A NEW APPROACH TO EXPERIMENTAL DETERMINATION OF COUPLED SILICATE DISSOLUTION - PRECIPITATION REACTION RATES AT AMBIENT CONDITIONS WITH SI ISOTOPE SPIKES

实验测定耦合硅酸盐溶解的新方法 - 环境条件下使用 SI 同位素尖峰的沉淀反应速率

基本信息

  • 批准号:
    1225733
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 30万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2012
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2012-10-01 至 2016-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many of society's urgent environmental concerns and problems, such as global warming and strategies that mitigate it, and the stresses on the Earth's Critical Zone - the thin veneer on the Earth's Crust from vegetation canopy to the soil and groundwater which sustains human life and is where most terrestrial life thrives on Earth - have something to do with the rates of feldspar dissolution. Feldspars are the most abundant minerals in the Earth's crust, comprising of more than 50% of the Crust volume. For the former, one global warming mitigation strategy is geological carbon sequestration, for which CO2 is stored in deep underground geological formations. However, the injected CO2 will acidify the native brine and dissolve feldspars in the reservoirs, which could affect the reservoir quality and the long-term safety of storage. For the latter, the weathering of feldspars as an abundant mineral in the Critical Zone is critical to rates of soil development and the buffer capacity of the Critical Zone to stresses. However, to assess how fast feldspar dissolution or weathering takes place (chemical kinetics), we need to wrestle with one of the fundamental challenges in geochemistry. It has been known for a long time that the laboratory measured dissolution rates of feldspars are two to five orders of magnitude faster than rates estimated from field studies. Without resolving this seemingly intractable obstacle, we cannot quantitatively evaluate a number of environmental and geological processes, such as those mentioned above. This study is designed to test the promising hypothesis that would partly resolve the apparent discrepancy: A large part of the discrepancy between in situ field and laboratory rates results from the coupling of the dissolution and precipitation reaction in the field systems which is absent in most laboratory experiments. Historically, the determination of very slow feldspar dissolution rates in laboratory at ambient temperatures has been problematic. Slow reaction rates mean that solutes may be below analytical detection limits, thus affecting the accuracy of the experiments. Here, the investigator proposes an innovative utilization of newly developed technology - High-Resolution Multi-Collector Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry - and uses a novel design of stable silicon isotope 'spikes' to overcome these obstacles in order to determine feldspar reaction rates at ambient and near equilibrium conditions, not previously possible. The work will involve cooperation among the investigator at Indiana University and his colleagues at Ben-Gurion University of the Negev in Israel, and at Trent University in Canada. Funding is requested only for the US organization. This study will enhance international and multi-disciplinary collaboration and contribute to the training of a post-doctoral associate and an exchange student from Israel. Te investigator is currently conducting research on the industrial scale CO2 storage project in Norway (the Sleipner project) and will communicate the results from this study to the CO2 storage community and the Critical Zone research community.
社会上许多紧急的环境问题和问题,例如减轻它的全球变暖和策略,以及地球临界区的压力 - 从植被冠层到持续人类生命的土壤和地下水的地壳上的薄贴面,这是大多数地球上的生命 - 在地球上繁荣发展 - 与Feldsparparparparparparparparparpar的释放相处。长石是地壳中最丰富的矿物质,其中超过50%的地壳体积。对于前者而言,一种全球变暖策略是地质碳固存,二氧化碳被存储在深地下地质地层中。但是,注射的二氧化碳将使天然盐水酸酸并溶解在储层中,这可能会影响储层质量和储存的长期安全性。对于后者而言,在临界区域中,长石作为大量矿物的风化对于土壤发育速率和关键区域对压力的缓冲能力至关重要。但是,要评估长石的溶解或风化的速度(化学动力学),我们需要应对地球化学的基本挑战之一。很长一段时间以来,实验室测量的长石的溶解速率比野外研究估计的速率快两到五个数量级。如果不解决这个看似棘手的障碍,我们将无法定量评估许多环境和地质过程,例如上述的环境和地质过程。这项研究旨在检验一个有希望的假设,该假设将部分解决明显的差异:原位场和实验室速率之间的很大一部分是由于大多数实验室实验中不存在的田间系统中溶解和降水反应的耦合而导致的。从历史上看,确定在环境温度下实验室中非常缓慢的长石溶解率是有问题的。缓慢的反应速率意味着溶质可能低于分析检测极限,从而影响实验的准确性。在这里,研究人员提出了新开发的技术的创新利用 - 高分辨率的多组耦合等离子体质谱 - 并使用稳定的硅同位素“尖峰”的新设计来克服这些障碍,以确定在环境和近乎平衡条件下的野性反应速率,而不是以前可能。这项工作将涉及印第安纳大学的调查员与他在以色列内盖夫本·古里安大学以及加拿大特伦特大学的研究人员之间的合作。仅向美国组织要求资金。这项研究将增强国际和多学科的合作,并有助于对以色列的博士后同学和交换学生的培训。 TE研究人员目前正在对挪威工业规模的CO2存储项目(Sleipner Project)进行研究,并将将本研究的结果传达给CO2存储社区和关键区域研究社区。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Measuring silicate mineral dissolution rates using Si isotope doping
使用硅同位素掺杂测量硅酸盐矿物溶解速率
  • DOI:
    10.1016/j.chemgeo.2016.02.027
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Zhu, Chen;Liu, Zhaoyun;Zhang, Yilun;Wang, Chao;Scheafer, Augustus;Lu, Peng;Zhang, Guanru;Georg, R. Bastian;Yuan, Hong-lin;Rimstidt, J. Donald
  • 通讯作者:
    Rimstidt, J. Donald
A new approach for measuring dissolution rates of silicate minerals by using silicon isotopes
利用硅同位素测量硅酸盐矿物溶解速率的新方法
  • DOI:
    10.1016/j.gca.2012.11.022
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Gruber, Chen;Harpaz, Liat;Zhu, Chen;Bullen, Tom D.;Ganor, Jiwchar
  • 通讯作者:
    Ganor, Jiwchar
SUPCRTBL: A revised and extended thermodynamic dataset and software package of SUPCRT92
SUPCRTBL:SUPCRT92 的修订和扩展热力学数据集和软件包
  • DOI:
    10.1016/j.cageo.2016.02.013
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zimmer, Kurt;Zhang, Yilun;Lu, Peng;Chen, Yanyan;Zhang, Guanru;Dalkilic, Mehmet;Zhu, Chen
  • 通讯作者:
    Zhu, Chen
A stable isotope doping method to test the range of applicability of detailed balance
一种稳定同位素掺杂方法测试详细天平的适用范围
  • DOI:
    10.7185/geochemlet.1608
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Liu, Z.;Rimstidt, J.D.;Zhang, Y.;Yuan, H.;Zhu, C.
  • 通讯作者:
    Zhu, C.
Rate equations for sodium catalyzed amorphous silica dissolution
钠催化无定形二氧化硅溶解的速率方程
  • DOI:
    10.1016/j.gca.2016.09.020
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Rimstidt, J. Donald;Zhang, Yilun;Zhu, Chen
  • 通讯作者:
    Zhu, Chen
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Chen Zhu其他文献

Galaxy Inclination and the IRX-beta Relation: Effects on UV Star Formation Rate Measurements at Intermediate to High Redshifts
星系倾角和 IRX-beta 关系:中到高红移对紫外恒星形成率测量的影响
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/aaef79
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Wang Weichen;Kassin Susan A;Pacifici Camilla;Barro Guillermo;de la Vega Alex;er;Simons Raymond C;Faber S M;Salmon Brett;Ferguson Henry C;Perez Gonzalez Pablo G;Snyder Gregory F;Gordon Karl D;Chen Zhu;Kodra Dritan
  • 通讯作者:
    Kodra Dritan
Evaluation of Zika virus DNA vaccines based on NS1 and domain III of E
基于 NS1 和 E 结构域 III 的寨卡病毒 DNA 疫苗评估
  • DOI:
    10.1016/j.intimp.2022.109308
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Guoqing Xiong;Yi Li;Fei Chen;Xianghua Xiong;Qingyang Wang;Liancheng Zhang;Haolong Dong;Chen Zhu;Jiazhen Cui;Meijuan He;Hao Cheng;Ao Hu;Chunlin Cheng;Jinglun Pang;Gang Liu;Huipeng Chen
  • 通讯作者:
    Huipeng Chen
An investigation on the therapeuticanti-cancer properties of FSH33-53-Lytic
FSH33-53-Lytic 治疗抗癌特性的研究
  • DOI:
    10.1007/s10967-015
  • 发表时间:
    2016-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Ping Liu;Runlin Yang;Donghui Pan;YuPing Xu;Chen Zhu;Qing Xu;Lizhen Wang;Junjie Yan;Xiaotian Li;Min Yang
  • 通讯作者:
    Min Yang
Are social dominance and aggression completely harmful to an individual’s meaning in life? An explanation from the perspective of external value
社会支配和攻击是否完全损害个体的生命意义?从外在价值的角度解释?
  • DOI:
    10.1007/s12144-022-02781-0
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Chen Zhu;Rui Su;Xun Zhang;Y. Yin;Yanan Liu
  • 通讯作者:
    Yanan Liu
A Review of the Methods Calculating the Horizontal Displacement for Modular Reinforced Soil Retaining Walls
模块化加筋土挡墙水平位移计算方法综述
  • DOI:
    10.3390/app11188681
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xiaoguang Cai;Shaoqiu Zhang;Sihan Li;Xin Huang;Honglu Xu;Chen Zhu
  • 通讯作者:
    Chen Zhu

Chen Zhu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Chen Zhu', 18)}}的其他基金

Closing Critical Knowledge Gaps in Rates of CO2 Mineralization in Soils, Rocks, and Aquifers as a Scalable Climate Change Mitigation Solution
作为可扩展的气候变化减缓解决方案,缩小土壤、岩石和含水层中二氧化碳矿化率的关键知识差距
  • 批准号:
    2242907
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Probing zircon reactivity in aqueous solutions at solubility equilibrium using isotope tracers
合作研究:使用同位素示踪剂探测处于溶解度平衡的水溶液中锆石的反应性
  • 批准号:
    2221907
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Testing Hypotheses of Near-Equilibrium Kinetics For Silicate Minerals with an Innovative Silicon Isotope Tracer Method
用创新的硅同位素示踪方法测试硅酸盐矿物的近平衡动力学假设
  • 批准号:
    1926734
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Microbial Arsenate Reduction Control on Arsenic in Groundwater
合作研究:微生物砷酸盐还原控制地下水中的砷
  • 批准号:
    0809903
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Coupled Silicate Reaction Kinetics in an Aquifer
含水层中的耦合硅酸盐反应动力学
  • 批准号:
    0509755
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Silicate Reactions Kinetics in a Major Groundwater Aquifer
合作研究:主要地下水含水层中的硅酸盐反应动力学
  • 批准号:
    0423971
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Silicate Reactions Kinetics in a Major Groundwater Aquifer
合作研究:主要地下水含水层中的硅酸盐反应动力学
  • 批准号:
    0003816
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

基于可编程声镊的纤维自组装机理与实验力学方法研究
  • 批准号:
    12372177
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    53 万元
  • 项目类别:
    面上项目
计算实验视角下的限价订单簿建模——基于深度学习的理性预期均衡方法
  • 批准号:
    72371184
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    41 万元
  • 项目类别:
    面上项目
缓解老年人抑郁的城市蓝绿空间提质途径研究——基于准实验方法
  • 批准号:
    52308041
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
鄱阳湖流域人水关系虚实协同地理实验方法研究
  • 批准号:
    42330108
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    231 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于自适应增强算法和双重示踪实验的裂隙网络特征反演方法研究
  • 批准号:
    42302295
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Orthogonal CRISPR GEMMs
正交 CRISPR GEMM
  • 批准号:
    10639698
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Washington University (WU) ROBIN Center: MicroEnvironment and Tumor Effects Of Radiotherapy (METEOR)
华盛顿大学 (WU) 罗宾中心:放射治疗的微环境和肿瘤效应 (METEOR)
  • 批准号:
    10715019
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Molecular mechanisms mediating the soft tissue attachment to teeth
介导软组织附着到牙齿的分子机制
  • 批准号:
    10838302
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
A new in vivo zebrafish model to study alpha-synuclein aggregation in Lewy Body Disease
研究路易体病中α-突触核蛋白聚集的新体内斑马鱼模型
  • 批准号:
    10731005
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
Compartmentalized signaling and crosstalk in airway myocytes
气道肌细胞中的区室化信号传导和串扰
  • 批准号:
    10718208
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 30万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了