沿海城市降水中总汞及汞同位素特征研究

大气汞沉降是汞从排放源进入地表系统最主要的迁移途径,利用汞同位素追踪汞在大气中的迁移转化规律及潜在来源对研究汞的生物地球化学循环具有重要意义.本研究于2012—2013年对厦门市小坪、坂头、鼓浪屿和洪文站点降水中总汞(THg)浓度和汞同位素的变化特征进行了研究.结果表明,厦门降水中THg浓度为1.0～59.4 ng·L~(-1),大气THg湿沉降量为13.1μg·m~(-2)·a~(-1).厦门冷、暖季降水中THg浓度相当,但由于暖季丰沛的降水量,导致暖季THg的湿沉降量约为冷季的2.5倍.降水样品中均表现出负的偶数汞同位素质量分馏(δ~(202)Hg,-2.2‰～-1.5‰)、正的奇数汞同位素非质量分馏(Δ~(199)Hg,0.08‰～0.22‰),以及轻微偏正的偶数汞同位素非质量分馏(Δ~(200)Hg,0.01‰～0.07‰).厦门降水中奇数汞同位素非质量分馏是大气汞液相光致还原反应的结果.偶数汞同位素非质量分馏不明显与其处于较低的纬度有关.厦门降水中δ~(202)Hg接近于厦门当地及贵州燃煤烟气中的δ~(202)Hg值,表明厦门降水中汞可能受到本地或传输过来的燃煤排放的影响.     

鹤庆湖泊沉积物样品的BeO制备

湖泊沉积物是研究古气候、古环境的理想对象。本文选取鹤庆湖泊沉积物开展了样品BeO制备的实验研究。通过对比黄土提取~(10)Be的思路,利用条件实验确定了先沉淀去除常量元素,再进行阳离子交换的新的实验流程。加速器质谱仪的测量结果表明该流程有效可靠,为下一步拓展湖泊~(10)Be环境示踪的新方向提供了实验方法基础。     

马兰黄土中Laschamp地磁漂移的10^Be记录与古地磁测试结果的初步对比

Laschamp地磁场漂移事件发生的确切年代(~42kaBP)已通过相对独立的同位素定年手段确定,并被证实具有全球性特征.但这一事件在我国马兰黄土地层中的记录存在着明显的空间差异.本文初步对比了最近发表的黄土高原洛川剖面mBe4L录的Laschamp漂移信息和前人根据该44面古地磁参数异常结合Heinrich冷事件所确...     

10Be和26Al揭示的合黎山西南部侵蚀速率初步研究

地表侵蚀速率是衡量地貌演化的一个重要因子。本研究利用原地宇宙成因核素~(10)Be和26Al对合黎山西南部地表岩石侵蚀速率进行了首次测定。结果显示:约30 ka以来,合黎山西南部的地表岩石侵蚀速率约为24 mm?ka~(-1)。这一结果与已见报道的其他基岩侵蚀速率值一致。这一结果与Small et al获得的非干旱地区的基岩侵蚀速率也基本一致,但是显著高于干旱的南极地区和半干旱的澳大利亚。~(10)Be和26Al获得的侵蚀速率的良好一致性表明本研究中所用侵蚀模式的有效性。所得的侵蚀速率小于Palumbo et al测定的合黎山平均流域侵蚀速率(99 mm?ka-1),原因解释尚待更多地点和样品的研究。     

降尘~(10)Be浓度对黄土~(10)Be示踪地磁场变化研究的影响

运用我国黄土地层中的~(10)Be记录来示踪地磁场漂移事件和重建相对强度变化历史在最近几年取得了显著进展。开展上述研究的关键点之一在于如何对黄土~(10)Be记录中包含的源区降尘~(10)Be浓度等信号的相对贡献进行合理估算。本文参考最新的现代粉尘~(10)Be浓度观测数据,设计了3种改变降尘~(10)Be浓度的情景分别建立了130 ka以来黄土~(10)Be记录的地磁场漂移事件时间序列。综合对比表明,3种情景下的重建结果并无差异,说明源区降尘~(10)Be浓度幅值变化不会对~(10)Be示踪地磁场变化的结果产生显著影响。同时分离的130 ka以来受地磁场变化影响的~(10)Be记录可与PISO-1500等全球典型地磁场强度曲线良好对比,并完整地记录了蒙诺湖(Mono Lake)、拉尚(Laschamp)、挪威海-格陵兰(Norweigian-Greenland sea event)和布莱克(Blake)等主要地磁场漂移事件,揭示了黄土~(10)Be重建的地磁场变化曲线的全球尺度意义并印证了中国黄土在千年尺度的连续性问题。     

铍的长寿命放射性同位素加速器质谱测量研究与进展

铍(Be)的两种长寿命放射性同位素~(10)Be与~7Be在地质及环境科学等领域有着广泛的运用,对于二者准确、灵敏、便捷、低成本和快速的测定一直是科学家们基于实际应用所追求的目标。二者不同的衰变模式与半衰期决定了测量的主要方式:~(10)Be依赖于加速器质谱法(AMS);而~7Be最为广泛的是γ射线能谱法,但~7Be的AMS测量可以弥补γ射线能谱法相对效率低,灵敏度差的劣势。本文回顾了~(10)Be与~7Be的加速器质谱测量研究现状与进展,特别是结合不同的原理与方法介绍了~(10)Be-AMS技术的发展。以此同时,本文还介绍了西安加速器质谱中心3 MV AMS测量~(10)Be的工作的现状,及近期结合超级卤素负离子对~(10)Be测量的新方法;并对~7Be-AMS测量在Xi’an-AMS上的可能性初探进行报道。     

大气生成宇宙成因核素~(10)Be在中国黄土中的应用研究进展

中国黄土~(10)Be研究大体上经历了三个阶段:(1)地球化学行为研究:~(10)Be主要吸附于细颗粒及粘土颗粒,在黄土中保存性好,不会发生明显的化学迁移过程;(2)古气候代用指标应用:~(10)Be在黄土和古土壤层中的浓度变化与代表气候变化的深海氧同位素曲线变化一致,且可借此进行黄土年代标尺的建立;(3)地球环境示踪研究:示踪地磁场倒转及漂移事件,恢复古地磁场相对强度变化,以及定量重建黄土高原地区古降水变化历史等。由于近年来黄土~(10)Be环境示踪研究取得了可喜的成果,笔者认为有必要从以上三个方面对中国黄土~(10)Be研究历史进行较为系统的梳理回顾,总结当前最新研究进展,展望未来黄土~(10)Be在环境示踪中的研究方向,希望能使读者在短时间内了解中国黄土~(10)Be研究的发展脉络。     

黄土台塬不同土地利用方式下土壤呼吸季节性变化及影响因素

为探讨土壤呼吸对植被类型及不同季节环境因素的响应机制,以黄土高原渭北台塬马莲滩林场为研究区,于2015年5月—2016年4月,采用静态箱-气象色谱法逐月测定不同土地利用方式下的土壤呼吸速率(R_s),分析其干、湿季差异及与土壤温度(T)、土壤含水量(W)之间的关系.结果表明:①不同土地利用方式下土壤呼吸速率的季节性变化趋势相一致,最大值出现在6—8月,最小值出现在12月—翌年2月,土壤呼吸速率年均值表现为天然草地>灌木林地>乔木林地>乔灌混交林地>耕地>果园.②不同土地利用方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈正相关,与土壤含水量的关系在湿季(5—10月)呈正相关,在干季(11月—翌年4月)呈负相关,土壤呼吸速率的单因素模型中以指数函数(R_s=aebx)的拟合效果更优.③与单因素模型相比,土壤温度、土壤含水量的双因素模型(R_s=aTbWc和R_s=aebTWc)能更好地解释除耕地外的其他5种土地利用方式下土壤呼吸速率的变化特征,对土壤呼吸速率的解释率在60.0%～82.3%之间,其中R_s=aTbWc对耕地、灌木林地、果园土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水量间关系的拟合效果较好,天然草地、乔木林地、乔灌混交林地则采用R_s=aebTWc的拟合效果较好.研究显示,研究区不同土地利用方式下土壤呼吸速率存在明显的季节性差异,耕地退耕还林后土壤有机碳及活性有机碳含量增加,温度敏感性(Q₁₀)降低,土壤呼吸速率增大,评价退耕还林效益时应综合考虑区域地理气候特点,进一步量化碳的输入/输出过程.