钻井废水可生化性研究及处理技术探索

钻井废水是油气井开采钻探过程中产生的废水，钻井废水成分复杂，有机物浓度高、色度高、悬浮物浓度高，水质变化大，排放点分散，不经处理排放会污染环境，破坏生态。随着石油工业的不断发展和国家环保法律法规的日益严格，钻井废水的治理也越来越受到重视。如何采用经济有效的方法处理废弃钻井液，对油气井开采业的可持续发展具有重要意义。本论文以遂宁磨153 井的钻井废水为主要研究对象，在对废水进行絮凝沉降预处理和生物法处理探索的基础上，针对钻井废水可生化性差的特点，采用水解酸化和Fenton 试剂改善钻井废水的可生化性，对反应过程进行了比较详细的考察，对可生化性改善的机理进行了探索。主要研究结论如下：1 用PFS 和PAC 配制的混合混凝剂对钻井废水COD 的去除效果比较显著，在最佳条件下COD 的去除率可达75%，且絮体沉降速度较快，出水pH 保持中性；2 水解酸化法处理钻井废水可显著改善废水的可生化性。经48 小时水解酸化处理，钻井废水的理论BOD5可提高约22 倍，表观BOD5/COD值由0.004 提高到0.034。用接触氧化反应器处理经水解酸化处理后的废水，处理效果比较稳定，COD平均去除率达35.5%；3 研究了Fenton反应中各影响因子对废水COD去除率、BOD5/COD的影响并分析其作用机制，确定了最佳条件：初始pH为4.0，H2O2/Fe2+(摩尔浓度比)为20，H2O2/COD（质量浓度比）为1，反应时间为2 个小时。此条件下，废水的COD去除率约为40%，BOD5/COD值从0.002～0.003 提高至0.15～0.2，可生化性得到很大提高。本论文的主要创新点在于：1 以成分复杂、水质变化大的气井钻井废水为研究对象，从理论BOD 和表观BOD 两方面对水解酸化过程中废水可生化性的变化进行了分析；2 对Fenton 试剂改善钻井废水可生化性的过程、主要影响因素进行了比较详细的考察。本论文的研究成果，可为生物法处理钻井废水的深入研究提供理论依据。Drilling wastewater is produced in the process of oil-gas well drilling,because of its complicated composition, high concentrate of organic compound andsuspended solid, high chroma, levity of water quality and decentralization ofdischarge point, it pollutes environment seriously if discharged without treatment.With the development of petroleum industry and the issuing of more strict laws forenvironmental protection, it has been paid more and more attention on drillingwastewater treatment. It is of great importance for the sustainable development ofoil-gas well drilling to treat drilling wastewater by economical and effective methods.In this paper, drilling wastewater of Mo No.153 well in Suining was studied asthe main object. On the basis of research on pre-treatment with flocculant andbiological treatment, and according to the character of poor biodegradability, thedrilling wastewater was treated by hydrolytic acidification and Fenton’s reagent toimprove its biodegradability. The process and mechanism of biodegradabilitychanging were investigated. The primary conclusions are:1 It is effective to treat drilling wastewater with mixing PFS and PAC asflocculant. The removal rates of COD came up to 75% under optimal conditions, thesedimentation rate of flocculation is rapid, and the pH value of treated water remainedneutral;2 The biodegradability of drilling wastewater was highly improved afterhydrolytic acidification process. The theoretic BOD5 of drilling wastewater increasedby 22 times and its detected BOD5/COD ratio increased from 0.004 to 0.034 afterhydrolytic acidification for 48 hours. The wastewater after hydrolytic acidificationwas treated by biological contact oxidation reactor. Stable treatment performance was achieved, and the average removal rates of COD came up to 35.5%;3 The effects of various affection factors on the removal efficiency of COD andBOD5/COD radio in treating drilling wastewater by Fenton’s reagent wereinvestigated and the mechanism was analyzed. The optimal conditions were: initialpH of solution was 4.0, the molar ratio of H2O2 and Fe2+ was 20, the concentrationratio of H2O2 and COD was 1 and the reaction time was 120 min. Under the aboveconditions, the removal efficiency was about 40% and the ratio of BOD5 and CODincreased from 0.002 ¡« 0.003 to 0.15 ¡« 0.2. The biodegradability of drillingwastewater was greatly improved.The innovations of this thesis are:1 The drilling wastewater was taken as the research object which hascomplicated composition and variational water quality, and the changes ofbiodegradability were analyzed from theoretic BOD and detected BOD aspects duringhydrolytic acidification process;2 The biodegradability changing process and primary affection factors of drillingwastewater treating by Fenton’s reagent were investigated.The results of this study could provide theoretic foundation for further researchon biological treatment of drilling wastewater.

Kinetic study on the photo-catalytic degradation of pyridine in TiO2 suspension systems

It has been generally agreed that pyridine can be effectively mineralized in aerated TiO2 slurries using near-UV irradiation. The knowledge on the kinetics of the system possesses both practical and theoretical values. The present study, on the base of Langmuir-Hinshewood mechanism, illustrates a pseudo first-order kinetic model of the degradation with the limiting rate constant of 3.004 mg l(-1) min(-1) and equilibrium adsorption constant 2.763 x 10(-2) l mg(-1), respectively. The degradation efficiency in alkali is a little higher than that in acid with a minimum at about pH = 5, which is explained by the formation of acid-pyridine in acidic surrounding together with the amphoteric nature of the TiO2 surface. The promotion of H2O2 on the photo-degradation ties in its supplying proper amount of (OH)-O-. radicals for the inducement stage before surface redox reactions. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Calibration of an audio-frequency ion trap mass spectrometer

A method for calibration of an audio-frequency (AF) ion trap mass spectrometer is described. The method is proposed to surmount the obstacle that there is a lack of a proper calibrant for mass spectrometers in the mass-to-charge ratio (m/z) range of 10(6) to 10(10). To calibrate such mass spectra, we determine the point of ejection, q(eject), on the stability diagram of the ion trap operated in a mass-selective axial instability mode. This is accomplished by measuring the radial secular frequencies (and therefore, the m/z value) of a single trapped particle using a light scattering method, followed by monitoring the action of particle ejection in real time to obtain the q(eject). A delayed ejection with q(eject) = 0.949 +/- 0.004 is found at a trap driving frequency of Ohm/2pi = 200-600Hz. Theoretical analysis for the origin of the delayed ejection indicates that the delay is predominantly resulted from the existence of multipole components in the fields due to trap imperfections. Inclusion of -3% of the octopole with respect to the basic quadrupole field can satisfactorily account for our observations. An m/z accuracy approaching 0.1% is attainable after proper calibration of the AF ion trap mass spectrometer. (Int J Mass Spectrom 214 (2002) 63-73) (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

吗啡给药及戒断期间大鼠眶额叶脑区功能活动特征户外环境下自由活动猕猴顶叶及海马神经元单位放电的胞外记录方法

已有的研究表明，眶额叶在解剖上与现在已知的药物滥用相关的脑区是紧密联系在一起的。例如，眶额叶在药物滥用和强迫性重复行为中起作用，且随着脑成像技术的应用，越来越多的证据表明眶额叶参与了药物滥用。但是我们并不了解在阿片给药和戒断期间眶额叶脑区活动是如何变化的。因此，我们在实验中采用了Mn2+增强的核磁共振成像（Manganese-enhanced magnetic resonance　imaging，MEMRI，4.7T）技术和脑电（EEG）记录的方法，以研究大鼠眶额叶在给与阿片类药物（盐酸吗啡）以及戒断过程中的动态变化。 MEMRI是一种近年才发展起来的新型技术。研究表明，Mn2+是Ca2+的类似物，可以通过Ca2+通道进入兴奋性的神经元里面并结合到胞内的蛋白质和核酸上的Ca2+和Mg2+结合位点上 (MILDVAN and COHN, 1963; EISINGER et al., 1965)。另外，Mn2+的顺磁性也为它成为核磁共振成像的造影剂提供了前提条件。可是成功应用MEMRI的前提就是要在适当的时间把合适剂量的Mn2+传递到靶点上。因此，Mn2+在注射到靶点后，是否能够在有效的时间内反映大脑活动的变化就成为一个非常重要并且在技术上较为棘手的问题。在给实验大鼠脑区微量注射Mn2+（80mMol/L，200nl）的同时，通过微量注射兴奋性神经递质谷氨酸（Glu 0.5mM/L）或抑制性递质γ-aminobutyric acid（GABA 0.5M/L）以改变靶点神经元兴奋性的方法，检测Mn2+能否反映脑区的活动变化。另外，我们随机选取实验动物，分别在注射Mn2+ 3小时、5小时和8小时后对三组大鼠（n=5）进行10％福尔马林灌流，并且通过观察大鼠眶额叶脑区Mn2+强度的变化来研究最佳的灌流时间。我们的实验结果表明，Mn2++Glu组的右侧脑区/左侧脑区的Mn2+亮度比Mn2+空白对照组增加了20％（p=0.016, student t-test, *p <0.05），也远大于Mn2++GABA组（p=0.047, *p<0.05）。结果表明，当神经元被兴奋的时候，较多的Mn2+可以通过Ca2+通道进入兴奋的神经元内，使得Mn2+的成像亮度增加。由于Mn2+成像亮度的增加可以反映神经元的兴奋活动，因此可以显示出靶点区的脑活动。另外，在研究灌流时间对Mn2+亮度影响的实验中发现，注射Mn2+ 5小时后灌流得到的信噪比分别比注射Mn2+3小时（p＝0.055）和8小时（p=0.004，*p<0.05）高出24％和32％。总之，我们采用微量注射Mn2+（80mM/L,200nl）后5小时用10%福尔马林心脏灌流的方法获得了较好的结果。另外在试验中我们首先观测了大鼠吗啡戒断后的行为学指标和检测大鼠戒断后条件化位置偏好的程度。实验结果表明大鼠可以建立非常明显的条件化位置偏好，但在湿狗抖等行为学指标上无明显症状。这说明大鼠对于吗啡(10mg/kg, 一天两次，持续12天)形成了明显的心理依赖而无明显的生理依赖。此外，MEMRI的结果表明，在吗啡给药的第1天和第6天，大鼠眶额叶的Mn2+强度与空白对照组相比有显著的降低( one-way ANOVA, Post Hoc Dunnett’s C Tests), F (6,28)=7.242, P<0.001)；而在戒断第3天又恢复到正常水平，在戒断第5天和第7天Mn2+强度跟空白对照组相比没有显著性差别(one-way ANOVA, *p<0.05)。脑电（EEG）的结果表明，急性吗啡诱导的gamma波段的EEG显著降低(Two-way ANOVA, F(1,10)=13.626,p=0.006)。然而在戒断第1天gamma波段的EEG与空白对照组相比是增加的。在戒断第3天和戒断第5天，gamma波段的EEG与空白对照组相比也有显著性增强。以上研究结果表明：大鼠眶额叶脑区的动态变化与整个吗啡给药和戒断过程是密切相关的；此外，MEMRI在探讨药物滥用以及成瘾等机制上有很大的应用前景。

The crystal structure and drawing-induced polymorphism in poly(aryl ether ketone)s .2. Poly(ether ether ketone ketone), PEEKK

The crystal structure, morphology and polymorphism induced by uniaxial drawing of poly(ether ether ketone ketone) [PEEKK] have been studied by transmission electron microscopy (TEM), electron diffraction (ED) and wide angle X-ray diffraction (WAXD). On the basis of WAXD and ED patterns,the crystal structure of unoriented PEEKK is determined to have two-chain orthorhombic packing with unit cell parameters of a 0.772 nm, b = 0.600 nm, c = 1.004 nm (form I), A stress-induced crystal modification (form II) is identified and found to possess a two-chain orthorhombic lattice with unit cell dimensions of a = 0.461 nm, b = 1.074 nm, c = 1.080 nm. The 7.5% increase in c-axis dimension for form II is attributed to an overextended chain conformation, arising from extensional deformation during uniaxial drawing and fixed ''in-situ'' through strain-induced crystallization. The average ether-ketone bridge bond angles in form II crystal are determined to be 148.9 degrees by using standard bond lengths. The crystal morphology of PEEKK bears a great similarity to that of PEEK. The crystals grow in the form of spherulites and have the b-axis of unit cell radial. The effects of draw rate on strain-induced crystallization and induction of form II structure are also discussed.

Synthesis and structure of 1:1 complex of ethylphenyltin dichloride with N-4-methoxyphenyl-2-hydroxynaphthylideneimine

A novel organotin complex, EtPhSnCl(2) . 2HOC(10)H(6)CH = NC6H1OCH3 was synthesized, and its crystal structure was determined by X-ray diffraction method. The crystal is triclinic, belonging to space group, with unit cell parameters a = 1.150 8(5) nm, b = 1. 153 1(5) gm, c = 1. 004 6 (3) nm, alpha = 94. 15 (3)degrees, beta = 115.47 (3)degrees, r = 85. 94 (4)degrees, V = 1199 7(1) nm(3), Z=2, D-c=1.68 g/cm(3), mu=13. 20 cm(-1), F(000)=618 for 4 131 reflections tions. R=0. 047, R(w)=0. 047. The ligand coordinates to tin atom via phenolic oxygen atom. The complex has a distored trigonal bipyramidal structure, the phenolic oxygen atom of the ligand and one of two chlorine atoms occupy the axial position. The distance between noncoodinated nitrogen atom with phenolic oxygen atom is 0. 257 4 nm, which indicates that the intramolecular hydrogen bond of Schiff base ligand is retained in the complex.

贝藻混养系统中贝类食物来源的定量分析

应用稳定碳、氮同位素比值法和脂肪酸标志分析法，较为系统地研究了贝藻混养系统中滤食性贝类的食物来源，评估了大型藻类对混养系统及滤食性贝类的物质贡献。主要研究结果如下： 1.综述了典型生态系统中大型藻类和滤食性贝类各自的生态学地位和作用，大型藻类与滤食性贝类不仅在水体营养盐方面存在互利关系，二者在物质循环与收支方面同样具有耦合性，大型藻类提供的颗粒态有机质可以为滤食性贝类提供饵料来源。 2.总结了稳定同位素比值法和脂肪酸标志法在海洋生态系统食物来源及食物网分析中的应用，并建立了两种方法的具体操作规程。 3.分析了栉孔扇贝Chlamys farreri和海带Laminaria japonica混养系统中海带碎屑形成及释放不同阶段的生态学特征，评估了碎屑对扇贝的饵料贡献。海带在6周内释放了自身约27％的碳；碎屑形成及释放过程中C:N比值显著下降，同时伴随着旺盛的细菌降解，碎屑中也发现有大量硅藻类和原生动物存在。稳定同位素分析证实海带碎屑是混养期间扇贝的主要食物来源。 4.查明了春季胶州湾潮间带自然分布的长牡蛎Crassostrea gigas、紫贻贝Mytilus galloprovincialis和湾内浅海筏式养殖栉孔扇贝的可能食物来源。湾内栉孔扇贝饵料组成中浮游硅藻类为最主要部分，同时混杂有陆源有机质和细菌类物质；潮间带自然生长的牡蛎和贻贝饵料组成中，浮游植物占86.2-89.0％，种类组成中除硅藻外还包括一定比例的金藻和甲藻类；潮间带繁盛的孔石莼Ulva pertusa藻床为两种贝类提供了8.7-11.0％的补充食物来源。 5.揭示了桑沟湾贝藻混养海区春、夏季栉孔扇贝饵料来源组成情况及其季节变化，评估了海带养殖区碎屑碳量季节变化及海带来源碳对扇贝组织碳的贡献。结果表明，湾内贝藻混养区碎屑碳量为75.52-265.19 μg l-1，其在水体总颗粒态有机碳中的比例为25.6-73.8％。海带来源碎屑碳对栉孔扇贝组织碳的贡献比例为14.1-42.8％，且与水体碎屑碳比例的季节变化存在极显著相关性(F=0.992, P=0.004)。5月份湾外海带养殖区水体碎屑碳量为110.12-144.71 μg l-1，显著高于湾内无海带区（75.52 μg l-1），湾外养殖的扇贝组织中海带来源碳比例为22.0-24.1％，显著高于湾内单养区扇贝（9.6％）。估算结果表明，桑沟湾每年收获的6967吨（总湿重）栉孔扇贝中，海带提供了约57.1吨碳，换算为海带干物质为219.6吨。脂肪酸标志分析结果表明，2月份至8月份硅藻类在扇贝饵料组成中比例逐渐下降，而细菌类比例逐渐升高。整个采样期间，EPA/DHA比例较低，说明扇贝饵料组成中可能包括高DHA含量的组分。

软甲纲动物和星虫动物线粒体基因组特征及分子进化研究

在过去的几十年间，利用线粒体基因组序列探讨后生动物深层次的系统发育关系已取得初步进展。这主要得益于，线粒体基因组与其它分子标记相比具备诸多优势。迄今为止，超过1,200个后生动物的线粒体基因组已被测定，然而所获得的数据分布极不均衡。 软甲纲历来是甲壳动物分类学和系统发育学研究的重要类群，在形态学特征和分子生物学各方面取得广泛的发展。尽管软甲纲本身作为单系群已得到大多数甲壳动物学家认可，但是软甲纲内部各个类群之间的系统发育关系迄今仍颇有争议。本文报道了凡纳滨对虾Litopenaeus vannamei、中国明对虾Fenneropenaeus chinensis、脊尾白虾Exopalaemon carinicauda、太平洋磷虾Euphausia pacifica和采自南极普里兹湾南极磷虾Euphausia superba的线粒体基因组，其长度分别为15,989 bp、16,004 bp、15,730 bp、16,898 bp和15,498 bp以上（部分非编码区没有测定）。 本研究发现凡纳滨对虾、中国明对虾、脊尾白虾和太平洋磷虾的线粒体基因组包含后生动物线粒体基因组典型的基因组成（13个蛋白质编码基因、22个转运RNA、2个核糖体RNA和一个非编码的AT富含区）；然而，南极磷虾与后生动物线粒体基因组典型的基因组成相比，存在1个trnN基因的重复。与泛甲壳动物线粒体基因组的原始排列相比，凡纳滨对虾和中国明对虾线粒体基因组的基因排列完全一致；脊尾白虾的线粒体基因组发生罕见的trnP和trnH易位，从而说明在真虾下目中线粒体基因组的基因排列并不保守；太平洋磷虾线粒体基因组的基因排列出现3个转运RNA的重排 （trnL1、trnL2和trnW）；南极磷虾线粒体基因组的基因排列除了出现太平洋磷虾具有的这3个转运RNA重排之外，还有1个trnN的重复和1个trnI基因的重排。另外，在太平洋磷虾线粒体基因组最大的非编码区中存在一个154 bp×4.7的串连重复区域，如此大片段的串联重复区域（>150 bp）在软甲纲动物线粒体基因组中是首次报道。 目前所获得的线粒体基因组数据强有力地支持口足目、对虾科、真虾下目和短尾下目为单系群。通过比较基因排列及蛋白质编码基因核苷酸和氨基酸序列的系统发育分析得知真虾类和龙虾类为腹胚亚目的原始类群，并支持“（（Penaeus＋Fenneropenaeus）＋Litopenaeus）＋Marsupenaeus”的系统发育关系。此外，线粒体基因组的数据也强有力地支持磷虾目为单系群。但对于磷虾目在软甲纲中的分类地位及与其它类群的系统发育关系存在一些分歧：基于蛋白质编码基因核苷酸和氨基酸数据的贝叶斯分析强有力地支持磷虾目和十足目近缘，这个结果和传统的分类系统完全一致；然而，基于核苷酸序列的邻接法、氨基酸序列的邻接法和最大似然法均强有力地支持磷虾类和对虾类亲缘关系较近，从而破坏了十足目的单系性，与传统的认识并不一致，但由于自展值的支持率非常高，所以深层次的分析需要进一步加强。 星虫动物属于海洋生物中的一个小门类，自1555年被记载以来，其在后生动物中的分类地位就备受争议。本研究测定了星虫动物门的第一条线粒体基因组：革囊星虫Phascolosoma esculenta的线粒体基因组，全长为15,494 bp，包含13个蛋白质编码基因、22个转运RNA、2个核糖体RNA和1个非编码的AT富含区，所有37个基因在同一条链上编码。与后生动物线粒体基因组的典型组成相比，存在一个trnR基因的缺失和一个trnM基因的重复。比较星虫动物和其它后生动物的线粒体基因组，可以得到以下结论：1）星虫动物和环节动物（包括螠虫动物）的线粒体基因组有相近的基因排列，而且所有基因都在同一链上编码；2）基于蛋白质编码基因的系统发育分析强有力地支持星虫动物和环节动物（包括螠虫动物）组成一个单系群，而将软体动物排除在外。因此，本研究认为以前许多星虫动物和软体动物“共享”的特征，包括发育特征和缺乏分节等，需要重新考虑。

Impact of microzooplankton and Calanus sinicus (Brodsky, 1962) on phytoplankton in the Yellow Sea during early summer

Dilution incubations and Calanus sinicus addition incubations were simultaneously conducted at five stations in the Yellow Sea in June of 2004 to evaluate the impact of microzooplankton and Calanus sinicus on phytoplankton based on the Chlorophyll a (Chl-a) levels. The Chl-a growth rates (k) ranged from 0.60-1.67 d(-1), while microzooplankton grazed the Chl-a at rates (g) of 0.29-0.62 d(t-1). The addition of C. sinicus enhanced the Chl-a growth rate (Z) by 0.004-0.037 d(-1) ind.(-1) L. C. sinicus abundance ranged from 84.1-160.9 ind. m(-3), which occupied 90.7%-99.1% of the copepod (> 500 mu m) population. The in-situ increase in phytoplankton by C. sinicus community was estimated to be 0.000 4-0.005 9 d(-1). These results showed that microzooplankton were the main grazers of phytoplankton, while C. sinicus induced a slight increase in the levels of phytoplankton.

甘肃鼢鼠左右侧胎仔数不对称性初报

解剖统计了陕西延安地区和宁夏六盘山地区雌性甘肃鼢鼠（Myospalaxcansus）左右侧子宫胎仔数信息,共获18个有效样本。平均胎仔数2.21只,其中左侧为0.61只,右侧1.61只。配对样本t检验表明,左右侧胎仔数差异极显著（P=0.004）。该研究为脊椎动物生殖系统不对称问题提供了基础信息,并为甘肃鼢鼠的防治研究提供了潜在的突破点。

太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义

在氮限制型富营养化湖泊中，沉积多磷酸盐（Poly-P）可以用来示踪营养盐磷的输入和湖泊的富营养化过程。太湖是一个典型的磷限制型富营养化湖泊，通过对太湖表层沉积物中总有机碳（TOC）、总氮（TN）、总磷（TP）、氢氧化钠可提取磷（NaOH-P）以及Poly-P 的提取分析，初步探讨了太湖营养盐磷输入的历史记录，并揭示了该湖Poly-P 的主要来源和保存机制。太湖Poly-P 的质量浓度较低，变化范围为0.004~0.065 mg·g-1。NaOH-P 占TP 组成的22%，是太湖沉积物总磷的主要组成部分之一。结果显示，在湖泊水体藻类生物量较大和NaOH-P 是沉积物TP 重要组成部分的磷限制型湖泊中，Poly-P 也是沉积物磷汇组成的一个重要部分，同时还是一个可以反映由人为磷输入增大导致湖泊富营养化程度加剧的敏感指标。

硒、锌同位素MC-ICP-MS分析方法研究及其在生物和环境样品中的应用

一定元素的同位素组成被认为是该元素特有的“指纹”，同位素组成测量是地球化学、生命科学、环境化学、地质科学和核科学等领域重要的研究手段。利用同位素技术开展生命过程，地球系统中的物理、化学、生物过程及其资源、环境与灾害效应，资源勘探，污染物溯源等方面的研究，既是该技术的前沿研究主题，也使相关领域的研究更加“精细量化”，从而在新的科学纵深揭示出更加清晰的规律。 1992年多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的问世，为同位素分析提供了一种强有力的技术手段，与传统的热电离同位素质谱相比，MC-ICP-MS具有测量速度快、操作简便、灵敏度高等优点。而且，由于等离子体源产生的高温，在理论上能测量所有的金属元素和一些非金属元素，并已很好地解决了一些高电离电位元素同位素测量的难题（如Se, Zn, Hf等），用MC-ICP-MS准确、精密测量各种元素同位素组成的方法正在逐渐得到发展和完善。目前，MC-ICP-MS比较成熟的方法主要是针对核和地质科学研究中应用较多的U, Pb, Sm, Nd, Sr, Hf, B, Li等，在硒和锌同位素测量方法学的研究还相对较少（尤其是硒），对一些测量中受各种干扰较为严重的、原子量小于80 的元素同位素的测量技术还有待进一步深入探索和研究。锌、硒元素不仅与人类健康息息相关，而且随着质谱分析技术的发展，使其在环境地球化学、生命科学等领域有着广泛的应用前景。准确测量生物、食品、环境、地质等样品中的锌、硒元素含量、各种形态及其同位素组成受到越来越多的关注。锌、硒同位素准确测量的方法学研究，不仅可以广泛应用于各相关领域，也为锌和硒同位素基、标准物质研制奠定技术基础，从而为锌、硒元素含量和同位素测量提供量值溯源保障。 本工作针对锌和硒元素同位素组成以及生物、环境等样品中成分量准确测量存在的问题，通过使用六极杆碰撞室MC-ICP-MS进行准确测量锌和硒元素同位素的技术研究，结合在化学计量研究中的长期实践及相关文献，从方法学角度和应用方面得出以下结论： 1.MC-ICP-MS仪器测量主要参数，如炬管轴向位置、载气流量、碰撞气流量、仪器稳定性等对测量结果影响很大，要获得高精度的测量结果，须优化和固定参数设置，保持仪器的稳定状态。在六极杆碰撞室MC-ICP-MS测量锌同位素时，高纯氩气碰撞气模式是较为理想的模式，64Zn/66Zn、67Zn/66Zn、68Zn/66Zn同位素丰度比测量精度达到0.002－0.008％，70Zn/66Zn 测量精度达到0.01％；在高纯氢气和氩气碰撞气按一定比例混合的模式下， 76Se/80Se、77Se/80Se、78Se/80Se、82Se/80Se同位素丰度比测量精度达到0.004－0.005%。 2.采用高纯、高浓缩64Zn和66Zn配制了8个校正样品 (64Zn/66Zn：0.6－2.2)；用高纯、高浓缩同位素76Se和82Se配制了16个校正样品（76Se/82Se： 0.05－11.8），用这些样品分别测量并计算了仪器系统误差校正系数K，这些校正样品的K64/66 和 K76/82的相对标准偏差分别为0.034％和0.03％，均在仪器的测量不确定度范围内，说明在校正样品同位素变化范围内，仪器测量同位素丰度比的校正系数没有发生明显变化。 3.在硒同位素丰度比值测量中，氢气碰撞气的使用是SeH产生的重要原因之一，Ar/H在2－7之间都可以满足硒同位素比值测量的要求，即保证较高的硒灵敏度、较小的SeH生成比例、稳定的同位素比值测量结果。本工作建立了SeH的校正计算公式，在对测量结果的质量歧视进行校正时，77Se和78Se的校正更为复杂，因为它们除自身产生的SeH外，还分别受到了来自76SeH和77SeH的影响，故校正质量偏移时应首先对SeH进行校正。对于不同的SeH生成比例，经过校正后，硒的同位素丰度比校正值是一致的，并不受SeH生成比例变化影响。 4.通过对IDMS过程中的关键技术研究，明确了如何正确使用该方法以获得准确测量结果。IDMS方法在测量步骤中引入的不确定度影响因素相对于其它化学分析方法较少，并且可以被明确地表达出来，测量结果可直接溯源到国际单位，因此，该方法对化学计量学研究具有十分重要的意义。 5.建立了适用于ICP-MS测量血清、大豆粉、金枪鱼等多种复杂基体中锌和硒元素的样品前处理方法，建立了锌和硒的ICP-IDMS测量方法。将建立的方法应用于人血清标准物质研制、国家计量院之间的国际比对和合作研究中，取得的优异成绩验证了所建方法的可靠性和可比性。IDMS方法在样品前处理上不怕样品损失和高精度同位素丰度比测量的优点，使其在复杂基体中硒、锌的准确测量方面较其它分析方法具有独特的优势，可在生物、临床、环境、食品等方面的分析研究中广泛应用。

城市生活垃圾填埋场向大气释放汞的通量及形态研究——以贵阳市和武汉市为例

城市生活垃圾填埋场作为大多数国家生活垃圾的主要处理场所，也常常成为一些有毒有害元素的最终归宿地。很多含汞的废弃产品，如荧光灯管、电池、水银温度计、压力计、电开关、恒温器等，在缺乏分类回收的情况下，大多混入城市生活垃圾并最终进入垃圾填埋场。在填埋场这一特殊场合，汞可以通过物理途径、化学途径、生物途径或不同途径的结合而向大气释放，并且还可能在填埋场内形成毒性很高的甲基形态汞而释放到大气中。国外对垃圾的焚烧处理已经造成了严重的大气汞污染，但是目前对垃圾填埋场向大气释放汞的研究在国内外还不多见，我国几乎还是空白。作为城市生活垃圾的生产大国，我国每年的生活垃圾产量超过1.5亿吨，占世界的1/4以上，且近九成是以填埋法进行处理的，因此研究垃圾填埋场这一人为源向大气排放汞的通量和形态、排放汞的特点以及相关的影响因素，必将为认识该释放源对大气汞的贡献以及评估其对生态环境的影响程度提供重要的参考依据，并为制定控制垃圾填埋场汞污染的相关措施提供指导，本文在理论上和现实上都具有重要意义。 2003年10月份到2006年1月份，我们对贵阳市和武汉市的5座城市生活垃圾填埋场进行了野外实地研究。这几个填埋场包括贵阳市的高雁、大转弯、仙人脚，以及武汉市的金口和岱山垃圾填埋场，它们采用不同的垃圾填埋方式（卫生填埋和简易填埋）并处于不同的运行阶段（封闭的和运行中的）。本文从两个方面开展研究：（1）垃圾填埋场通过地表向大气释放汞的通量；（2）垃圾填埋场向大气释放汞的形态。前者利用低汞空白的石英玻璃动力学通量箱法，结合高时间分辨率的大气自动测汞仪（Tekran 2537A），现场对填埋场内不同特征的地表区域（绿化区、覆土地表、裸露生活垃圾、工作面等）进行了测定；后者利用不同的捕集材料（金管、稀HCl溶液和CarbotrapTM捕集管），对排气筒垃圾填埋气中的不同形态汞（气态总汞、单甲基汞和二甲基汞）进行预富集，并结合气相色谱、冷原子荧光等检测技术进行测定。根据同步测定的相关参数对垃圾填埋场向大气释放汞的过程和影响机制进行了探讨，对垃圾填埋场向大气的排汞量进行了估算。另外对垃圾填埋场周围环境介质中的汞分布特征进行了探讨。通过两年多的野外工作，得到以下主要结论： （1）垃圾填埋场地表与大气间的汞交换通量主要以向大气的释放为主，少数情况下（如降雨、大气汞浓度较高时）也会出现大气向地表的沉降。地表/大气间的汞交换过程具有明显的日变化特征，一般在白天中午前后达到最高，夜间降至最低，并维持在稳定的水平。汞交换过程主要与光照等气象因子有关，通量强度白天高于夜间、晴天高于阴雨天。另外，通量还与基质中的汞含量密切相关，汞含量越高，排放强度越大，生活垃圾的汞含量一般高于覆盖土壤，因而裸露的生活垃圾或工作面区域汞释放强度明显高于有土壤覆盖的区域。绿化措施（植草和种树）有效的降低了汞的释放。垃圾填埋场地表汞的释放强度暖季节高出冷季节数倍。地表/大气间的汞交换通量特征显示，垃圾填埋场向大气释放汞的主要来源为上层基质，而非填埋场内部，由于覆土隔离层的屏障作用使得填埋场内部的气态汞很难垂直向上迁移和释放。垃圾填埋场的汞释放强度与城市规模以及经济发展水平没有直接相关性。 （2）垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量强度由于以上因素的影响，在不同地表区域以及不同时段内都可能发生很大变化。封闭的垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量最高出现在汞污染的覆土区，其次为未污染的覆土区，最低为绿化区，三种区域平均的汞交换通量分别为112.8~559.1、50.7~53.6、19.7 ng Hg m-2 h-1。运行中的垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量最高为裸露垃圾区和工作面，最高达5609.6 ng Hg m-2 h-1，平均为57.5~664.6 ng Hg m-2 h-1；其次为老的覆土区，平均为19.6~192.5 ng Hg m-2 h-1；新盖覆土区最低，平均为-1.4~27.8 ng Hg m-2 h-1。垃圾填埋场的工作面具有最大的汞释放潜力，但是因大气汞浓度较高以及波动较大等原因，动力学通量箱法无法真实测定该区域的汞释放强度，运用美国环保局提供的面状复合工业污染源模型（ISCST3）对工作面的汞释放强度估算显示，不同天气状况下的平均释汞因子为0.93 mg Hg t-1垃圾。与全球以及区域背景土壤相比，垃圾填埋场向大气的单位面积释汞强度要高出数倍乃至数千倍。因而城市生活填埋场必将对大气汞环境，特别是局域大气汞环境造成一定影响。 （3）垃圾填埋场排气筒释放的垃圾填埋气中不同形态汞的浓度差别很大。高雁、金口和岱山垃圾填埋场排气筒的气态总汞浓度为2.0~1406.0 ng Hg m-3，3座填埋场平均分别为89.8、24.6和14.2 ng Hg m-3。气态总汞浓度主要与排气筒附近的垃圾汞含量有关，并表现出一定的日变化特征，晴天比较稳定，降雨过程中上升很快，降雨过后又恢复到降雨前的水平。这一有趣现象主要与降雨时雨水置换填埋场内的含汞气体、大气压下降、通过地表释放的通道受阻有关。高雁垃圾填埋场垃圾填埋气中的单甲基汞和二甲基汞平均浓度为1.93 ng Hg m-3和9.21 ng Hg m-3，分别占同期气态总汞的0.51％和1.79％。垃圾填埋气中的甲基形态汞浓度高出背景区域大气3个数量级以上，使得垃圾填埋场成为大气甲基汞已知不多的、重要的释放来源之一。 （4）结合垃圾填埋场不同特征地表的面积以及对应的汞交换通量强度、工作面的垃圾处理量以及汞的释放因子，估算本研究的5座垃圾填埋场每年通过地表向大气的释汞量为17~1111 g Hg yr-1，工作面贡献67％~91％，覆土区较少，绿化区最少。根据垃圾填埋气的产量以及其中不同形态汞的含量，估算高雁、金口和岱山垃圾填埋场每年通过排气筒向大气的排汞量在1~2 g Hg yr-1之间；高雁填埋场通过排气筒每年向大气释放的单甲基汞和二甲基汞为20和90 mg Hg yr-1。垃圾填埋场向大气释放汞的通道主要为地表，而排气筒的贡献仅为0.2％左右（地表＋排气筒）。对全国垃圾填埋场进行的初步估算显示，2004年我国这一人为源向大气的排汞量约为600 kg Hg yr-1，占我国大气人为汞释放源的1％以下。 （5）垃圾填埋场大气中的不同形态汞浓度明显高于全球背景值，但与区域大气相当或稍高一点，部分区域有轻微污染，总体而言属于“安全”浓度范围。城市生活垃圾中的汞含量分布极不均匀，浓度为0.170~46.222 mg kg-1，几何均值0.574 mg kg-1，个别异常偏高的样品可能是被含汞的废弃产品污染了，大部分垃圾汞含量低于0.5 mg kg-1。不同垃圾填埋场覆盖土壤的汞含量差异显著，反映了填埋场所在区域的土壤背景值以及垃圾填埋活动对覆盖土壤的污染程度，有时覆土的汞含量超过区域土壤背景值的2~23倍。填埋场生长的植物因生活习性的不同汞含量分布特征也不同。高雁垃圾填埋场产生的渗滤液汞含量较低，为79.4 ng l-1，主要因为垃圾汞含量低、渗滤液呈碱性、难溶硫化物的形成以及有机/无机物对汞的吸附等。以高雁垃圾填埋场为例进行的质量平衡计算显示，每年排向渗滤液和大气的汞分别占每年输入填埋场总量的0.004％和0.3％，其余超过99％的汞仍然保留在垃圾填埋场的固体废物中，这一特点使得垃圾填埋场向大气的排汞量远低于垃圾焚烧法，后者由于高温作用使得垃圾中的汞几乎全部挥发进入大气。 （6）减少垃圾填埋场汞污染的措施包括：从源头上杜绝含汞的进入，如减少含汞产品的生产和使用，对含汞废弃产品进行专门的收集和处理；垃圾填埋以后及时进行覆土和绿化，特别是在工作面，应争取做到每日覆土；垃圾填埋场产生的气体应收集和处理，将其进行焚烧（沼气发电）可以分解其中的甲基形态汞，降低其毒性。

Heat capacity and thermochemical study of trifluoroacetamide (C2H2F3NO)

The low-temperature heat capacities of trifluoroacetamide were precisely determined with a small sample precision automated adiabatic calorimeter over the temperature range from 78 to 404 K. A solid-to-solid phase transition, a fusion and a phase transition from a liquid crystalline phase to fully liquid phase have been observed at the temperatures of 336.911+/-0.102, 347.622+/-0.094 and 388.896+/-0.160 K, respectively. The molar enthalpies of these phase transitions as well as the chemical purity of the substance were determined to be 5.576+/-0.004, 11.496+/-0.007, 1.340+/-0.005 kJ mol(-1) and 99.30 mol%, respectively, on the basis of the heat capacity measurements. The molar entropies of the three phase transitions were calculated to be 16.550+/-0.012, 33.071+/-0.029 and 3.447+/-0.027 J mol(-1) K-1, respectively. Further researches of the thermochemical properties for this compound have been carried out by means of TG and DSC techniques. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Explicit representation of subgrid heterogeneity in a GCM land-surface scheme

Essery, R L H, Best, M J, Betts, R A, Cox, P M & Taylor, C M, Explicit representation of subgrid heterogeneity in a GCM land-surface scheme. Journal of Hydrometeorology 4, pp 530-543 (2003).