进行金矿床地质特征分析时,需要结合区域内具体情况,从构造、矿体、矿石等角度出发,综合分析金矿床地质特征。
2.1 构造特征
大庄子金矿床出露地层位于粉子山群和古元古界荆山群片麻岩、大理岩、斜长角闪岩等变质岩中,成矿构造主要是大庄子压扭―脆性断裂以及相关的雁行排列断裂,其中大庄子断裂总体呈NNE走向,偏向SEE。断层形态和构造特征具有向大理岩层滑动的性质,层间破碎,层间剥离,并伴生破劈理,滑动面上有滑痕产生,由断坪向断坡发展,滑动带有不协调褶皱。主矿体矿化层主要是砾岩化大理石岩层构造,主要发育部位是构造中心地带的大理石岩质角砾岩和碎裂岩。与矿体具有伴生关系的是石墨化断层碎裂带,主要位于矿体下盘中的片麻岩中,但与矿体只具有空间关系,无成因联系。雁行排列断裂构造是大庄子断裂层在张拉走滑过程中形成的次级断裂,规模较小,属于伴生构造。
2.2 矿体特征
大庄子金矿区矿体根据断裂构造的不同,主要表现为两种矿体共生,即主断裂构造地带蚀变破碎型矿体和雁行排列次生断裂构造地带石英脉型矿体。总体上,压扭―脆性断裂和雁行张性断裂共同控制了大庄子金矿床的矿脉空间分布、平剖面分布。
主矿体顺层出产特点较为明显,矿层平面与剖面均在硅化大理石岩质碎裂岩―角砾岩带内。平面呈现扁豆体状和透镜体状,受构造控制,矿体倾向上具有膨胀缩小强烈的特征,走向上具有尖灭再现的特点、无明显矿体侧伏;剖面矿体厚度受主断层构造产状的影响,呈现缓向陡过渡时厚度膨胀的特征。发育钾长石化、绿泥石化、黄铁绢英岩化等蚀变,同时伴有金属矿化。伴生矿体为石英脉型,其产状、形态与雁行排列断裂带保持一致,平面与剖面上,均呈雁行排列特点。
金矿体分布情况很大程度上取决于地质构造情况,属于“构造控制”,了解地质构造,在此基础上,分析金矿体发育成长情况,是精密确定金矿开采范围和开采深度的依据。尽管金矿床类型多变,但一般分析矿体特征时,矿体走向、平面与坡面倾向和走向变化、金属矿化程度及种类都应该纳入分析预测的范围。
2.3 矿石特征
矿物组成及结构构造是分析金矿床矿石特征的两大方向。通过详细勘查金矿床内的矿物组成和结构构成,可以判断该金矿床的产出质量和效益,明确开采计划和技术措施。
大庄子金矿床矿物组合以蚀变破碎带型和石英脉型为主,具体为银金矿和金银矿,同时存在金属硫化物共生情况,闪锌矿、方铅矿等金属硫化物发育程度较高,局部达到可开采程度。根据蚀变特征和构造破碎程度,破碎带型矿石可区分为角砾状、网脉状、斑杂状等类型,其硅化程度、金属硫化物侵入程度、石英细脉填充程度及替他填充具有一定程度的差异性。石英脉矿石矿物组成主要有方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物,分布于浅灰―乳白色石英脉中,成矿品质较高。
矿石结构构造方面,可区分为角砾状、块状、碎裂状、网脉状及半自形―他形粒状构造为主。角砾状构造多见于长英变质岩、硅化大理石岩,由石英―多金属硫化物和石英―黄体矿脉胶结形成。块状构造主要由方铅矿、细晶黄铁矿局部密集形成,产出品质一般较高。碎裂状是黄铁矿形成早期受外力挤压致破碎,发生微型滑动面压碎构造。
3 找矿标志
3.1 地层岩性标志
金矿床最突出的标志集中体现于独特的地质岩性。目前我国金矿床分布区域地质条件虽然呈现多样化趋势,但根据具体地质条件,已形成一套比较完善的地标体系。大庄子金矿床位于胶东招远断块中部,破碎断裂岩带与雁列式张拉石英脉是其明显的地层标志。大庄子一带出露的破碎岩组和石英脉组与成矿元素(Au、Ag)等有密切矿化关系,为矿质提供了丰富来源,起到矿源层的作用。
3.2 构造标志
构造控制是成矿的普遍规律,具体表现为区域断裂带内,均有矿化显示。大庄子金矿床表现出明显的构造控制特点,其矿体分布、走向、变化倾向直接取决于胶东盆地边缘主断裂构造及雁行排列次生构造,断裂构造带内,矿物形成共生组合,矿化明显。具体是,大理石岩层滑动,层间破碎,并带有破劈理、主断裂带和次断裂带矿化程度较高。
3.3 地球化学元素标志
矿产的形成过程往往也是化学元素富集的过程,因此,区域化学元素分布情况就成为找矿的重要标志。通过对Ag、Cu、Zn等元素进行强叠加能够比较精确的显示矿带、矿床的分布范围;
通过元素富集程度,能够显示矿体构成情况。Au、Ag元素作为独立矿物存在,少量分散于金属硫化物中是大庄子金矿的化学元素标志。
3.4 围岩蚀变标志
蚀变是常用的一种找矿标志,阐明热液矿床形成过程的物理化学条件及矿床的成因,勘查围岩蚀变情况是探测金矿床的重要手段。大庄子断裂带蚀变破碎型矿体的围岩蚀变发育情况主要表现为:硅化、绢云母化、绢英岩化、钾长石化、碳酸盐化及绿泥石化。自下盘围岩至上盘围岩,一般会产生红、黑灰、浅灰三种色调的蚀变带变化。在对大庄子金矿床进行找矿预测时,应密切关注岩体蚀变情况,正确判定开采方向。
4 结论
金矿资源是社会发展的宝贵财富,金矿资源的开采质量和效率是促进经济持续、健康发展的重要保障,因此,研究金矿区矿床的地质特征和找矿标志,为金矿开采提供精密的理论和实践准备就具有重要意义。以大庄子金矿床的地质特征和找矿标志为例分析,形成对我国金矿床地质特征和找矿标志有关知识的初步了解。
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(延边博物馆,吉林 延吉 133001)
延边博物馆有古代文物5744件,近现代革命文物1212件,朝鲜族民俗文物2801件,渤海文物1203件,包括国家级珍贵文物500件。也承担着延边地区文物的鉴定任务。
文物鉴定的方法有传统鉴定方法和现代科学鉴定方法。传统鉴定方法,即主要通过观察来进行。这种方法依靠的是鉴定者自己的知识积累和经验总结。如对瓷器的鉴定,主要是通过造型、胎质、釉色、纹饰、款识来判断出它的年代。
用于鉴定文物的现代科学技术方法可分为断代技术包括:碳十四、热释光、古地磁学、电子自旋共振、铀系同位素、钾氢、裂变经迹、氨基酸消旋断代技术;结构分析技术包括:热分析技术、扫描电子显微镜、X射线衍射、红外吸收光谱、核磁共振、数码摄影分析;化学元素分析技术包括原子吸收和原子发射光谱、射线荧光分析、离子束分析、质谱和色谱及同位素分析、中子活化分析。采用现代科学技术方法进行文物鉴定,以文物的成分分析和年代测定为较常见。现代科学技术手段用于文物鉴定方面还是不少的,比较常用的有如下几种:
碳十四断代技术。在考古发掘中被广泛使用,它通过对含碳的考古样品进行检测,通过对放射性元素碳十四半衰期的计算,可以确定1000-50000万年的考古样品和地质事件的年代。
热释光断代技术。是物质的热致或光致发光体在射线作用下发生电离,产生俘获电子,并将部分能量储存起来,当受热摄氏100-500度,这些俘获电子会因热震动而运动,并将储存的能量以光的形式释放出来。由于样品所积累的能量与年代是成正比的,因此可以利用热释光技术进行断代。这种断代技术一般用于古文物的鉴别,可以运用于鉴定陶瓷、燧石和其他烧结材料的年代。热释光断代技术对年代的判断一般误差不超过50年。有些国家已利用这种方法进行海关出口鉴定;有的博物馆的馆藏文物必须附有热释光鉴定书。
元素测定法。它的原理是,所有的文物,包括陶瓷、青铜器、玉器、书画,都由各种元素构成,可分为常量元素、微量元素、痕量元素,不同时期、不同品种、不同产地的文物,其各种元素的构成组合肯定会有所不同。
老化测定法。主要用于鉴定古陶瓷。陶瓷的年代越久,老化系数就越高。老化鉴定法不会造成对被鉴定物的损伤;可以排除作伪者的干扰;比热释光和元素测定要简单易行得多。
数码技术检测法。数码检测法适用于书画作品。现代电子扫描技术和数码摄影技术的发展,为书画作品的鉴定和防伪奠定了基础。
X射线荧光光谱法,鉴定文物的材质,如安徽东至发现的南宋关子钞版,当时有人认为是铁的,经X射线荧光分析是铅;鉴定真伪,真的与假的,虽然在外表上一样,但在成分上存在着区别。如银元,真的是银,假的是白铜。
中子活化分析,是确定物质元素成份的定性和定量的分析方法。它具有很高的灵敏度和准确性,对元素周期表中大多数元素的分析灵敏度可达10-6~10-13g/g,因此在环境、生物、地学、材料、考古、法学等微量元素分析工作中得到广泛应用。由于准确度高和精密度好,故常被用作仲裁分析方法。
运用现代科学技术鉴定文物,是研究和复原古代人类生产,生活面貌以及社会历史面貌不可缺少的手段。目前,主要是运用现代科技对文物进行年代测定、成分分析鉴定和对文物史迹的调查。有些仅用传统鉴定法难于奏效,这就需要借助某些现代科学技术方法进行鉴定。如在进行陶、瓷器的年代鉴定时,如遇到无纪年或无确定年代的标准器可作比较,又无文化层或窑口作依据,那么就需要运用热光的方法加以测定。
现代科技方法,主要是指运用现代科学技术对文物年代进行数据分析的方法。同样是一种对文物鉴定断代的重要手段。这些方法广泛地应用于文物的断代测定之中,成为文物鉴定中的一项不可不用的辅手段。积极在文物鉴定中引入现代科学方法,尽快提高文物鉴定技术的科技含量,文物鉴定只有注入现代科技的因子,才会永远年轻,充满活力。
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关键词:重金属;化学元素;分析方法
中图分类号:TF81
随着近几年来,土壤重金属的有效性发展的研究,在土壤中金属形态的分布和分析越来越受到人们的重视和关注, 相应的对重金属形态研究报告也呈现上升的趋势。 在国外,已经有部分关于重金属形态的专刊出版, 主要研究介质环境中的重金属分配,也称之为化学地球相分配。 现阶段的研究工作主要集中于沉积物、土壤等方向的科学研究。
一、 关于提取重金属形态方法分析
通常情况下,土壤中的影响因素是多变而复杂的, 大多采用提取的方式分析重金属的形态,包括单机提取法以及连续多级提取法这两种提取方式。
1、单级提取法
这种方法的分析评估方式是介质颗粒中的重金属元素,被动物、微生物、植物所利用吸收的那一部分,或是说能够影响产生生活活性的那一部分,一般情况下,这部分的重金属元素被称之为“有效态”。 由于样品的性质、组成以及重金属萃取的目的、重金属萃取种类不同, 所需要的试剂也是不一样的。 通常情况下,经常使用的试剂分为:酸试剂,缓冲剂,中性盐和螫合剂四种。
2、连续多级提取法
续多级提取法指的就是通过反应性逐渐提高的萃取剂对重金属的不同化学性质、物理性质的专一性和选择性,一层一层的提取样品颗粒中重金属元素的不同有效性的方法, 这种方法最大的优点就是通过典型的集中萃取剂代替种类繁多的自然界中的多种化合物,从而可以真实的模拟各种人为的、自然的、可能的条件环境变化,再依据“由弱到强”逐级上升的原则,将不同形态、不同方式的重金属污染物连续溶解,把复杂、多变的问题单一化、简单化,大大提升了评价的质量。
现阶段, 研究人员经常用到的连续多级提取方法: 在 1979年 Tessier 等人提出了连续五步提取法, 也称之为 Tessier 法,这种方法把重金属的存在形态划分为可交换形态, 铁锰氧化物相结合形态,碳酸盐相结合形态,硫化物相结合形态,有机物结合形态以及残渣形态, 目前来说这种方法是使用最广泛的一种方法。 1986 年 Forstner 等人提出了连续六步提取法, 也称之为Forstner 法, 这种方式把重金属元素的形态划分为六种形式 :可交换形态,易还原形态,碳酸盐形态,可氧化形态,中等还原形态以及残渣形态。 1992 年 the Standards,Measurements and Testing-Programme 提出了四步三级提取法,也称之为 BCR 法,这种方法是将重金属元素形态划分成四种形式,可还原形态,乙酸可提取形态,可氧化形态,残渣态。 现阶段来说,BCR 这种方法在欧洲等国家被广泛应用,这种方法具有较好的重现性,比较适合河流底部沉积成分的重金属元素分析。
3、提取法的不足之处
单级提取法是一次性的提取方式, 这种方法比较适合分析土壤中中经书元素的生物有效态,但是,不适合研究土壤中重金属形态的转化、迁移。 一般来说,多级连续提取法,所需要的时间非常长、步骤非常繁多复杂,而且,结果的重现性也不是很好,每个实验室所的出来的数据没有可比性。 而且只是表征的实验室状态下的重金属元素的提取形态, 无法真正的表征真实状态下的重金属元素的提取形态。
二、 分析重金属元素的原位形态的方法
随着科学技术的不断进步以及显微技术的不断发展, 很多形态和结构分析技术被广泛的应用到土壤分析重金属元素的形态中去。 比如说,电子探针技术的发展,被比较早的应用到电子显微镜技术中(高分辨投射),去鉴定 Pb、Au、Cu、Zn、 等金属尾矿的沉积物的重金属元素形态,并且通过这种新技术,能够表征部分的固态重金属,比如说 ZnAl2O4 锌尖晶石,Zn2Mn4O8・H2O水锌锰矿,Pb0.5Fe3(SO4)2(OH)6 含铅黄钾铁矾,磷氯铅矿,ZnS闪锌矿等等。 通过研究发现,上述这种结晶形态的矿物质,大部分都是“纳米级”形式的克里存在,而且不均匀的分布在团聚颗粒中。 另外, 通过微区 x 线衍射技术和能量应用弥散 X 线等技术, 相关研究人员发现页硅酸盐和铁氧化物与重金属元素的分布形态有着非常密切的联系。 虽然上述几种方法为研究土壤中的重金属元素形态提供了非常重要的依据,但是,一般情况下土壤中的页硅酸盐会被铁锰氧化物质所紧紧包裹, 单纯的通过分布重金属相关性分布的研究, 是很难确定出各种不同的矿物体与土壤重金属相互结合的结构分子信息。 另外,在具体的使用过程中电子探针技术还会受到其他元素以及检测限的干扰和影响,近几年来,XAFS 技术(X 射线同步辐射吸收光谱)在研究重金属元素在土壤中的分布以及分子结构, 并且表征其整个形态转化的过程已经有相关报道。 SXRFS 技术(X 射线同步辐射荧光光谱),是一种新型的分析元素技术,是在同步广元辐射的基础上发展起来的, 其特有的高分辨率和高灵敏性, 可以为研究XAFS、XRD、微尺度元素等提供便捷 ,这种技术的 “负反差 ”成像方式,目标元素分布比较集中的地方在图中呈现黑色,而且分布越集中,颜色就会越深,通过这样的方式可以非常容易的分辨处铁锰结核表面的 Fe 和 Ni、As、Mn 其空间分布位置有着良好的相关性。
一般情况下,同步辐射技术是根据 SRXRF 确定好矿物颗粒或土壤表面的元素目标,从而获得不同元素的分布情况。 然后,通过 XAFS 技术获取这些元素的配位环境和价态等信息。 由于土壤的构成非常复杂,一般会受到其他组成元素的干扰,进行谱图分析的话比较困难,所以说,还需要展开更深层的研究精确的分析土壤中的重金属。
三、结语
综上所述, 本文针对形态分析的重要性和重要意义开始入手分析,从两个大的方面:关于提取重金属形态方法分析和分析重金属元素的原位形态的方法, 详细论述了土壤中重金属形态的化学分析。
参考文献:
[1]. 黄艺, 陈有键, 陶澍. 菌根植物根际环境对污染土壤中Cu、Zn、Pb、Cd 形态的影响[ J]. 应用生态学报, 2011(02)
催化剂生活应用化学反应燃煤催化剂随着社会的发展,催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。在化学工业领域中,最常用的催化剂是无机酸和无机碱。催化剂在通常状况下,能够对物质产生一定的选择性,只能针对特殊物质产生相关的化学反映,或者使部分化学反应呈加速状态。催化剂在现代社会生活中占有极其重要的地位,在燃煤中的具体使用,能够有效增强煤炭的燃烧质量和速度,从根本上实现煤炭的燃烧温度的降低,提高整个煤炭燃烧效率。在选择燃煤催化剂燃料的过程中,通常状况下,选择的燃烧原料为废弃物,主要是因为该原料最为便宜,能有效降低煤炭燃烧的成本。在具体实验过程中,废弃物的催化能力非常显著,从这一点上看,有利于环境的保护。
一、生活中常用的燃煤催化剂废气物
(一)煤灰作为催化剂的应用
在煤炭燃烧过程中,灰分进行充分燃烧后,其产生的剩余物就是所谓的煤灰。在煤炭燃烧过程中,灰分是一种内在的催化剂,对加速煤炭燃烧有着积极作用,因此,在煤炭燃烧过程中,要掌握好灰分的量,不宜过多和过少。
(二)造纸黑液作为催化剂的应用
在造纸厂的生产过程中,其排放的黑液中,内含大量K2CO3、Na2CO3等化学元素,这些化学元素在煤炭燃烧中,有着较为显著的催化效果。在燃煤过程中,将黑液按照相应的搭配比例,加入煤中,能够将燃煤过程之中的总体温度降低全原来温度的一半,能够实现煤炭的完全燃烧。除此之外,造纸黑液还具备脱硫的作用,有利于我国环境的保护。
(三)铁矿石粉作为催化剂的应用
通过对铁矿的深入开采,得到的铁矿石粉中含有大量的Fe2O3,能够作为催化剂来使用,且效果较为良好。在我国,部分铁矿石由于不能被开采或无开采价值,经长期废弃或风化,存在数量较大的铁矿石粉。由于其催化效果较为显著,可以将其收集起来,实现资源的优化利用。
总之,燃煤催化剂在燃煤中的具体使用,能够有效增强煤炭的燃烧质量和速度,从根本上实现煤炭的燃烧温度的降低,提高整个煤炭燃烧效率。从另一个角度来看,在煤炭燃烧过程中,加入一定量的催化剂,能够使得整个锅炉进行高效率的完全燃烧。由于锅炉在燃烧中会产生加大的蒸发量,煤耗量从一定程度上有所降低,提高了煤炭的燃烧质量,从根本上改善了锅炉的燃烧效率。
二、催化剂在生活中的具体应用
(一)在煤中添加碱金属有促进燃烧作用
在生活用煤中,通过在煤炭燃烧中加入碱金属,以此来提高整个煤炭燃烧的质量和效率。在煤炭燃烧过程中,燃煤催化剂的高效使用,能够有效实现燃烧温度的降低,在很大程度上加快了煤炭的燃烧,能够起到节能降耗的积极作用。催化剂原料在煤炭燃烧过程中的使用,能够为整个煤炭燃烧提供开始着火时必备的氧气,通过催化作用,加快了煤炭燃烧的速度。即便所燃烧的煤炭质量不达标,通过添加适当的催化剂,以此来确保整个锅炉的燃烧情况正常,这样做的好处就是,能够实现煤炭资源的合理利用以及节能降耗的本质目标。
(二)煤脱硫助燃材料的应用
在煤脱硫助燃材料之中,内含丰富的催化剂资源,能够在燃烧过程中形成一定量的灰渣,材料内还含有活跃性的进行材料的氧化物质,充分帮助煤炭进行充分燃烧,从根本上实现该物质的催化作用,在一定程度上改善了原有煤炭的燃烧现状。脱硫粉中内含海量金属燃料,能够与氧化剂发生强烈的化学反应,从而释放出一定的热量,使得燃烧时的温度逐渐升高。
三、光催化氧化技术的发展前景
随着我国经济的高速发展,在燃料生产以及消费过程中,导致的环境污染问题较为严重,涉及面非常广。因此,在工业废水治理过程中,其治理难度较高,治理措施较为复杂,为我国工业领域以及人们的生产生活产生了极大地制约。随着化学技术科研成果的不断发展,光催化氧化法被广泛应用于日常的生产生活之中。
四、光催化氧化技术面临的发展问题
在光催化氧化技术的发展应用过程中,目前所面临的问题有以下几点:第一,在催化剂的发展过程中,为了实现高效催化的积极作用,需要针对催化剂的研发融入新的科学技术,以此为基础,开发出科学合理的高效催化剂。第二,在催化剂的研制过程中,要充分发挥技术优势,掌握和鉴别催化剂中的组成,了解催化剂的发展机理,为催化剂的发展奠定技术基础。第三,在催化剂的研制过程中,将多个技术进行优化组合,并在光催化氧化技术基础上,进行深入挖掘,并将其与其他相关技术手段予以结合,从而实现应用的广泛性。
五、结语
随着社会的发展以及化学工业技术的更新,催化剂被广泛应用于社会生产生活中,已成为我国生产生活中最关键的技术之一。催化剂在现代社会生活中,占有极其重要的地位。在燃煤中的具体使用,能够有效增强煤炭的燃烧质量和速度,从根本上实现煤炭的燃烧温度的降低,提高整个煤炭燃烧效率。此外,光催化氧化技术的发展及应用,对我国环境污染的治理有着及其重要的作用和意义,为我国的可持续发展做出了巨大的贡献,发展前景较为广阔。
参考文献:
[1]张长斌,贺泓,王莲.负载型贵金属催化剂用于室温催化氧化甲醛和室内空气净化[J].科学通报,2009,(03).
[2]但维仪,李建芬,丁捷枫.NiO-Fe_2O_3/MD催化剂的制备及其在城市生活垃圾气化中的应用[J].燃料化学学报,2013,(08).