研究简介：从加拿大艾伯塔省北部阿萨巴斯卡油砂中提取沥青以生产石油，已经产生了大量称为流体细尾矿（FFT）的废物，其中包括水，溶解盐，沙子，粘土，残余沥青和石脑油的混合物。先前的研究表明，伽马辐射可以有效降解难降解的有机化合物，例如环己烷丁酸、四氯乙烷、三氯乙烷、多氯联苯和三硝基甲苯。迄今为止，还没有关于伽马辐射（GI）对生物地球化学功能的影响以及与OSPW相关的毒性对治疗的影响的研究，特别是伽马辐射（GI）在氧化还原梯度内进行GI处理后NAs的生物转化潜力以及由此产生的溶解物质通量的研究。


这项研究系统地研究了在缺氧和有氧条件下，通过实验室孵化新鲜和老化尾矿，地理标志对生物地球化学发展和逐步降低毒性的影响。OSPW，即有机溶剂中的水溶液体系，因其独特的化学性质和环境适应性，在多个科学和工业领域扮演着重要角色。而NA作为水溶液中最常见的阳离子之一，其浓度的变化对于OSPW的性质和应用具有重要影响。


伽马辐射（GI）降低了OSPW中的NA浓度，在油砂工艺水中降低了97％，在细尾矿中降低了85％。该研究很好的评估新鲜和老化来源对OSPW和FFT辐射的生物学和理化反应；确定GI治疗在降低NA浓度方面的功效，以及评估GI治疗和未治疗的OSPW对费氏弧菌的毒性。


微电极的应用：从Rhizon采样器从采样点采集三个沉积物岩心（三倍测量），水平插入深度小于SWI的10毫米。预先通过0.45μm硝酸纤维素膜过滤湖水。将装有Rhizon的沉积物岩心在25°C的水中浸泡2天。然后将核心在25°C下孵育24小时（对照处理）。然后在水中先充入O 2 176 h，然后充入N 2 376 h，以产生好氧和厌氧条件。大约1毫升的上覆水和孔隙水在对照，有氧和厌氧孵育过程中，每隔4小时收集一次。通过使用氧化还原微电极（Unisense，丹麦）测量三个温育期中沉积物剖面中Eh的垂直变化。

图1、伽马辐射处理油砂工艺用水的示意图。

图2、(A)微观老化物质沉积物/水界面的含氧通量和HS−输沙通量-时间序列(B)富氧微体中新鲜物质的沉积物/水界面氧通量；(C)老化物质沉积物/水界面的HS−通量;(D)老化物质的沉积物/水界面的HS−通量，在缺氧的微观界面的水中或FFT中没有检测到溶解氧。在含氧微环境中未检测到HS−。

图3、第2周(左)、第8周(中)和第52周(右)在缺氧老化、未处理的微环境中硫化沉淀的形成情况。

图4、第2周(左)、第8周(中)和第52周(右)缺氧老化的GI处理的微观世界中硫化物沉淀的形成情况。


小结：伽马辐射降低OSPW中NA浓度的研究，不仅为我们揭示了伽马辐射在化学和物理学领域的独特作用，还为OSPW的应用提供了新的思路和方法。例如，在能源、环保、医药等领域，OSPW作为一种重要的介质和载体，其性质的改变将直接影响这些领域的发展和进步。