铁同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

由于同位素分析方法的改进和多接收电感耦合等离子体质谱仪的使用,近年来Fe同位素地球化学研究有了很大进展,成为国际地学领域的一个热点研究方向。Fe在自然界广泛存在,分布于各类矿物、岩石、流体和生物体中,并广泛参与成岩成矿作用、热液活动和生命活动过程。自然界中各类无机过程(从高温到低温)、生物及有机过程均能使Fe同位素发生分馏,δ56Fe值约为-1.62‰～+0.91‰。文章系统介绍了Fe同位素研究的最新进展,包括Fe同位素测试方法简介、样品前处理、质谱测定、Fe同位素分馏机理和应用前景展望等,着重对该技术在环境地球化学、生物示踪、古海洋学研究等领域中的应用及前景做了阐述。     

磷酸盐氧同位素示踪环境中磷的来源与转化:原理、方法与应用

磷是地表环境中重要的生命元素.由于研究手段的限制,目前有关磷生物地球化学循环过程及机制的认识仍然匮乏.作为一种新兴示踪剂,磷酸盐氧同位素(δ18Op)成为当前研究磷生物地球化学循环的潜在有效工具.本文综述了 δ18Op示踪环境中磷来源与循环的基础原理,不同环境介质中δ18Op的分离纯化及测试方法的研究进展,梳理了近年来...     

海洋胶态物质的生物地球化学循环研究

对近年海洋胶态物质生物地球化学循环研究的进展做了综述.总结了生物影响效应领域的新技术、新成果.切向超滤技术在海洋学上应用促进了海洋胶态物质进一步研究.研究表明,海洋胶态物质的存在对海洋生物影响有着重要的意义,尤其是近岸海域海洋胶态物质有机物含量的增加促进了藻类的繁殖和生长, 甚至引发赤潮.胶态物质与金属及其他痕量元素的结合影响了其赋存形态及生物地球化学循环.近年来对胶态物质的生物可利用性的研究结果表明胶态物质对生物的金属可利用性有着重要的影响,使得人们重新考虑已发展建立的自由基活度模型(free ion activity model, FIAM);深入理解生物体内胶态物质的吸收和相关的生理过程将有助于海洋胶态物质的生态效应以及生物可利用性等方面的研究.     

海洋中丙烯酸的研究进展

丙烯酸是海洋中的短链脂肪酸,是海洋中主要含硫化合物DMSP(dimethylsulfoniopropionate,β-二甲基巯基丙酸内盐)裂解的产物之一。本文综述了海洋中丙烯酸的来源、性质、在海洋中的作用以及海水中丙烯酸的测定方法。通过观测海水中丙烯酸的含量、分布及生物地球化学循环过程,有助于了解丙烯酸对海洋生态系统碳循环和硫循环的贡献。并对海洋中丙烯酸的进一步研究提出了展望。     

海水中溶解氨基酸分析技术的研究进展

随着对海洋中有机氮生物地球化学循环过程认识的逐步深入,氨基酸作为海洋有机氮库中最易被生物利用的组分之一愈加受到重视。关于海洋中氨基酸含量组成和生物可利用性的相关研究对认识海洋中有机氮的迁移和转化具有重要意义。本文详细阐述了海洋领域分光法和荧光法等溶解氨基酸测定方法及离子色谱和液相色谱等色谱分离方法的发展历程,并对应用最普遍的柱前衍生-反相液相色谱-荧光检测法等技术进行了更为详细的评述,列举了质谱技术、单体同位素分析技术和毛细管电泳等最新发展的技术方法,最后对其在海洋学中的应用进行展望。     

人类活动对铬生物地球化学循环的影响

通过建立2个简单的铬生物地球化学循环模型PM和cM,来说明人类工业活动对铬的生物地球化学循环的影响.通过对PM和CM的比较发现,人类的工业活动每年向陆地、海洋和大气圈中输入的铬总量达1.07×10 12g,分别占到其各自总输入通量中的69.65%,56.96%和38.23%,人类活动向环境中释放的铬正成为其主要来源.     

钙同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

概述了钙同位素分馏机理、分析测定以及在环境地球化学研究中的应用。自然界中钙同位素组成及其分馏过程与生成环境密切相关,可以很好地反映其地质成因及地质作用过程。近年来,随着钙同位素的测量技术的创新和改进,钙同位素地球化学的研究领域不断拓宽:它在研究环境生态系统中钙同位素变化规律、海洋钙循环、示踪古海洋和古气候等方面取得初步成效。先前的研究表明不同的样品中的44Ca /40Ca比值变化较小,δ44 Ca的变化在-2.88‰~+ 0.92 ‰之间。     

微生物异化Fe（Ⅲ）还原在环境污染治理中的应用及其发展前景

微生物异化Fe（Ⅲ）还原是指以Fe（Ⅲ）为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程,而铁元素是地壳中丰度最高的元素之一,因此,异化Fe（Ⅲ）还原在生物地球化学循环中起着重要的作用。文章围绕异化Fe（Ⅲ）还原机制,综述了国内外有关异化Fe（Ⅲ）还原在有机污染物（尤其是难降解有机污染物）、营养物质（N,P）等环境污染治理中的研究现状及其发展趋势,并对其进行了评述和展望,以期为特定污染物在环境污染治理中的实际应用提供参考依据。     

藿类生物标志物及其对海洋碳氮循环过程的指示

由微生物介导的海洋碳氮生物地球化学循环对全球气候变化具有重要影响.五环三萜的藿类化合物（hopanoids）,包括以细菌藿多醇（BHPs）为主的生物藿类和藿烷等地质藿类,是指示近现代环境和重建古环境中碳氮循环过程的重要类脂生物标志物.本文总结了藿类化合物的生物合成途径和生理功能,及在海洋碳氮循环关键过程（固氮、硝化、厌氧氨氧化、甲烷氧化和陆源有机质输入）中的指示作用.微生物膜脂中的藿类化合物主要由hpn基因编码的藿类合成和修饰酶调控,与微生物理化特征及环境条件具有密切关系.2-甲基藿类、2-甲基环醇醚和不饱和环醇醚等藿类化合物可调节细胞膜的氧渗透性以发挥固氮酶保护作用,可指示环境中固氮蓝细菌及其固氮过程.细菌藿四醇异构体之一的BHT-x是海洋厌氧氨氧化菌Candidatus Scalindua的专属产物,可指示海洋厌氧氨氧化和低氧环境.土壤标志物BHPs及陆源输入指标R_soil可追踪陆源有机质向海洋环境的输入和迁移.35-氨基BHPs和3-甲基（氨基） BHPs可指示好氧甲烷氧化活动.细菌藿六醇和3-甲基细菌藿六醇可指示亚硝酸盐型甲烷氧化活动.未来,随着分子生物学、基因组学和仪器分析技术的不断发展,藿类化合物在指示海洋碳氮循环过程方面势必会发挥更加重要的作用.     

镉同位素及其环境示踪

随着多道接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的发展和广泛应用,镉(Cd)稳定同位素已成为当前非传统同位素地球化学的研究热点之一。本文对Cd同位素的分析方法、组成特征、变化规律、分馏机制及环境应用等问题进行了系统评述。总体来说,地球样品的Cd同位素组成(δ114/110 Cd)分馏较小(-2.47‰~+3.17‰),陨石等地外物质同位素分馏较大(-9.07‰~+16.13‰),已发现的分馏过程包括蒸发/冷凝过程、吸附沉淀/溶解过程、生物吸收过程。同时,Cd同位素作为一种全新的地球化学指标,可指示物源、天体演化、海洋初级生产力及营养物质循环、全球碳循环等过程;有效示踪环境介质与生物体中Cd的污染来源,为环境科学的研究提供新的视角和信息。     

海洋碳循环与海洋生态系统动力学

在讨论了目前海洋碳循环研究的现状和存在的问题基础上,分析了海洋生态系统动力学在海洋碳循环中的作用.早期的碳循环研究着重在无机碳循环,随着研究的深入,考虑简单生物地球化学过程甚至带显式生态系统的碳循环模式正在逐步发展.指出了碳循环研究的未来方向,除了要更加准确理解物理过程外,发展带显式生态系统的碳循环模式是一个重要的研究方向.为此,要研究生态系统动力学中的某些关键过程的参数化方法,确定一些重要的参数值.期望今后的模式可更加准确地用于研究海洋生态系统和碳循环对全球变化的响应.     

海洋生态文明建设背景下的海洋资源经济与海洋战略

发展海洋经济,建设海洋强国,需要从国家战略角度关心海洋、认识海洋、经略海洋。为了系统认知海洋生态文明建设背景下我国海洋资源经济与海洋战略,邀请了九位来自海洋相关领域的知名专家,就海洋生态文明建设、海洋国土空间规划、海洋生态牧场建设、海岸带生态修复、海洋战略性新兴产业、海洋科技发展、深海矿产资源开发、海洋地缘政治和中国参与全球海洋治理等前沿研究领域进行了交流访谈。结果认为：（1）海洋生态文明建设是海洋强国建设的重要组成部分,海洋生态文明建设要明确美丽海洋建设目标、掌握海洋生态系统方法、坚持陆海统筹重大谋略、构筑海洋生态文明制度体系。（2）国家海洋空间规划要整合现有涉海规划,合理开发、利用与保护海洋资源,创新规划技术与规划治理理念,强化海洋空间管制指标、海洋空间发展能力和海洋空间治理地方特色机制等方面的创新。（3）海洋牧场建设要聚焦产业链条,推进“全域型”海洋牧场建设;强化原创驱动,构建“全域型”海洋牧场技术体系;倡导融合发展,培育“全域型”海洋牧场新业态。（4）“以自然恢复为主”的海岸带生态修复强调运用陆海交错区域空间布局优化和资源管理优化的技术,充分考虑海岸带生态系统自然恢复的过程和机理,提高生态修复的效率。（5）海洋战略性新兴产业的发展要把握数字经济大势,着力发展智能制造,加快升级产业结构,坚持绿色低碳发展,主动衔接区域战略。（6）海洋科技未来发展的重点任务是聚焦深海、极地战略新领域,提升关键海域实时精细观测和预报能力,聚焦海洋资源、能源集约利用,加强海工装备关键核心技术研发。（7）深海矿产资源开发需加强国际合作,开展多学科调查、长周期监测,加强深海开发技术研发,评估深海采矿环境影响,减少深海开发过程对海洋环境的扰动,实现深海采矿和深海环境保护的协调发展。（8）我国需要实施一种空间差异化且有针对性的海洋地缘战略,服务于台湾统一和领土争端、服务于海洋权益维护和海洋资源利用,服务于海洋运输安全和海洋生态环境安全,并最终服务于海洋命运共同体构建。（9）实施中国海洋空间规划技术输出“走出去”战略、积极推进中国海外园区“节点网络体系”构建战略、实施面向“一带一路”倡议需求的人才培养和实训战略,为全球海洋治理提供必要的空间支点和技术支撑。     

Al-Zn-In系牺牲阳极在间浸环境中的性能研究

目的探究4种常用Al-Zn-In系牺牲阳极(Al-Zn-In、Al-Zn-In-Cd、Al-Zn-In-Mg-Ti、Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn)在海水间浸环境中的电化学性能。方法采用恒电流法对4种阳极的开路电位、工作电位、实际电容量、电流效率及溶解形貌等进行研究,并结合电化学阻抗谱、动电位极化曲线等方法进行分析。结果在间浸环境中,Al-Zn-In、Al-Zn-In-Mg-Ti、Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn的电流效率均在88.92%以上,3种阳极的工作电位在-0.96~-1.10 V波动,能满足碳钢在间浸环境中的保护需要。Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极溶解形貌均匀,Al-Zn-In和Al-Zn-In-Mg-Ti阳极溶解形貌略差。Al-Zn-In-Cd阳极电流效率仅为80.95%,工作电位在-0.93~-1.10 V波动,溶解形貌不均匀,电化学性能最差。研究发现,Al-Zn-In-Cd阳极表面附着的腐蚀产物多次在空气环境中脱水,并形成壳层,导致电位正移,阻碍阳极的进一步活化。结论在间浸环境中,4种阳极的电化学性能由好到差依次为Al-Zn-In-Mg-Ga-Mn阳极、Al-Zn-In阳极、Al-Zn-In-Mg-Ti阳极、Al-Zn-In-Cd阳极,前3种阳极适用于间浸环境中海洋结构物的阴极保护。     

关于海洋环境文化建设与海洋环境保护的若干思考

海洋环境文化是海洋文化和环境文化的一个分支,其建设状况对海洋环境保护影响甚大.本文从引入海洋环境文化的概念入手,探析其内涵及重要性,分析了海洋环境文化与海洋经济的辩证关系,并就海洋环境问题,从海洋环境文化层面剖析原因,提出了海洋环境文化建设的对策思路.     

近海污染的生态修复技术研究进展

随着现代社会经济的快速发展,近岸海域污染已成为世界性难题,严重影响近海海洋生态系统.如何对受损海洋生态系统进行修复成为当前海洋环境科学的热点问题.本文结合国内外的研究进展,扼要阐述了海洋生态修复的基本原理;并按生态系统不同营养级——生产者（植物）、消费者（动物）和分解者（微生物）梳理了当前主要的近海污染生态修复技术及其研究现状;分析其在修复实践中可能存在的问题并提出进一步的研究方向.本文可为控制海洋污染,保护海洋生态系统,开展海洋生态修复理论与实践研究,以及制定海洋生态保护政策提供有益的参考.     

Marine environmental quality, pollution monitoring and environmental management

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｉｎａｈａｓａｌｏｎｇｃｏａｓｔａｌｌｉｎｅ．Ｓｉｎｃｅ１９８０’，ｅｃｏｎｏｍｙｉｎｃｏａｓｔａｌａｒｅａｓｈａｓｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｆａｓｔ，ａｌｏｎｇｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ．...     

海工钢在热带海域长尺试验腐蚀行为研究

目的获得A517Q海工钢长尺试样在热带海域的腐蚀行为。方法通过贯穿海洋大气、飞溅、潮差和全浸区的长尺电连接试验进行研究。结果试样在飞溅区的腐蚀速率最高,潮差区高潮位部位的腐蚀速率大于低潮位。全浸区上部的腐蚀速率高于其下部。各区带试样的腐蚀形貌存在显著差异。结论三亚海域的海浪飞溅冲刷作用较大,水温和气温较高,导致A517Q长尺试样的飞溅区腐蚀严重。大量的海生物附着,Cr,Mo,Mn,Ni等合金元素的添加,减缓了全浸区的腐蚀。     

中国海洋生态毒理学研究中的毒性测试生物

自20世纪70年代末,中国海洋生态毒理学萌芽发展,基于生态毒理学的剂量-反应原理开始利用海洋生物开展污染物毒性测试,以评估污染物对于海洋生物及海洋生态系统的影响.21世纪以来,应用于毒性测试的海洋生物物种变得更为广泛且多样,常用的海洋生物包括海洋藻类、原生动物、轮虫动物、环节动物、软体动物、棘皮动物、节肢动物、头索动物和海洋鱼类等.这些受试生物已用在多种海洋污染物的毒理学研究上,为海洋污染物的生态风险评估及海水水质基准的制定提供科学基础.浅述近年来中国海洋生态毒理学研究中毒性测试生物的应用情况,特别对其中常用的6种（类）海洋模式生物,包括中肋骨条藻、扇形游仆虫、牡蛎（多种）、海胆（多种）、日本虎斑猛水蚤和海洋青鳉鱼在毒性测试上的应用展开较为具体的介绍.     

海洋生态经济协调发展研究综述

随着海洋资源开发的规模化推进,海洋经济快速增长,海洋自然生态系统急剧衰退,海洋生态经济矛盾日益尖锐,海洋生态经济协调发展研究已成为近年来海洋生态学、海洋经济学以及生态经济学研究领域的热点和难点问题。本文从海洋生态经济的价值贡献、问题危机、安全评估、关系模型、综合管理等5个方面回顾分析了国内外有关海洋生态经济协调发展研究的进展情况,发现与陆域生态经济协调发展研究相比,海洋生态经济协调发展研究无论在理论构建还是方法创新上都存在滞后性。