高原湖泊沉积物碳酸盐稳定同位素及孔隙水碳酸盐体系地球化学研究(摘要)

<正> 湖泊沉积物的碳酸盐,主要来源于流域侵蚀和湖水中的季节性沉淀,能迅速反映流域风化作用的强弱、水体化学性质及生物活动性强弱的变化,是区域性和全球性环境变化研究的理想介质;早期成岩过程可能对碳酸盐体系有较强的改造作用,并且会影响到相关元素的性质,而现代沉积物早期成岩作用的研究是沉积学的主要内容,能使我们能更好地认识古老沉积物的碳酸盐体系的性质,使它能更好地服务于当前全球环境变化的研究。     

盐度对有机物在海底沉积物上吸附行为的影响

本文将海底沉积物中的碳酸盐、有机质、水合金属氧化物和粘土矿物四种组分，采用逐级分离法进行逐级分离。探讨了四氯苯、硝基苯等有机物在沉积物上的吸附机理，考察了盐度对它们吸附行为的影响，建立了相应的影响模式，并对其原因进行了分析。     

显微荧光光谱和干酪根的液化

<正> 从碎屑沉积物中得到的干酪根通常是有机物微粒的一种复杂的混合物。除孢粉形态外,要鉴定这些分散的有机物微粒常常是困难的,甚至似乎是不可能的。荧光显微镜从根本上提高了我们分辨、描述和对干酪根进行分类的能力。同时,干酪根微粒的荧光特征,也为沉积物的成岩程度及其生油潜力提供了有价     

沉积自生矿物研究

<正> 自生矿物是在沉积物沉积以后,完全成岩以前产生的矿物,即在沉积环境之中,沉积物未完全硬化的成岩期间产生的。在这样一个漫长的成岩过程中发生了各种物理化学变化,自生矿物的形成只是其中的一种表现。这个阶段叫做成岩作用阶段。在这个阶段,自生矿物和沉积物都可能发生巨大的变化。由于地球表面70％以上被地球表生作用产生的沉积岩和沉积物所复盖,因此我们应当重视这方面的研究。 在成岩作用研究中的一个重要问题,即成岩作用和变质作用的分界问题,至今还没有取得一致的看法。一般认为成岩作用是在不太深和不太高的温度范围内     

胶州湾河口沉积物中耗氧有机物的释放研究

以COD为耗氧有机物指标,通过对胶州湾海泊河河口沉积物引起的上覆海水COD变化的模拟实验,估算了耗氧有机物的释放量和释放速率,并对河口沉积物中耗氧有机物释放的影响因素和释放规律进行了研究。结果表明,胶州湾海泊河河口沉积物中耗氧有机物的释放对上覆水污染较重,泥水比、温度和溶解氧都对上覆水COD有明显影响,pH值的影响仅表现在前2 d。从总体变化趋势来看,静态海水中耗氧有机物的长期释放规律与悬浮态下的短期释放规律一致,而风干沉积物中耗氧有机物的短期释放规律用零级动力学方程拟合较好。     

西风区黄土–古土壤的碳酸盐含量对磁化率影响研究

本文选择伊犁盆地塔勒德黄土– 古土壤序列,系统地开展了沉积物碳酸盐和磁化率等指 标研究,初步探讨了伊犁黄土碳酸盐含量对磁化率增减的影响机制。研究发现,塔勒德古土壤 中低频磁化率值中明显低于黄土层,且较黄土高原古土壤值小,频率磁化率也远小于黄土高原; 碳酸盐含量在S₁ 层中含量明显高于黄土,且较黄土高原古土壤高,与剖面磁化率负相关,在古 土壤中相关度更显著。去除碳酸盐的设计实验显示加入蒸馏水后沉积物磁化率值变化在10％以 内;加入醋酸（HAc）后样品磁化率值均增加,其最大增幅达12.89%（黄土）,古土壤的磁化 率增加9% 以上;加入稀盐酸后影响程度不一,在黄土中约在15%,而对古土壤影响较大,最大 可达35%,表明沉积物中碳酸盐含量对磁化率的影响不仅是简单的稀释作用,还与干旱气候环 境下碳酸盐化、次生碳酸盐化作用相关。     

碳酸盐成岩环境

一、碳酸盐成岩环境研究的概况 成岩作用这个概念可上溯至十九世纪。Moresby(1835)和Gümbeel(1868)首次将其引入文献,经Walther(1894)及其后很多学者的研究,得到广泛地传播和使用。一百多年来,这方面的研究已经取得显著的进展。然而,有关碳酸盐成岩作用的专题研究却只有二十多年的历史。对于碳酸盐成岩作用环境作比较深入的研究则只是近十年来的事情。碳酸盐成岩     

富里酸对重金属在沉积物上吸附及形态分布的影响

以连续碱提取法获得的乌梁素海沉积物中的富里酸为基础,以原状沉积物和去除有机质沉积物为吸附剂,开展了富里酸对重金属在沉积物上吸附行为和形态分布的影响实验研究.结果表明,有机质的去除和富里酸的添加对沉积物吸附重金属均有一定影响;未添加富里酸条件下,有机质的去除对Cu~(2+)影响最大,可导致沉积物对Cu~(2+)的吸附率下降17.85%;随富里酸添加量的增加,2种沉积物对重金属离子的吸附率均逐渐降低,下降速率表现为Cu~(2+)?Cd~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+);当富里酸添加量超过5%时,富里酸逐渐成为影响重金属离子吸附率下降的主导因素;随富里酸添加量的增加,原状沉积物和去除有机质沉积物中重金属的形态分布均有明显变化,添加富里酸增加了体系中H~+的浓度,H~+能够置换碳酸盐结合态金属,使碳酸盐结合态金属从沉积物中释放出来,从而导致重金属的碳酸盐结合态与富里酸添加量呈显著负相关,重金属的有机硫化物结合态含量与富里酸添加量呈显著正相关,Cd因亲有机性较弱,其有机硫化物结合态的含量最低且变化幅度最小.     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

巢湖沉积物中重金属的BCR形态分析

以巢湖沉积物为研究对象,利用BCR(European Communities Bureau of Reference)连续提取法分析了沉积物样品中Zn、Cu、Pb、Cd、Mn赋存特征,分为可交换态及碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残渣态。结果表明:南淝河入湖区S1采样点五种金属总量都达到最高,兆河入湖区S2采样点金属总量浓度最低。五种金属中锌和锰的质量较高,重金属回收率分别为:锌(93%),铜(92%),铅(90%),镉(92%),锰(93%)。Cu以残渣态为主(54.7%),Zn以铁锰氧化物结合态为主(40.5%),Pb以有机物、硫化物结合态为主(35.3%),Cd和Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主,所占比例分布为41.9%、58.6%。研究表明,应用BCR连续提取法有助于确定沉积物中重金属的污染状况和潜在释放能力。     

不同溶解氧条件下沉积物-水体系磷循环

磷是控制富营养化水平和水环境演变的关键元素.沉积物-间隙水体系是影响近海水体磷循环的主要界面,而上覆水溶解氧（DO）则是影响这一界面磷转化行为和界面通量的控制因子.针对近海环境特征,利用沉积物多管培养装置进行室内实验和动力学过程研究,探讨了DO变化对沉积物-间隙水体系磷的赋存形态、转化和释放的影响.结果表明,上覆水DO变化对沉积物-水界面溶解态活性磷酸盐（DRP）交换通量有显著的影响,低氧条件下沉积物具有较富氧和无氧更高的DRP交换通量;富氧条件下沉积物中总磷在表层富集量最高,具有较高的保存能力,低氧和无氧状态下沉积物对磷的保存能力降低;低氧条件下沉积物中铁结合磷的还原溶解和有机质的矿化是水体的主要磷源.在不同DO条件下,磷的转换呈现出差异化的特征,其中低氧状态下沉积物-水界面的变化和理想的早期成岩模式最为接近.可见,溶解氧对沉积物-间隙水体系磷的释放和转化有着显著的影响,是控制磷循环的重要因素.     

湘江江水中重金属转化的主要地球化学因素

研究湘江江水悬浮态和溶解态金属浓度的变化、重金属在沉积物中的赋存形态及对制约湘江江水重金属进入沉积物的地球化学作用结果表明,在湿热的湘江流域气候环境条件下,河流水体中重金属的地球化学作用一方面表现出明显的地带性特征,即Fe/Mn水合氧化物的吸附沉淀作用较强,又受区域地质条件、岩石性质的影响,表现为较强的碳酸盐的地球化学作用,但不同金属的地球化学趋向不同,铅易以碳酸盐形式、铜主要依靠有机质的结合作用进入沉积物。     

东海赤潮生消期典型断面颗粒有机物的垂直分布特征及影响因素

依据2011年3~5月对东海赤潮高发区典型断面Za的8次调查资料,研究了该海域在赤潮生消期颗粒有机物的垂直分布特征及变化,并对其影响因素进行了初步探讨。结果表明,赤潮爆发前颗粒有机物浓度高值中心主要集中在近岸海区,主要受陆源输入和沉积物再悬浮的影响,外海受少量浮游植物活动影响出现次高值区。赤潮爆发期,颗粒有机物浓度的高值区由近岸转为外海,浮游植物的活动成为影响颗粒有机物分布的主要因素。垂直方向上,赤潮爆发前由于沉积物再悬浮的影响,底层出现最大值,表层次之,中层最低。而赤潮爆发期,由于浮游植物活动的影响,表中层最高,赤潮爆发前后颗粒有机物与叶绿素的含量整体上呈上升趋势。     

土壤／沉积物中多氯代有机物的生物降解行为及修复

多氯代有机物是一类典型的持久性环境污染物，其物理化学性质决定了它们非常容易在土壤/沉积物的有机质中积累，而且通过食物链的传递和浓缩作用将会对人类和野生动物造成不利的影响，因此，对多氯代有机物在环境中行为的关注是当今环境研究领域的热点课题之一，文中概述了土壤/沉积物中多氯代有机物生物降解的可能性、生物降解机理和影响其生物降解的因素在此基础上探讨了对土壤/沉积物中的多氯代有机物进行生物修复的几种技术及研究趋势。     

太原市河道沉积物重金属形态研究

采集太原市区8条河道的沉积物,对其重金属污染特征进行了研究。着重分析了Cd、Cr、Zn、Cu、Ni、Pb的5种形态的分布规律。结果表明,沉积物中Ni、Zn、Cr有不同程度的超标现象。各种元素的残渣晶格结合态含量均较多,除此外Cd、Zn、Ni主要以碳酸盐结合态、有机物与硫化物结合态存在,Cu、Pb、Cr主要以有机物与硫化物结合态、Fe/Mn氧化物结合态存在,只是所占比例不同。Zn与Ni的生物迁移指数较大,是本地区河道重金属污染控制的重点。     

南海东北部上层沉积物有机碳的沉积特征

南海北部拥有陆架?陆坡体系中最不稳定的峡谷群沉积环境,不仅是海洋有机碳沉积区域,更是陆架和深海之间物质传输的通道。于2019年和2020年分别采集一统峡谷和东沙群岛海域陆坡的上层沉积物样品（0～30 cm）,研究其有机碳含量和红外光谱吸收强度的垂直分布特征,探讨陆坡环境有机碳的迁移和沉积规律。结果表明,一统峡谷上层沉积物中有机碳含量由坡上、坡中至坡下逐渐降低,依次为1.14%～2.02%、1.01%～1.46%和0.60%～2.15%;东沙群岛海域陆坡上层沉积物中有机碳含量为0.52%～1.35%;4个站位有机碳的垂直变化不具有相似性。研究区域上层沉积物中有机物的红外光谱吸收呈现500～1500 /cm、2300～2500 /cm和3400～4000 /cm 3个集中出峰区;一统峡谷坡上沉积物中有机物红外光谱吸收特征与坡下相近,吸收强度均随深度增加而降低,坡中沉积物中有机物红外光谱吸收强度随深度变化不显著;东沙群岛海域沉积物中有机官能团的红外吸收率在中间层次出现突然增加的现象。研究区域峡谷沉积物中有机物主要由相邻峡谷坡上通过滑坡碎屑流直接运移到坡下,在坡中难以稳定存留;坡中沉积物中有机物被不断扰动而上下混合,其组成的垂直分布较为均匀。     

重金属元素BCR提取法及在太湖沉积物研究中的应用

采用BCR提取法,HCl-HNO3-HF消化法和ICP-AES仪器测定了西太湖沉积岩芯中Cu,Fe,Mn,Ni,Pb和Zn 6种重金属元素不同形态的质量分数.结果表明:采用BCR方法对太湖沉积物重金属元素形态进行提取,提取结果具有较高的精度和稳定性;受元素地球化学性质及沉积物理化性质的影响,Cu,Fe,Ni和Zn以残渣态为主;Mn以可交换态及碳酸盐结合态为主;Pb的有机物及硫化物结合态,Fe/Mn氧化物结合态以及残渣态的质量分数基本一致;重金属元素Fe/Mn氧化物结合态的质量分数与可还原态Mn质量分数有较好的正相关性,有机物及硫化物结合态的质量分数与有机质质量分数相关性较好.      

长江口及邻近海域表层沉积物中氮形态的研究

氮是海洋初级生产力和食物链的基础,不同形态的氮具有不同的物理化学性质和生物可利用性。对长江口及邻近海域沉积物不同形态氮的含量及其影响因素的研究可以加深该区域氮生物地球化学循环过程的认识。本研究采用改进分级浸提方法测定了2014年8月长江口及邻近海域表层沉积物中离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）以及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）,描绘出研究海域表层沉积物中不同形态氮的分布特征及其影响因素。研究海域中,不同形态氮的分布由于受到不同因素的影响,含量分布和变化特征也有着相应的不同。其中陆源物质输入、沉积物的粒径大小以及海洋生物的丰度影响着IEF-N的分布;而CF-N分布与pH的变化密切相关;IMOF-N的含量受到沉积物氧化还原环境的直接影响;OSF-N则与沉积物来源有关。     

长江南京段沉积物中铜、镉形态对水生生物富集的影响

为了全面定量地考察沉积物中各种金属结合形态对不同水生生物富集的影响,运用重金属逐级提取法及采用人工半合成方法,对长江南京段沉积物中铜、镉形态分布不同的情况下鲤鱼和螺蛳对这两种重金属的富集进行了研究。结果表明,沉积物通过对溶解态的贡献间接影响鲤鱼对铜、镉的富集,对螺蛳富集铜、镉同时有直接和间接影响,大小顺序为：阳离子可交换态≥碳酸盐结合态＞有机物和硫化物结合态＞铁锰氧化物结合态＞残渣态。并得出了溶解态和沉积物各态对螺蛳富集铜、镉影响的贡献方程式,指出离子可交换态对富集的贡献比残渣态大10⁵倍。据此可以认为,为了减少受重金属污染河流中水生生物体内的富集量,对生活在水上、中层的鱼类来说,主要应控制水中的重金属浓度;对底栖生物来说,水和沉积物中重金属浓度都应受到控制。     

春季东海赤潮高发区颗粒有机物的分布及影响因素

依据2010年5月对东海赤潮高发区的现场调查数据,分析研究了颗粒有机物的浓度变化和分布特征,并对其影响因素进行了探讨.结果表明,春季东海赤潮高发区颗粒有机物(POC和PON)的浓度范围为91.15~3655.17μg·L-1和12.59~684.57μg·L-1,平均值分别为(745.64±632.05)μg·L-1和(126.04±106.32)μg·L-1;平面分布上,颗粒有机物整体上呈现近岸高、远岸低的分布特点,长江口外、舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸都出现高值;垂直分布上,颗粒有机物呈现出典型的表层高、底层低的特征,表现出大洋水的性质;周日变化上,除了30 m层以下颗粒有机物比较稳定外,各层颗粒有机物整体上表现出全日周期变化.长江口外颗粒有机物的高值中心主要受陆源输入(主要是长江径流)的影响,舟山群岛东南海域以及闽浙沿岸海域颗粒有机物高值区主要受浮游植物活动的影响,底层颗粒有机物主要受到了底层沉积物再悬浮的影响.