沉积物的光释光(OSL)测年简介

本文介绍了光释光(OSL)测年的由来、OSL信号的产生机制、测年的原理和模型、测年技术和程序、测年的适用范围和优点。光释光测年是近几年来从热释光(TL)测年发展出来的测定第四纪沉积物年龄的一种新技术。OSL信号是光激发使晶体中以“光敏陷获电子”形式积存的电离辐射能以光形式释放出来的结果。OSL产生过程有两种动力学机制,即光激机制和光-热联合激发机制。OSL测年的原理和程序与TL测年类似。用石英和钾长石作测样,OSL测年的测程约为10~3—10~5a或2×10~3—6×10~5a。适用于OSL测年的地质体为各种风积物、各种水流悬浮搬运的沉积物以及一些曾在沉积、搬运过程中短期暴露的沉积物。OSL测年比TL测年优越之处为:①OSL测年可以不考虑残留的OSL信号,因而较为准确;②样品的OSL信号测量比TL信号测量容易、简便而准确;③可以对一些难得的、珍贵的小样品进行OSL测年,而TL测年则不行。     

百年来滇池沉积物中不同形态氮分布及埋藏特征

为探讨百年来滇池沉积物氮的组成、分布以及埋藏特征,2014年7月在滇池采集6根沉积柱进行氮形态及年代测定.结果表明滇池沉积物总氮含量高,为1 263.68~7 155.17 mg·kg~(-1),硝氮及氨氮含量低,分别为10.00~144.00 mg·kg~(-1)和9.20~146.50 mg·kg~(-1).沉积物中有机氮为主要存在形态,含量为255.80~5 644.25 mg·kg~(-1),平均占总氮含量的91.26%;滇池沉积物总氮污染严重,于70年代开始形成且90年代后期加剧,并呈现滇池南部北部中部的分布特征;近100年来滇池沉积物平均沉积速率为0.092~0.187 g·(cm~2·a)~(-1),随时间先增加后降低再升高,空间上由北向南逐渐降低.沉积物中总氮埋藏速率则随时间逐渐增加,在1990年后几乎呈直线增长,且由南向北逐渐降低;据估算,1900~2014年滇池沉积物总氮埋藏量达92 139.15 t,其中有机氮埋藏量为86 745.62 t,硝氮埋藏量为2 464.16 t,氨氮埋藏量为2 929.37 t.     

湖泊沉积物中有机物的分解

从横贯美国的64座湖泊、水库和河口的分析数据看,沉积物中的有机碳、氮和总磷随深度减少。用~(137)Cs测定沉积物的年代,发现C、N和P的浓度减少与一级动力学模式相吻合。C、N阳P的平均速率系数分别为24×10~(-3),21×10~(-3)和5×10~(-3)/年。相关的C、N和P速率系数的最频值分别为4×10~(-3)、5×10~(-3)和4×10~(-3)/年。C和N的常数密切相关,这反映了这些成分的微生物分解。P的衰减系数可能与育机磷的分解和随后P的向上扩散有关。C的衰减系数同关于湖泊和浅海沉积物有关报告的或由报告所推导的数据很相似。本研究推导出的衰减系数可作为沉积物中有机质成岩作用速率的第一     

一种有用的宇宙成因核——~(10)Be

<正> 导言~(10)Be,是一种宇宙成因核,是通过宇宙射线与上层大气作用形成的。其主要核反应为~(14)N(P,X)~(10)Be 和~(16)O(P,X)~(10)Be。~(10)Be 是β~-发射体,半衰期为1.5×10~6年。大气中产生的~(10)Be,是通过各种途径(主要是通过降雨)而沉积在地球表面上。目前已测定各种地球物质中~(10)Be 的含量极低,约为10~4—10~9原子数/克,估算的全球平均产生速率为2.1×10~(-2)原子/厘米~2·秒。自从1956年 Arnold 第一次测定海洋沉积物中的     

辽河口沉积物中硝化细菌数量的时空变化分析

采用MPN-Griess和MPN-PCR两种方法,于2007年春季(5月份)、夏季(8月份)和秋季(11月份)分3个航次,对辽河口区域沉积物中的硝化细菌进行了计数,并对硝化细菌在时间和空间上的分布进行了定量分析。结果表明,MPN-PCR方法要灵敏于MPN-Griess方法10~100倍,且重复性好,能够更快速、更准确的测定硝化细菌的数量;辽河口沉积物中硝化细菌的数量有明显的季节差异,分布趋势为春季最高、夏季最低;空间水平分布趋势为:从河口上游至深海区,硝化细菌数量逐渐降低。说明硝化细菌数量的时空分布与环境温度和沉积物中N的含量有关。     

地质年代学第七讲——C~(14)年龄测定

<正> C~(14)年龄测定是确定过去70000年内形成的含碳物质年龄的一种方法。自从1950年该方法获得成功以来,全世界已建立了100余个实验室,为考古学、第四纪地质学、地球化学、海洋学等许多学科提供了大量年代学数据。它已被用来确定树木和动植物遗骸、木炭、海洋贝壳、淡水贝壳和其它碳酸盐沉积物及地下水和海洋中溶解碳等的年代;帮助人们确定了长时期内的     

吹气预富集—离子选择电极法测定海洋沉积物中的硫化物

本文介绍了吹气预富集-离子选择电极法测定海洋沉积物中的硫化物(总量),延展了碘量法的测定范围,使其检出限从5×10~(-6)降至 0.16×10~(-6)。     

青海湖湖泊沉积物木质素AMS-~(14)C测年

对青海湖1A钻孔0—4 m不同深度共10个沉积物样品提取木质素,并进行AMS-~(14)C测年。结果显示,木质素的AMS-~(14)C年龄-深度曲线呈良好的线性关系,大于10μg碳量的木质素单体~(14)C年龄比1F孔同深度基于总有机碳(TOC)获得的~(14)C年龄平均偏年轻约110年,接近采用平均值概念分段线性回归确定的1F孔4.99 m以上碳库效应估算(126年)。这表明沉积物木质素AMS-~(14)C测年可有效减少老碳效应的影响;同时,1A与1F两个平行钻孔不同材料测年结果之间的良好对比,也佐证了基于沉积物TOC的~(14)C测年并采用平均值概念进行分段线性回归建立的青海湖湖泊沉积物年代框架的可靠性。     

崇明岛湿地沉积物中六六六的长期变化趋势

采用同位素稀释质谱法,利用高分辨率气相色谱-高分辨率质谱法(HRGC-HRMS)分析测定了崇明岛东滩柱状沉积物样品的30个层段中HCHs的含量,对其垂直分布特征进行了初步探讨。沉积物中HCHs均被检出。东滩湿地沉积物中总∑HCHs含量范围为0.35~0.98ng·g-1dw,平均值为0.64ng·g-1dw,属于轻度污染。HCHs呈现明显的周期性变化。采用时间序列分析方法,统计分析了近60年来东滩湿地沉积物中HCHs变化的总体趋势与主要振荡周期。长期变化趋势表明东滩沉积物中HCHs在上世纪50年代初开始增长,高峰期出现在上世纪60至70年代。一些异构体在我国停止生产HCHs后,没有明显的下降趋势。频谱分析结果表明HCHs的分布表现出具有周期为大约8年的振荡特征,可能与气候变化周期相关。     

地质年代学第十三讲——加速器质谱系统同位素年代测定及其应用

<正> 加速器质谱系统是近几年来发展起来的一种超灵敏同位素分析技术,已成功地分析了~(10)Be、~(14)C、~(26)Al,~(36)Cl和~(129)I等长寿命放射性同位素,分析灵敏度可达10~(15)分之一,比常规测定放射性同位素的衰变法的灵敏度高几个数量级。新技术已在地质学、考古学、海洋学、环境科学和宇宙化学等领域获得应用。本文将对加速器质谱系统测定同位素年代的方法以及在有关学科中独特的用途作一简要介绍。     

广州南沙红树林湿地水体和沉积物中有机氯农药的残留特征

红树林湿地对保护海岸生态环境起着重要作用,为研究有机氯农药(OCPs)在广州南沙红树林湿地水体和沉积物中的残留水平、来源和生态风险,于2015年3月采集该地区10个表层水体样品和7个表层沉积物样品,并采用GC-ECD测定其中OCPs的含量.结果表明,水体中OCPs含量为1.89~90.19 ng·L~(-1),平均值为30.16 ng·L~(-1);沉积物中OCPs含量为3.10~16.02 ng·g~(-1),平均值为8.58 ng·g~(-1).与其他河口、海湾地区相比,研究区有机氯农药污染处于中等水平.研究区水体和沉积物间HCHs和DDTs的分配系数平均值分别为857和368;在分配系数较高的区域,沉积物成为水体二次污染源的潜力较大.来源分析表明,研究区水体和沉积物中近期仍存在HCHs和DDTs输入,HCHs主要来源于林丹的使用,DDTs来源于三氯杀螨醇与工业DDT的混合输入;与水体相比,沉积物中的OCPs可能包含更多历史残留组分.风险评价结果显示,水体中OCPs的生态风险较小,但沉积物中OCPs存在较高的生态风险,可能危害红树林生态系统.     

程海沉积物重金属时空变化及人为污染与潜在生态风险

沉积物重金属污染是影响湖泊等水体环境质量与健康的主要因素之一.通过对程海9个沉积短岩芯中10种金属元素含量的分析,在~(210)Pb与~(137)Cs定年的基础上,研究了沉积物中重金属含量与污染的时空变化特征;采用潜在生态风险指数法与沉积物质量基准法、并参考重金属污染水平,评估了表层沉积物重金属的潜在生态风险.结果表明,各岩芯不同年代沉积物中,除了Cd含量变化较大之外(变异系数为0.59),其余各金属元素含量变化均较小(变异系数小于0.20);空间上,各岩芯之间每一种金属的平均含量差异较小,最大值与最小值的比值为1.2~1.8,显示了不同湖区重金属较为相似的富集规律.沉积物中主要污染元素为Cd、Pb和Hg,其中Cd和Pb污染始于20世纪80年代中期;近十年来Cd污染程度稍有下降,但仍呈中等污染水平,而Pb污染程度持续增加,属于弱污染水平;Hg污染始于20世纪90年代末期,呈弱污染水平;而As、Cu和Zn仅在部分近表层沉积物呈现较弱污染.空间上,沉积物中重金属污染水平并未表现出明显的趋势.除了大气沉降(主要为有色金属冶炼释放)输入之外,程海沉积物重金属污染还可能受到农业面源与生活污水排放的影响.表层沉积物中As、Cu、Ni、Pb和Zn具有较低的潜在生态风险,Hg和Cd具有中-高潜在生态风险.     

湖南澧阳平原黑褐色土的稀土元素地球化学特征及其环境意义

通过对澧阳平原大量的野外考察、典型剖面玉成(YC)黑褐色土壤剖面的系统取样和室内粒度、稀土元素地球化学分析,以及OSL和AMS14C年代测定,探讨了黑褐色土的稀土地球化学特征,揭示了黑褐色土的形成年代、形成过程与形成环境.研究结果表明,黑褐色土层XREE变化范围分布在184.63-264.261μg·g-1,其平均值为207.93μg·g-1;低于剖面的∑REE总平均值219.87Pμg·g-1,与洞庭盆地的红土∑REE平均值(211.6μg·g-1)大体相当,但明显高于镇江下蜀黄土(207.7μg·g-1)和黄土高原黄土(159.2μg·g-1),表明YC剖面黑褐色土上经过了相对较强的风化成壤作用.YC剖面黑褐色土的稀土分布模式与该剖面黄土层、黄土高原黄土、镇江下蜀黄土和洞庭盆地风成红土等典型风成沉积物的分布模式具有一致性,而与河流沉积物、湖泊沉积物和基岩风化红土在稀土的分布模式上具有明显差别.而且,YC剖面沉积物粒度频率曲线呈明显的单峰分布,与典型河流相的双峰粒度频率分布存在显著差异;YC剖面位于澧阳平原中部台地上,比周边高5-10m,不可能是洪水作用沉积物;野外调查进一步表明,沉积物无水流作用痕迹;OSL和AMS14C年代测定表明,黑褐色土层形成的年代对应于23.8-10.6 ka BP,此年代对应于末次冰期的晚期,其形成于相对冷湿的气候环境.因此,黑褐色土层及其上、下部的黄土层均为风成堆积物.     

样品处理方法对海洋沉积物有机碳稳定同位素测定的影响

利用元素分析仪-稳定同位素质谱仪（EA-IRMS）联用技术测定海洋沉积物样品有机碳稳定同位素比值,样品的前处理方法会影响测定结果的准确性。本文选取两种常用前处理方法:酸洗法和酸蒸法进行比对。通过对比,酸洗法使用的最佳条件是1 mol/L的HCl,处理8 h,可较好去除沉积物样品中的无机碳;酸蒸法的最佳反应条件是处理12~18 h,且应根据沉积物样品无机碳含量选取相适的处理时间。两种处理方法,在最佳条件下所得测试数据标准偏差均满足测试要求,证明两种方法均适用于沉积物样品的测试。     

古地磁方法在第四纪研究中的应用

长期以来第四纪地质工作者在解决生产实践和理论研究提出的任务时,面临的最基本的问题之一是第四纪地层的划分和对比以及第四纪地物事件在时间、空间上的分布规律。过去第四纪地层学的工作一般都是按照生物地层学和气候地层学的有关原则进行的。五十年代以来,C~(14)测定年代的方法获得广泛应用,但和一切测试方     

大亚湾柱状沉积物中C、N、P的分布特征及其环境意义

对大亚湾典型柱状沉积物中C、N、P的含量及其分布特征进行了研究。结果表明,大亚湾柱状沉积物中C、N、P含量的变化范围分别为(0.48~1.53)10-2、(316.24~570.47)10-6 、(206.02~342.02)10-6 ,C与N的垂直分布具有由深层向浅层增加的趋势,而P含量随深度的增加而增大。根据沉积物中TOC/TN比值及两者的相关性,可以判断沉积物中有机质一直以陆源输入为主,其比值垂向变化主要受控于TOC含量的变化。另外,沉积物中TN和TN/TP的垂直变化也和近年来大亚湾水体中营养盐含量的变化相一致。低沉积速率是导致大亚湾沉积物中各生源要素埋藏通量小的主要因素。从20世纪80年代中期开始,随着沿岸工农业的快速发展和排污的增加,TN和TOC的埋藏通量有所增加;近年来,随着治污措施发挥作用,TN和TOC的埋藏通量有所降低,大亚湾的整个生态环境有所改善。     

铅-210、钍-228、钚年代学在滇池、洞庭湖和昆明湖环境问题上的应用(摘要)

<正> 本文介绍了应用天然铀、钍衰变系列中的短半衰期子体~(210)Pb(t_(1/2)=22.3a)、~(228)Th(t_(1/2)=1.91a)在湖泊沉积物中过量衰变原理和大气核试验释放核素~(239),~(240)Pu在沉积物中的特征峰分布测年原理,建立我国内陆湖泊——滇池、洞庭湖和昆明湖沉积物沉积的时间尺度,测定其沉积速率、沉积通量。同时利用这些核素作示踪研究沉积物表层的生物扰动造成的混     

三峡库区小江支流沉积物硝化反硝化速率在蓄水期和泄水期的特征

三峡库区是新形成的生态系统,沉积物特征较之成库前有显著改变;研究库区小江支流——南河沉积物的硝化与反硝化过程可以为库区氮素管理提供科学依据,而反季节蓄水和泄水,沉积物-水界面硝化与反硝化速率特征鲜见报道.实验选取库区开县南河沉积物为研究对象,在2015年泄水期(8月)和蓄水期(11月)采集上、下游以及南河与小流域菁林溪交汇处沉积物样品,测定其理化指标;同时通过实验室模拟沉积物水环境,以乙炔抑制法测定泄水期与蓄水期沉积物的硝化反硝化速率.结果表明,蓄水期沉积物总氮(total nitrogen,TN)、铵态氮(ammonium nitrogen,NH_4~+-N)、硝态氮(Nitrate nitrogen,NO_3~--N)及总有机碳(total organic carbon,TOC)等理化指标均显著高于泄水期(P0.05),这说明蓄水期有外源物质入库;沉积物硝化速率在蓄水期[194.06μmol·(m~2·h)~(-1)]显著高于泄水期[16.52μmol·(m~2·h)~(-1)],且硝化速率与沉积物理化特征(TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、TOC)存在显著正相关;沉积物反硝化速率则与硝化速率相反,泄水期[647.20μmol·(m~2·h)~(-1)]高于蓄水期[24.04μmol·(m~2·h)~(-1)],其与沉积物理化指标(TN、NH_4~+-N、NO_3~--N)呈显著负相关.     

水中锶-90放射化学分析方法——发烟硝酸沉淀法

1.适用范围和应用领域本标准适用于核工业排放废水中锶-90的分析.测定范围:10~(-1)～10B_q/L(10~(-11)～10~9C_i/L).干扰测定:水样中钙含量大干3.98g时对锶的化学回收率测定有影响.     

洪湖表层沉积物中有机氯农药的含量及组成

利用GC-ECD测定了洪湖表层(0~2cm)、次表层(2~10cm)沉积物中有机氯农药的含量,并对其分布、组成及来源进行了探讨.结果表明,HCHs在表层、次表层沉积物中的含量分别为2.05~19.0ng/g和0.66~11.3ng/g,DDTs在表层、次表层沉积物中的含量分别为2.39~25.8ng/g和1.22~27.5ng/g.次表层沉积物中的有机氯农药含量低于表层沉积物,可能是因为有部分已发生迁移或转化.HCHs和DDTs呈现出在河流入湖口处含量较高,近长江处含量降低的趋势,其污染来源主要是河流输入及洪湖市的工农业排污.组分特征表明沉积物中的HCHs主要来源于林丹的使用,而DDTs则主要来源于环境早期残留.