青海湖地区芨芨草草地土壤种子库的初步研究

选择青海湖地区的次生芨芨草草地为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做对照,研究了围栏内外土壤种子库的萌发状况、密度和数量、物种多样性,以及土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,围栏内外土壤种子库的萌发趋势非常相似,但是萌发种子累计数量不同;围栏内外土壤种子库中萌发种子的平均密度分别为3660和2460粒·m-2,围栏内萌发种子数比围栏外提高了48.8%;围栏内外土壤种子库的物种多样性指数差异较大,围栏内外丰富度指数R1分别为17和13,R2为3.693和2.832,丰富度围栏内大于围栏外,多样性指数和丰富度指数具有相同的规律,均匀度指数围栏内外分别为0.812和0.857,则是围栏外大于围栏内。围栏内外地上植被群落组成存在显著差异,围栏内的封育草地的物种丰富度和多样性指数均大于围栏外的放牧草地,而均匀度指数则呈相反趋势。

角百灵和小云雀的巢址选择与竞争共存

于2000---2002年的鸟类繁殖期在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站，测定了27窝角百灵(Eremophtla alpestns)和43窝小云雀(Alauda gulgula)的巢址特征，观察了两者在繁殖期巢数的季节变化，并运用稳定性同位素技术测定了育雏食物，对两种百灵的巢址特征和食物重叠度进行了比较。结果表明两者的巢址特征存在着显著的不同：角百灵的巢开放度为92．16％，小云雀的为34．61％，前者的巢开放度显著大于后者(P<0．01)；角百灵距巢100 em范围内遮蔽物的数量为0．070．26，小云雀的为2．571．19，前者显著少于后者(P<0．01)；角百灵巢址植被的高度和盖度也显著小于小云雀的(P<0．01)。角百灵和小云雀均以小型昆虫育雏，育雏食物的资源重叠程度很高，为O．8957；而且两者的繁殖季节和繁殖强度也是相互重叠的。这两种百灵鸟类在巢址的选择上存在着一种代价和利益的权衡关系，巢址选择是捕食压和热条件共同作用的结果。二者共存的机制是巢址上的分化。

Host sex and ectoparasite infections of plateau pika (Ochotona curzoniae, Hodgson) on the Qinghai-Tibetan Plateau

A total of 449 plateau pika (Ochotona curzoniae Hudgson) individuals were sampled with rattraps from 21 plots (size 1 ha) randomly scattered over the area of the species distribution at the altitude 3275-4807 in a.s.l. in the Qinghai-Tibetan Plateau (West China). Two main ectoparasite species Hypoderma satyrus Brauer and Ixodes crenulatus Neumann of plateau pika were surveyed, and the relations between host sex and parasitism were analyzed. The results were: (i) although not significantly, the infection rate of female young was close to zero and lower than that of male young (6%), while the infection rate of female sub-adults (19%) was contrarily - higher than that of male sub-adults (11%); adult females had significantly higher (41%) infection rate than that of males (18%) (P<0.001); (ii) the parasite infection rates for both males and females increased with increasing age, but female age-groups had obviously steeper slope. We suggested that the differences of body mass, growth rate and home range between males and females had mainly caused the sex-biased parasitism (SBP) of plateau pika at each age stage. Also, due to the higher increases of body mass and maybe as well as of the home range differences between consecutive age-groups, the parasite infections of females became more sensitive to the influences of age than that of males.

基于网络的家庭服务机器人控制系统的研究

随着社会的进步和发展，人们不断追求舒适和安逸的生活，不愿意从事一些枯燥甚至不安全的工作，因此，能够代替人类完成简单工作并可以与人进行沟通的家庭服务机器人越来越受到人们的青睐，有着非常好的应用前景。 家庭服务机器人服务的对象是普通人群，不仅需要为用户提供一种友好、自然的人机交互手段，更为重要的是需要为不同位置、不同环境的人们提供所需求的服务。因此，本文研究的重点在于通过网络和机器人技术开发能够满足人们目前生活要求的基于网络的机器人控制系统。 本文以新松机器人股份有限公司的“家庭服务机器人项目”为背景，在对传统的机器人网络控制技术分析的基础上，主要从控制和视频两大部分展开研究。在控制部分，如何既能实现机器人的网络控制又能实现本地控制是本部分的主要研究内容。为此，本文采用模块化设计思想，分别对客户端模块、服务器端模块、机器人控制端模块进行了详细分析与设计，并且采用JNI（Java Native Interface）技术解决了不同语言的接口问题。针对如何实现代码的复用性以及扩展性问题上，本文提出了一种Applet-Servlet-Win32DLL-MFCDLL（Dynamic Link Library）模式的新型控制架构，实现了机器人的网络控制和本地控制。在视频部分，如何实现视频图像的实时传输是视频方面研究的重点。本文采用JMF（Java Media Frame）技术及RTP（Real Transport Protocol）/RTCP（Real Transport Control Protocol）协议，分别从视频发送模块、视频接收与播放模块进行了设计，达到了很好的实时效果。并且采用双缓冲、多线程技术解决了视频传输过程存在的闪烁、抖动等问题，通过实验验证了该方法的有效性。 最后，本文对机器人网络控制系统进行了实验验证，运行效果良好，并且在对本课题研究的基础上，对网络时延进行了分析及实验测试，简要分析了解决方案。

自治式无缆水下机器人加速度控制

自治式无缆水下机器人能很好地抑制各自由度运动的耦合效应和等效于各自由度的力扰动,有效地克服附连水惯量的不利影响,充分改善系统的动态性能。笔者提出了自治式无缆水下机器人加速度控制．通过合理的加速度计布置方案抵消载体转动及柯氏力的影响,利用垂直陀螺精确补偿重力影响．进而构成相应的加速度及速度控制回路．仿真结果表明,引入加速度反馈大大改善了其速度回路的动态响应,增强了系统的鲁棒性．

东天山红山高硫型浅成低温铜-金矿床氧化带的形成机理和硫酸盐矿物的系列发现及意义

Located in the Paleozoic uplift along the southern margin of Tu-Ha basin in eastern Xinjiang, the newly discovered Hongshan Cu-Au deposit occurs in the superimposed Mesozoic volcanic basin upon the north section of later Paleozoic Dananhu-Tousuquan accretionary arc. Kalatage Cu-Au orebelt is controlled by NWW-trend faults, and includes Hongshan and Meiling Cu-Au deposits. The host rocks of Hongshan ore district are mainly rhyolitic-dacitic ignimbrites, whereas Cu-Au mineralization is closely related to quartz porphyry, rhyolitic porphyry and granitic porphyry. Mineralization styles are dominantly veinlet-disseminated and veinlet, occasionally stockwork. The mineral association is chalcopyrite, pyrite, bornite, chalcocite and sphalerite. The hydrothermal alteration consists of silicfication, sericitization, alunitization, pyrophylitization, illitization, hydromuscovitization, and chloritization. Hongshan Cu-Au deposit, on the edge of the desert, is one of the driest areas in eastrn Tianshan. Moreover， the highest temperature has been up to 60℃, and the average rainfall receives only 34.1mm/y. The light rainfall and rapid evaporation in the vicinity of this deposit have allowed the formation of a great variety of water-soluble sulfates. Oxidization zone of this deposit lies on the upper part of primary sulfide orebodies appearing with a depth of 50-60m, which is dominant in sulfate minerals. 1. Based on the field observation, the volcanic and sub-volcanic rock composition, hydrothermal alteration, ore structure and mineralization characteristics, this paper proposed that the Hongshan Cu-Au deposit belongs to a transitional type from high-sulfide epithermal to porphyry Cu-Au deposit, which corresponds with the typical HS-epithermal deposit such as Zijinshan Au-Cu deposit in Fujian Province, SE-China. 2. The Hongshan copper-gold deposit was controlled by the tectonic, stratum, magma activity and volcanic apparatus, whereas Au mineralization is closely related to quartz porphyry, rhyolitic porphyry and fine grained pyritization in hydrothermal activity, and Cu mineralization is closely related to quartz porphyry and hydrothermal explosive breccia. 3. Oxidation zone of Hongshan Cu-Au deposit lies on the upper part of primary sulfide orebodies deposit. 23 sulfate minerals were identified in this work. The results of samples XRD and chemical analysis were furthermore confirmed through thermal, infrared spectrum and mössbauer spectrum analysis. Among those, nine minerals as Ferricopiapite, Cuprocopiapite, Rhomboclase, Parabutlerite, Krausite, Yavapaiite, Metasideronatrite Kroehnkite and Paracoquimbite were founded in China for the first time. And Paracoquimbite was secondly reported in the world (first case reported at 1938 in Chile). 4. EPMA analysis shows that Al impurity in crystal lattice is important to polytype formation of paracoquimbite and coquimbite besides stack fault. 5. Compared with Meiling Cu-Au deposit in the same Kalatage ore belt from the characteristics of δ34S of barite, lithofacies, hydrothermal alteration and homogeneous temperature, Hongshan Cu-Au deposit belongs to the same metallogenic system of HS-epithermal type as Meiling Cu-Au deposit. But Hongshan Cu-Au deposit has less extensive alteration and shallower denudation. 6. Sulfur isotope analyses show that δ34S values of pyrites vary in the range of +1.86‰~+5.69‰, with an average of 3.70‰, mostly in the range of +1.86‰~+3.20‰, and δ34Scp<δ34Spy. Therefore ore-forming fluid of porphyry comes from mantle and was contaminated by the earth’s crust. Sulfur isotope has reached balance in ore-forming process. 7. Sulfur isotope analyses show that δ34S values of sulfates vary in the range of +2.15‰~+6.73‰, with an average of +3.74‰, mostly equals as δ34S values of primary sulfides in Hongshan Cu-Au deposit. So supergene sulfates inherit sulfur of primary sulfide. δ34S values are mostly same in different sulfates. As well as pyrite and chalcopyrite, volcanic hot spring and associated native sulfur underground also provide water medium and sulfur during the formation process of sulfate. 8. According to the EPMA of sample chalcopyrite and pyrite in Hongshan Cu-Au, the value of Cu/Ni is 0.98-34.72, mostly close to the value of 5, which shows that Hongshan deposit is a typical volcanogenic magmaic hypothermal deposit. Au and Ag, Zn, Te and Bi are positive correlation, Cu and Hg, Se, Sb are positive correlation, indicates Au and Cu don’t locate in the factor of mineralization of same mineralization groups. The reasons of gold concentration in the oxidation zone are: 1). Change of redox potential (Eh) makes gold to deposit from the liquid of mineralization zone; 2). PH is one of the most factors of gold’s deposition; 3). Soluble complex and colloid of gold can be adsorbed easily. 9. The biotite and hornblende K-Ar isotopic ages from the wall rock－quartz diorite, biotite granite and monzonite granite are 231.99±3.45Ma, 237.97±2.36Ma and 296.53±6.69Ma respectively. The ore-bearing rhyolitic breccia lava contains breccia of the biotite granite which indicates the volcanism and related Cu-Au mineralization occurred later than the granite, possibly in Mesozoic. K-Ar ages of granitoids in Sanya, Baishiquan and Hongliugou area and Molybdenite Re-Os age of Baishan Mo deposit all are in Triassic. Besides late Paleozoic magmatism, igneous magmatic event of Mesozoic was widespread in eastern Tianshan. 10. The K-Ar age dating indicates that the K-Ar age of Voltaite occurred below surface 1m is 56.02±3.98Ma, K-Ar age of Ferricopiapite occurred below surface 1.5m is 8.62±1.12Ma, K-Ar age of Yavapaiite occurred below surface 14 m is 4.07±0.39Ma, and K-Ar age of Voltaite occurred below surface 10 m is 14.73±1.73Ma. So the age interval of oxidation zone of Hongshan copper-golden bed is between 60 -3.38Ma. Oxidization occurred at Caenozoic era (from 65Ma), which can be identified through comparing with different deposits oxidation zone in other countries. The coupling between global tectonic event and climatic change event which occur from Caenozoic era has some effect on epigeosphere system, which can act on the surface of bed oxidation zone similarly. It induces that the age mentioned above coincide with collision of India-Asia and multistage uplifting of Qinhai-Tibet Plateau happened subsequently. Bed oxidation zone is the effect and record of collision and uplifting of Tibet Plateau. The strong chemical weathering of surface accumulation to which was leaded by PETM event occurred Paleocene and Eocene is the reason of Voltaite sharply rises. On the contrary, Ferricopiapite formed due to the global cold weather. The predecessor did much research through biota, isotopes, susceptibility, but this paper try to use different sulfate mineral instead of climatic change. So the research of sulfate minerals not only indicates a great deal of oxidized zone feature, but also the intergrowth of sulfate minerals may be used to trace paleoenviroment and paleoclimate of oxidation zone. 11. Analysis of the information of alteration and mineralization features of four bore cores, induced activity polarization well logging and Eh-4 geophysical section, deep mineralization anomaly objects of Hongshan ore districts shows low resistance, middle and high polarization, measurements of Eh-4 consecutive conductance section show the existing of concealed porphyry ore body deeper than 450m, on the top of and around rock body there are low resistance body ranged from 100-300Ω•m, this area may be the ore-bearing part. In a word, Hongshan Cu-Au deposit deposit is a combine of upper HS-style epithermal Au deposit and deeper porphyry mineralization system. It has great potential to find large HS-style epithermal-porphyry Au-Cu deposits. This paper consists of seven chapters and twenty seven sections. The geological character of deposit is basic condition in this work. Constitute of oxidation zone, research of sulfate mineral, relation between oxidation and primary zone, K-Ar ages of potassic sulfate are key parts of thesis. Genesis of ore deposit is the further expansion of this research. Analysis of ore-controlling factors is the penetration above basic. Analysis of potential is application of exploration.

碳酸盐岩风化成土作用的初步研究

选择黔中、黔西、黔北、湘西岩溶山地丘陵垄岗之上的 5个基岩为白云岩和灰岩的土层剖面 ,通过剖面碳酸盐岩酸不溶物的提取实验、矿物学和微量元素地球化学等手段 ,讨论了碳酸盐岩风化成土作用的野外、矿物学和微量元素地球化学特征 ,初步论证了碳酸盐岩风化成土作用是我国南方岩溶地区土壤资源的一种重要的成土机制 .为进一步研究该地区大面积分布的土状堆积物的来源奠定了初步基础 .

散落核素^7Be和^137Cs在洱海和红枫湖沉积物中蓄积对比

沉积物柱芯分别采自滇西地区的洱海和黔中地区的红枫（及百花）湖，散落核素^7Be和^137Cs在沉积物中的蓄积特征对比分析表明，^7Be在洱海及红枫湖沉积物中的累计值分别为（237±73）Bq/m^2和（783±44）Bq/m^2；按校正到沉降年代的数值，1986年以前^137Cs的累计值分别为（519±26）Bq/m^2及（3704±56）Bq/m^2。由模式计算获知，（1）^7Be和^137Cs在红枫湖沉积物中的蓄积以侵蚀影响为主；在洱海的蓄积受直接散落控制。（2）在洱海和红枫湖地区^7Be大气散落累计值分别为（0．07±0．02）Bq/cm^2及（0．08±0.01)Bq/cm^2；1986年以前^137Cs大气散落累计值分别为（0.11±0.01)Bq/cm^2及（0.37±0.01)Bq/cm^2，显示出滇西与黔中地区之间^137Cs散落的地区差异。这一现象可能反映出青藏高原对滇西地区存在着全球性大气扩散污染物散落的屏蔽效应。

红枫湖沉积物中汞的环境地球化学循环

基于冷原子荧光测定方法对红枫湖沉积物及孔隙水中总汞、甲基汞浓度的时空分布特征及控制因素进行了分析.红枫湖沉积物总汞含量为（0.392±0.070）μg/g,高于世界其它背景区汞浓度,也高于处于同一流域的乌江渡水库和东风水库,表明红枫湖受到了一定程度的汞污染.2个采样点总汞无明显的季节变化,但其剖面分布都有在上层富集的趋势.沉积物甲基汞浓度在春季最高,其余季节则没有明显差异,甲基汞峰值出现在表层0-8 cm以内,与红枫湖沉积物中硫酸盐还原菌活动区域一致.沉积物甲基汞浓度的季节变化和剖面最大峰值分布,主要受氧化还原带的季节性迁移所控制.红枫湖孔隙水中总汞的浓度及在固/液之间的分配系数主要和随季节变化的温度或氧化还原条件有关,与沉积物固相中总汞浓度和分布相关性不大,而孔隙水中甲基汞浓度则和沉积物甲基汞浓度存在着极显著的相关性（r=0.70,p〈0.001）.沉积物和孔隙水甲基汞浓度除受到固/液分配系数影响外,主要还受到甲基汞产生过程控制.

地球初期壳幔演化的物理过程

原始地幔处于全球性的高温熔融状态，其上层的冷却演化过程可大致分为3个阶段：高熔点矿物结晶沉降阶段、岩浆不混溶阶段和固化成壳阶段。在此过程中，原始地幔逸出挥发性物质，形成了地球的超临界流体圈。通过岩浆不混溶作用所形成的富Si—Al质岩浆最终固化为原始大陆壳。超临界流体圈的分解，分别形成酸性H2O圈和CO2大气圈。

闽西晚中生代基性岩脉的地球化学研究

对闽西三个地区基性岩脉的地球化学研究发现，该区域的基性岩脉为亚碱性岩石系列，具有高Al、低Ti、Na2O>K2O的特征；相对富集大离子亲石元素，亏损高强场元素。半村辉绿岩脉和拔里角闪辉长岩脉以Nb、Ta、Ti负异常为特征，林子坟辉长辉绿岩脉具有Nb、Ta负异常和Ti弱正异常。半村和拔里的岩脉稀土元素总量高，明显富集轻稀土元素，(La／Yb)N=6．8～8．4；林子坟的岩脉稀土元素总量相对较低，轻稀土元素弱富集，(La／Yb)N=2．0。结合基性岩脉的地球化学特征和区域构造演化分析，初步从为半村和拔里的基性岩脉来自与俯冲作用有关的富大离子亲石元素流体交代的富集地幔；林子坟基性岩脉是软流圈地幔部分熔融的产物，地壳混染作用是其相对富集大离子亲石元素的原因。结合玄武岩构造环境判别图解可知，半村和拔里岩脉具有的大陆边缘弧的特征并不指示基性岩脉形成的构造环境，而是说明其源区受列俯冲板片派牛出来的流体交代作用。半村和拔里岩脉形成于大陆板内拉张带，林子坟岩脉形成于板内裂谷环境，与华南其他地I夏的基性岩脉对比表明，虽然晚中生代华南地区处于拉张的构造背景下，但是岩脉形成的构造环境与微量元素地球化学特征均有明显的差异，反映了各地区构造环境演变和地幔演化的复杂性。

贵州赫章土法炼锌地区重金属对植物污染的初步研究

矿山开发造成的生态环境问题是一个世界性的问题，国内外许多学者对此表现出浓厚的兴趣。除矿山开发直接导致的植被破坏和耕地侵蚀等外，研究者更重视有害物质(特别是重金属)释放而导致的环境问题，特别是表生条件下矿山废弃物(矿山尾砂)的堆积，在一系列地球化学因素的作用下：如矿山尾砂的矿物成分 参考、堆积时间、厚度、气候条件及微生物（Rachel，2002）等发生风化作用，从而导致酸性矿山废水(AMD)的产生。蓄纳高浓度的重金属元素，其排放小仅对溪流、河流、湖泊水质及其沉积物产生负而影响，而且有降低土壤环境质量状况的威胁（Barbara Hohn，2005）。 贵州省赫章县是我国著名的土法炼锌集散地，地处贵州西北部，辖内煤炭资源丰富，境内的榨子厂、猫猫厂、天桥铅、锌矿(氧化矿)为“土法炼锌”提供了丰富的原料。其土法炼锌已有300多年的历史，至2000年，已有1000多个土法炼锌“马槽炉”的规模。炼锌中产生的黑色烟尘不仅使周围山坡寸草不生，山坡上、河道边到处倾倒着废渣，而且使许多早作地荒耕。本文试图以该地的土法炼锌为研究对象，探讨土法炼锌中产生的烟尘和废弃物对附近土壤和沉积物的环境影响。 1.1矿山开发中的生态环境影响 矿山的开采在很大程度上改变了矿山原有的环境。矿山开采耗费大量的土地资源，开采后破坏的土地，丧失原有的自然生态系统；废弃物堆置场是周围环境的严重污染源。矿山按其产品性质分类，有冶金矿山(黑色金属、有色金属、稀土元素、放射性元素等)和非金属矿山(煤矿、石料、陶土等)；按其开采方式分类，有露天开采矿山和地下开采矿山。不同性质的矿山和不同的开采方式，其对生态环境破坏的过程和特征有很大差异。 矿山开采引起的生态破坏，主要由以下三个过程导致：(1)开采活动对土地的直接破坏，如露天开采会直接毁坏地表土层和植被，地下开采会导致地层塌陷，从而引起土地和植被的破坏：(2)矿山开采过程中的废弃物(如尾矿、矸石等) 需要大面积的堆置场地，从而导致大量占用土地和对堆置场原有生态系统的破坏；(3)矿山废弃物中的毒性成分，可通过径流和大气飘尘，影响周围的土地、水域和大气质量（Ivanova，2001）。 在生态系统层次上，上述三个过程对采矿地区生态的破坏具有三个特征：(1)景观破坏，主要指对地貌的影响；(2)环境质量退化，对所在地区土质、水质，甚至大气质量的影响；(3)生物多样性退化，对原有生物群落的摧毁，及对当地现有生物群落的严重破坏甚至摧毁。 通常，金属矿山引起的环境质量退化以及由此导致的生物多样性退化要比非金属矿山更严重；露天开采的矿山引起的景观破坏和生物多样性退化，要比地下开采的矿山更严重。矿山开发的生态环境影响突出表现在以下几下方面： 1土地的占用与破坏 矿山开采后，将会产出大量的废石、排土和尾砂，例如露天开采1吨矿石通常削离5-10 t覆盖的岩土，堆存它们将需占用大量的土地。据报道美国的明尼苏达州北部，由于大型露天磁铁矿近半世纪的大量开采，致使当地土壤质地退化，如不进行有效的治理将有沙漠化的危险（Othman，1996）。矿区的建设也将不可避免地改变地形、自然景观和植被状况等。土地破坏的后果是：水土流失加剧，淤塞污染水体，增加扬尘，严重影响生态环境。另外，尾矿坝、废石堆场设置不当或管理不严，会造成严重的滑坡或泥石流事故，使大面积的土地受到破坏，造成水体污染，危及人身和财产的安全。 2水体污染 矿山开采后的废石堆成尾矿库若不妥善处理，可能会成为地下水污染源。废矿堆、尾矿库长期处在氧化、风蚀、溶滤过程中，其中的有毒矿物成份或有害物质可以随水转入地下、地表水体和农田、土壤之中，造成地下、地表水体受到化学污染。 采矿工业用水远远小于选矿工业的用水量，但不论是采矿还是选矿，若不注意处理其废水，会造成严重的后果。据报道，由于采矿对水体的污染，使美国长达20600km的水域和449个天然和人工湖泊不再适于养鱼（Antonio Simonetti，2000）；在国内也不乏其例，如攀枝花选矿厂（曾清如，1997）有部分尾矿废水排入金沙江，对其造成长期的严重污染。又如东鞍山矿（张宝贵，2002）由于外排废水中含有大量的细粒级悬浮物，使杨柳河的河水呈红色，不仅妨碍水生生物的生长，还影响农业灌溉，成为鞍山地区的一大公害。此外开采硫化矿床时，由于伴生的低品位黄铁矿，在自然堆放过程中，经风化、雨水浸蚀可产生有害酸性水。在我国冶金矿山中因酸性水污染造成的危害是十分严重的，如南山铁矿（许步信，1996）的酸性水波及周围1万hm2农田和渔业生产，多年来共赔偿农业损失费累计约百万元。此外，各金属矿山的外排水中浮悬药剂的污染、硝基苯的污染以及其它重金属的污染也屡见不鲜（Sastre，2002）。 井巷开掘、矿床排水疏干所形成的降压漏斗的水力影响半径有时可达数十公里，可能造成区域性水文环境的破坏，使农牧业缺水受损。另外，疏干碳酸盐围岩含水层之后，其岩溶和溶洞会成为地面塌陷下沉，地面设施被破坏的隐患；而当塌陷区或井巷地表贮水体存在水力的沟通时，则会酿成淹没矿井的重大事故；当岩层疏干影响的设计计划不周时，还可导致露天边坡、台阶的滑动和变形，从而出现相应的灾害后果（李小玉，2004） 3大气污染 在矿山生产中，氧化、风蚀作用可使废石堆场、尾矿库形成一个周期性的尘暴源。此外矿石破碎、筛分和选矿等工序也是主要尘源。矿山对大气的污染还包括公路运输过程中形成的大量扬尘。粉尘污染是冶金矿山生产过程中的一种主要污染类型。在我国，由于矿山粉尘污染而使矿区农牧业受害的情况较多。矿山开发引起的环境生态问题是全球性的问题，越来越受到科学界的关注，己成为环境地球化学研究的一个重要领域。随着对矿产资源需求的不断扩大，矿山废物的排放量大幅度增加，环境生态的恢复难度也在不断增大，因此，在科学界关注的同时，政府也要采取一定的措施来给予支持和提供方便（王文，2003）。 1.2矿区重金属污染研究 1.2.1重金属概念及环境化学行为 通常把密度大于5的金属称为重金属，如隔、铬、铜、镍、铅、锌等，砷虽然不属于金属，但由于对环境的影响与重金属类似，通常也称其为重金属。矿产开采过程中所引起的环境问题较多，特别是土壤的重金属污染（Ahmed，1998）。有害重金属通过各种途径进入土壤，不易随水淋溶，微生物难以降解，植物对其有明显的生物富集作用，影响农作物的品质和产量。土壤污染有较长的潜伏期，具有隐蔽性、不可逆性、普遍性、表聚性等特征（Isabelle，2001） 重金属是一类典型的环境污染物，在自然条件下，除了局部范围重金属含量较高之外，一般土壤中有害重金属含量都小于构成污染的临界值。由于受人类生产活动的影响，例如，农业增产措施如农药、化肥的不断使用，加之工业废水、废气、城市生活垃圾、污水及污泥与畜禽粪便等排入环境，都不断污染土壤，使重金属等在环境中的积累不断积聚。特别是最近几十年来，由于土壤环境中污染物含量不断提高，重金属污染问题已经引起学术界、政府和公众的广泛关注。 1.2.2环境中重金属的来源 重金属可以通过废水、废渣的排放，空气悬浮物的携带与运输，水体中的细微尾矿砂颗粒物的运移，食物链的传递等不同途径来引起环境的污染。污染源有以下几个方面： 工业污染源，尤其是基础工业，特别是采矿和冶炼业是向环境中释放重金属的主要污染源。如20世纪60年代，在日本的富山县神通川流域，由于铅锌冶炼厂排放的含锅废水污染水稻田，居民长期食用含偏稻米和饮用含锅水而造成锅中毒，锅进入人体后破坏人体的骨骼系统，使骨质变脆易折，也就是所谓的“骨痛病（Lorenzo，2000）。 生活污染源，主要是生活垃圾，其中含有的重金属能渗到土壤中，影响到地表水和地下水的质量，生活废水中的有机物可以吸收重金属，用这些水灌溉也可导致土壤污染。 农业污染源，主要来自厩肥、污泥、化肥、农药等，有害成分为其释放的重金属，污染物质主要集中于表层或耕层，它的分布比较广泛。污染物的种类和污染的轻重程度与土地的利用方式和耕作制度有关。 交通污染源，主要为含铅汽油的使用，使机动车排放的尾气污染大气。 自然污染源，土壤母质中的重金属本身含量高，还有火山喷发造成的土壤污染。 就矿区来说，以工业污染源为主，其它次之。 1.2.3环境中重金属的危害 尾矿、矿渣是采矿区土壤重金属的主要来源之一。当这些矿山固体垃圾从地下搬运到地表后，由于所处环境的改变，在自然条件下，极易发生风化作用(物理、化学和生物作用)，使大量有毒有害的重金属元素释放出来进入到土壤和水体中，给采矿区及周围环境带来严重的污染。 在雨水等的作用下，地下水和地表水都会受到不同程度的重金属污染。目前世界上受高砷饮水危害的国家和地区包括孟加拉国、印度恒河流域、阿根廷、智利、墨西哥、泰国、美国和中国的台湾、内蒙、山西部分地区。孟加拉国受砷危害人口有35-77百万人，占该国总人口(125百万)的一大半，几十年来联合国投入了大量财力物力进行治理，但收效甚微（Kovalchuk，1996）。有300多年开采历史的我国湖南石门雄黄矿，发生了严重的砷污染，河水砷含量达0.5－14.5 mg•L－1，居民头发砷含量为0.972-2.459ug•L-1。以河水为饮用水源的居民的砷暴露水平达到甚至超过国内外重大慢性砷中毒案例的暴露水平。 有毒气体的排放无疑会直接污染大气。如1996年玻利维亚波托西的波尔科矿山的一座铅锌尾矿坝倒塌，致使大约235，000 t有毒尾矿泥浆(包括砷、氰化物、铅和锌等有害成分)排入皮科马约河的一条支流阿瓜卡斯蒂利亚河中，导致饮用该河水和食用该河水中鱼的3名儿童死亡，其毒性影响到800km的巴拉圭一阿根廷的查科(salomons，1995)。另外，巴西亚马逊河流域附近，约17000km，的大范围金矿开采过程中，汞作为重要提金试剂，易形成合金金齐汞，直接释放进入大气，且向大气的释放量远比向河流和土壤的释放量高，占总释放量的65%-83%( salomons，1995)，对人体危害十分严重。西班牙某重金属冶炼厂尾砂坝的倒塌，使得随后的土地开发过程中大气可吸入颗粒中铜和锰的含量增加了17~36％和59一70％（Querol，2000）。 重金属在土壤中的聚集引起的危害更为严重。其进入土壤后，一方面可在植物体中累积，并通过食物链最终转移到人体内，危害人群健康，致畸致癌；另一方面，还可能导致地下水污染，超过一定限度就会危害生态系统，如上述所说的水体和大气的污染。由于重金属污染的范围广，持续时间长，又不易在生物物质循环和能量交换中分解，所以污染土壤的修复与治理迫在眉睫，也是科学界比较关注的问题之一。就世界范围来看，全世界每年平均排放汞115万t，锰1500万t，铜340万t，铅500万t，镍100万（Jane vacalet，1999）。据估计，我国仅重金属污染的耕地面积就达2000万ha，约占耕地总面积的115 ，每年因土壤污染而减产粮食1000万t；另外还有1200万t粮食重金属超标，二者的直接经济损失达200多亿元（陈同斌，1999）。在金属成矿区周围的自然扩散区域内，环境中一般含有较高浓度的重金属，加上开矿过程中的废矿水和尾矿砂，常造成严重的重金属污染问题。据报道，湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕区域内的环境污染是以铅、锌、镉、砷为主的多金属污染复合体，水体内的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体，且该区域内作物中的铅、镉残留很高（曾清如，1994）。 土壤中重金属的超标同时也会使农作物和其它生物受到危害。杨居荣（1992）发现耐福的甜菜与胡萝卜在对营养元素的吸收上呈现两种不同的特征，即耐镐的甜菜往往对钙、镁、锌、铁元素的吸收量大，而胡萝卜则相反。土壤中锌/锅比例增大可显著地降低菠菜含镉量（宋菲，1996）。己有证据表明，铜矿的冶炼可以增加周围农业系统中的铜含量，使冶炼厂周围紫花首稽和柏树叶片中的铜含量明显增加。华南某矿区周围农田土壤中锌含量达690~4000 mg.kg－1；华北某污灌区土壤中锌含量超过1500 mg•kg－1，长期施用污泥的土壤中锌含量达370－470 mg•kg－1，受汞污染的面积达3.2 × 104 ha，每年生产汞米1.95×105吨。沈阳张士灌区和江西大余县等地区的粮食己经遭受严重的锡污染，其含镉量己经超过诱发“痛痛病”的标准。龙育堂等（1994）研究芝麻对稻田汞净化效果，结果表明：土壤含汞量在5－130 mg•kg－1，范围内，汞对芝麻产量和品质仍未造成显著影响；改种芝麻，土壤汞的年净化率高达41%，土壤的自净恢复年限比种植水稻缩短。食物链中重金属的高度富集最终将威胁到人类健康。

贵州红枫湖汞的生物地球化学循环

上世纪八十年代，科学家们发现在北美和北欧一些远离汞污染源的湖泊中，某些鱼汞含量远远超过了世界卫生组织建议的食用水产品汞含量标准，这一现象引起了人们对水环境系统中汞的生物地球化学循环的极大关注。因此本论文对贵州红枫湖和加拿大安大略省3个小湖中汞的形态与分布特征进行了详细的研究，并对红枫湖整个汞的生物地球化学循环做了较为完整深入的探讨。本论文主要包括以下4方面的研究内容：（1）沉积物甲基汞分析方法的建立；（2）红枫湖水体、沉积物、鱼体中各种汞形态的含量、分布特征以及水体富营养化对其影响的研究；（3）红枫湖汞形态转化、输入输出通量及其质量平衡的估算；（4）红枫湖的对比研究点—加拿大安大略省的Mary、St. George和Philips湖中不同形态汞分布特征的初步研究。通过本论文的研究，得出以下主要结论： 1. 建立了硝酸和硫酸铜溶液浸提，CH2Cl2萃取并结合水相乙基化和GC-CVAFS测定沉积物及土壤中甲基汞的方法。该方法平均回收率为 97.8%，相对标准偏差≤10.2%，方法检出限为0.6pg/g，具有所需试剂少、不用连续萃取、简捷易行、回收率高以及精密度好等特点。 2． 2004年红枫湖湖水总汞浓度在2.5-14 ng/L之间，平均值为6.9 ng/L；溶解态汞浓度范围在1.2-8.0 ng/L之间，平均为3.9 ng/L。不管是红枫湖水体汞浓度的空间分布，还是季节变化都严重受到人为污染源的干扰。湖水汞在颗粒态和溶解态之间的分配，主要受内源有机质以及氧化还原条件的影响。2004年春季后五由于水华现象大量繁殖的藻类，吸附了大量的汞，从而改变了汞在水库中的分配和迁移。这些藻类的生长对水体中溶解气态汞浓度分布也有显著的影响。湖水中活性汞分布特征主要受Hg2+的光致还原过程、Hg2+的甲基化过程以及人为源的输入等过程控制。 3. 红枫湖夏季下层滞水带中，甲基汞含量显著升高，特别是在后五缺氧层，最高值达0.92ng/L。夏季总甲基汞和溶解态甲基汞在水体剖面上的分布表明：在富营养化较严重的后五，水体中升高的甲基汞主要来自水体中汞的甲基化过程；而在富营养化特征不明显的大坝，水体中升高的甲基汞主要来自沉积物甲基汞的释放。红枫湖水体中各种汞形态的分布特征表明，富营养化对汞的迁移转化影响显著，尤其是汞的甲基化过程。水体富营养化为汞的甲基化提供了有利条件，给水生生态环境及人体健康带来了潜在的威胁。 4. 红枫湖沉积物总汞浓度为0.392 ± 0.070 μg/g，高于世界其它背景区汞浓度，也高于处于同一流域的乌江渡水库和东风水库，表明红枫湖受到了一定程度的汞污染。两个采样点总汞无明显的季节变化，但其剖面分布都有在上层富集的趋势。沉积物甲基汞浓度的季节变化和剖面最大峰值分布，主要受氧化还原带的季节性迁移所控制。沉积物甲基汞浓度在春季最高，其余季节则没有明显差异，甲基汞峰值出现在表层0～8cm以内，与红枫湖沉积物中硫酸盐还原菌活动区域一致。 5. 红枫湖总汞在孔隙水中的浓度及在固/液之间的分配系数主要和温度有关，与沉积物中总汞相关性不大，而孔隙水中甲基汞浓度则和沉积物甲基汞浓度存在着极显著的相关性（r=0.70, p<0.001）。沉积物和孔隙水甲基汞浓度除受到固/液分配系数影响外，主要还受到甲基汞产生过程控制。 6. 由于本次研究所采集的鱼类多为红枫湖人工饲养鱼，生长速度快，食物链短，故总汞含量（32ng/g）和甲基汞含量(12ng/g)都远远低于国家食用标准。汞含量在不同鱼种中的分布趋势为：肉食性鱼类>杂食性鱼类>草食性鱼类，这表明鱼体中汞含量主要和鱼的摄食习惯有关。 7． 红枫湖总汞质量平衡模型的估算结果表明，红枫湖水体中汞的总源为30066 g.a-1，总汇为31010g.a-1。水体中总汞最大的源来自于河流输入（82%），而最大的汇是水体颗粒态汞的沉降（78%）。甲基汞质量平衡模型的估算结果表明河流输出是水体甲基汞一个重要的汇，占总汇的45%, 比河流输入占总源的比例高30%，表明水库是下游水体甲基汞的源。 8. 红枫湖汞在水-沉积物界面的迁移通量表明，沉积物是水体中汞和甲基汞一个巨大的汇，而沉积物对上覆水体总汞和甲基汞的贡献却很有限。红枫湖汞在水-气界面的迁移通量表明，大气汞沉降特别是干沉降是红枫湖水体总汞一个重要的污染源，其对红枫湖汞的贡献远大于水体向大气释放的汞，大气沉降每年向红枫湖净贡献汞量为3364 g.a-1。 9. 在对比研究的湖泊中，水体中甲基汞的剖面分布表明，斜温层颗粒态甲基汞的沉降、沉积物甲基汞的释放以及水体汞的甲基化过程都是下层水体高甲基汞的重要来源。在这些湖泊中近代汞的沉积通量为22.1 μg m-2 a-1，远低于红枫湖中汞的沉积通量（714 μg m-2 a-1）。与红枫湖以及一些典型的沉积物甲基汞的垂直剖面分布相比，这些小湖中甲基汞的产生不仅发生在沉积物表层，在较深的沉积物中可能也有汞的甲基化过程，而且这个过程和有机质的含量密切相关。

Optimization and parameter study for chiral separation by capillary electrophoresis

Orthogonal design and uniform design were used for the optimization of separation of enantiomers using 2,6-di-O-methyl-beta-cyclodextrin (DM-beta-CD) as a chiral selector by capillary zone electrophoresis, The concentration of DM-beta-CD, buffer pH, running voltage, and capillary temperature were selected as variable parameters, their different effects on peak resolution were studied by the design methods. It was concluded that orthogonal design offers a rapid and efficient means for testing the importance of individual parameters and for determining the optimum operating conditions. However, for a large number of both factors and levels, uniform design is more efficient, The effect of addition of methanol and citric acid buffer on the separation of enantiomers was also examined.