酸雨对广西典型碳酸盐岩地区碳源效应研究

选取广西两个典型碳酸盐岩地区桂林(代表灰岩地区)与柳州(代表白云岩地区)作为研究区域,研究酸雨与岩石表面反应,并计算出由酸雨对碳酸盐岩的化学风化过程中形成CO2成为碳源的量。利用溶蚀试片溶蚀速率以及GIS技术得到研究区由酸雨产生的CO2源为41.066×108 g/a,其中桂林市区速率为33.349×108 g/a,柳州市区速率为7.717×108 g/a。单位面积源桂林与柳州分别为66.967×105 g/a.km2和42.777×105 g/a.km2,虽然低于两地的单位面积汇分别为273.891×105 g/a.km2与43.660×105 g/a.km2,但已不容忽略。柳州市区CO2源的释放速率比桂林市区慢的原因主要有二:桂林市区碳酸盐岩的代表面积为柳州市区2.77倍;由于柳州酸雨总体强度比桂林低,导致碳酸盐岩的溶蚀速率较低。     

贵州省碳酸盐岩地区土壤允许流失量的空间分布

根据决定上覆土层厚度的碳酸盐岩建造中的泥质含量,贵州碳酸盐岩地区的岩石组合类型可分为连续性碳酸盐岩组合、碳酸盐岩夹碎屑岩组合、碳酸盐岩与碎屑岩互层组合,按贵州碳酸盐岩的风化溶蚀速率平均值49.67 mm/ka计算了碳酸盐岩不同岩石组合类型的成土速率,并以此作为相应岩石类型地区的土壤允许流失量。连续性碳酸盐岩组合地区土壤允许流失量小于6.84 t/(km2.a),为土壤侵蚀极度敏感区;碳酸盐岩夹碎屑岩组合地区土壤允许流失量小于45.53 t/(km2.a),为土壤侵蚀重度敏感区;碳酸盐岩与碎屑岩互层组合地区土壤允许流失量小于103.46 t/(km2.a),为土壤侵蚀中度敏感区。说明贵州碳酸盐岩地区的土壤侵蚀分级标准存在空间分异。强度石漠化主要分布在土壤允许流失量小于6.84 t/(km2.a)的连续性碳酸盐岩地区,尤其是连续性石灰岩地区分布最广。     

第三系红层下石林的岩溶动力学特征

区域地球化学表明 ,第三系泉水及直接被第三系覆盖的灰岩泉水的SIC在雨季小于 0 ,在旱季大于 0。在祭白龙洞 ,地表被第三系覆盖洞段滴水的暂时硬度比地表无此覆盖层的滴水小 1 .6～ 3mmol/L ,pH值也较低。第三系盖层中空气CO2 浓度为 1 0 0 0 0～ 1 4 0 0 0mg/m3,随深度下降。第三系的裂隙最大渗透张量为 0 .0 2～ 0 .0 5m/d,高于石灰岩。野外溶蚀试验结果 ,第三系盖层中石灰岩的溶蚀速率为 1 .5mg/ 1 0 0d,且垂直溶蚀速率与水平溶蚀速率相当。上述特征表明 ,较高的裂隙渗透张量及随裂隙下渗的富侵蚀性的水是石芽、石林发育的两个重要因素。这也是为什么发育好的石林常常伴随残留的小面积第三系出现的原因     

湿润亚热带典型白云岩流域不同土地利用下的试片溶蚀速率及岩溶碳汇

土地利用对石灰岩溶蚀速率的影响已有较多研究报道,但白云岩溶蚀速率对于土地利用的响应研究却罕见相关报道。因此,探究不同土地利用对白云岩溶蚀速率的影响具有一定的意义,并可为评估白云岩地区的岩溶碳汇效应积累基础数据。本文以湿润亚热带典型白云岩小流域——贵州施秉黄洲河白云岩小流域为研究区,利用白云岩溶蚀试片对流域内不同土地利用下的白云岩溶蚀速率及其影响因素进行了研究。结果表明：不同土地利用条件下白云岩试片溶蚀速率的大小为旱地（4.25 mg/（cm²·a））>林地（1.01 mg/（cm²·a））>水田（0.14 mg/（cm²·a））;白云岩试片溶蚀速率随土壤有机质含量增加、土壤pH值减少而增大;但其与土壤CO₂浓度呈相反的变化趋势;土壤含水量、容重对溶蚀速率的影响不大。由白云岩试片的溶蚀速率估算该白云岩流域的岩溶碳汇总量为351.70 tCO₂/a,岩溶碳汇通量为7.31 tCO₂/（km²·a）,与前人利用水化学径流法计算相比明显较小。与以往在石灰岩区使用溶蚀试片法和水化学径流法计算的岩溶碳汇强度差异大致相同。     

北京平原区夏垫活动断裂滑动速率及古地震复发间隔

搜集了有关夏垫断裂钻孔测年数据,采用最小二乘法对数据进行拟合分析,拟合结果显示夏垫断裂滑动速率在地段和时段上均存在差异,且在时段上的差异更加明显。前20 ka以来滑动速率相对较小(0.13~0.30 mm/a);前26 ka~20 ka,滑动速率较大(1.38~2.56mm/a),约为前20 ka以来滑动速率的9~11倍。利用潘各庄探槽、东柳河屯探槽、齐心庄探槽、大胡庄探槽、地震联合钻孔剖面及钻孔资料判定除1679年三河-平谷8级地震外,前20 ka以来夏垫断裂还存在6次古地震事件,古地震平均复发间隔约为3 000 a。     

湿润亚热带典型白云岩流域的化学剥蚀速率——以贵州施秉黄洲河流域为例

针对白云岩岩溶作用过程研究较为缺乏、白云岩地区的化学剥蚀速率报道较少等问题,本文以中国南方喀斯特施秉世界自然遗产地内黄洲河典型白云岩流域为研究区,采用流域水化学径流法,通过获得的2015年3月~2016年3月水文年内钙、镁离子的月平均浓度和高时间分辨率的流量数据,结合白云岩流域的水化学稳态行为,计算出该白云岩流域的化学剥蚀速率为46.91 mm/ka,与其他相似气候条件下白云岩流域的化学剥蚀速率相当,但比以石灰岩为主的碳酸盐岩流域的化学剥蚀速率高38%。这主要是因为在自然条件下,亚热带典型白云岩在地域尺度上有足够的时间达到溶解平衡态,进而使白云石较高的溶解度成为影响其化学剥蚀速率的主要因素。     

几种低分子量有机酸对石灰岩溶蚀作用的室内模拟试验

在室内进行了几种低分子量有机酸对石灰岩颗粒(粒径0.45～1mm)的溶蚀试验,同时用盐酸进行对比试验。结果表明:各有机酸对石灰岩颗粒溶蚀作用大小的顺序为:乳酸>乙酸>柠檬酸>甲酸>草酸>丙酮酸,同类型酸中如醇酸或羧酸中,酸性较弱的酸溶蚀力反而较大。这几种酸混合后对石灰岩颗粒的溶蚀作用并未比单个酸的作用强。乳酸、乙酸、柠檬酸的溶蚀力大于盐酸。不管是有机酸还是盐酸,溶蚀石灰岩后溶液中钙离子浓度都呈对数增长,且与溶液pH值呈极显著正相关(P<0.0001);草酸反应液中的钙离子浓度与电导值呈极显著负相关(P<0.0001),其他种类酸溶液钙离子浓度则与电导值呈极显著正相关;除乙酸外,其他酸溶液电导值在反应初始阶段稍微下降后迅速上升。有机酸对石灰岩的溶蚀能力不仅与溶液中的H+和有机配位体浓度有关,而且与酸的类型、酸的强弱及反应后形成的盐的溶解度有关。     

干湿交替下生物炭添加对灰漠土CO2排放的影响

为探究干湿交替条件下，农田土壤CO₂排放对生物炭添加的响应特征及其影响因素，通过室外土柱模拟试验，在灰漠土中添加不同粒径棉花秸秆生物炭(<0.25 mm, M1; 0.25～1 mm, M2; 1～5 mm, M3;>5 mm, M4)和葡萄藤生物炭(<0.25 mm, P1; 0.25～1 mm, P2; 1～5 mm,P3;>5 mm, P4)，研究干湿交替下生物炭的类型、粒径对土壤CO₂排放特征的影响.结果表明，添加生物炭改变了土壤CO2排放速率，土壤CO₂累积排放量随棉花秸秆生物炭粒径的增加而降低，不同生物炭类型对土壤CO₂排放速率的影响存在极显著差异(p <0.001).在湿润阶段，棉花秸秆生物炭处理土壤CO₂累积排放量为20.67～28.26 g·m-2·d-1，与其相比，同一粒径下葡萄藤生物炭处理土壤CO₂累积排放量显著降低，降低了13.18%～28.83%；在干旱阶段，与对照处理相比，葡萄藤生物炭处理下土壤CO...     

油田化学添加剂对污水处理系统腐蚀行为的影响

目的明确净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂对污水处理系统腐蚀行为的作用效果。方法通过工艺流程分析、腐蚀形貌观察、腐蚀产物成分分析、腐蚀失重测试等手段,分析污水处理系统腐蚀原因,考察油田化学添加剂对SSF污水处理系统腐蚀行为的影响。结果输送介质中溶解的二氧化碳、高浓度氯离子、氧是导致SSF净化装置内腐蚀的主要原因。分别添加质量浓度为150、0.3、60 mg/L的净水剂、絮凝剂、助凝剂后,动态腐蚀速率可从1.8544 mm/a降到0.6674、0.8627、0.3530 mm/a,静态腐蚀速率可从1.2515 mm/a降到0.9565、0.9474、0.6256 mm/a。添加160 mg/L缓蚀剂,动态腐蚀速率从1.8544 mm/a降低到0.0822 mm/a,静态腐蚀速率从1.2515 mm/a降低到0.0238 mm/a。同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂三种药剂,动态腐蚀速率为0.7672 mm/a,静态腐蚀速率为0.8742 mm/a;同时添加净水剂、絮凝剂、助凝剂、缓蚀剂四种药剂,动态腐蚀速率为0.3069 mm/a,静态腐蚀速率为0.0263 mm/a。结论添加缓蚀剂能有效控制SSF污水处理系统内腐蚀。污水处理用净水剂、絮凝剂、助凝剂对腐蚀有一定抑制作用。在动态条件下,净水剂、絮凝剂、助凝剂降低了缓蚀剂的缓蚀效果,在静态条件下,三种添加剂对缓蚀剂的缓蚀效果影响较小。     

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。     

安丘-莒县断裂莒县盆地段晚第四纪以来的活动特征

野外调查研究结果表明,安丘-莒县断裂莒县盆地段是一条晚第四纪以来强烈活动的断层.根据断层走向、活动时代及活动性质的变化,可分为两段.董家坡-武家曲坊段和武家曲坊-太湖段,总长度约30km.从滑动速率的分布来看,董家坡-武家曲坊段全新世早期右旋水平滑动速率为1.83mm/a,垂直滑动速率大约为0.37mm/a;全新世晚期右旋水平滑动速率为0.86mm/a,垂直滑动速率大约为0.17mm/a.武家曲坊-太湖段晚更新世早期断裂右旋水平滑动速率为2.78mm/a,垂直滑动速率为0.65mm/a.全新世晚期右旋水平滑动速率为1.37mm/a.垂直滑动速率为0.18mm/a.上述资料表明,安丘～莒县断裂带盆地段的断裂活动无论是时间上还是空间上都有差异,晚更新世以来断裂的活动性有减弱的趋势,全新世时期断裂的活动北段比南段强.     

小型室内烟雾箱的设计和搭建

研究针对模拟大气真实颗粒物的非均相反应,设计搭建了包括有烟雾箱、空气置换系统、空气过滤系统、气体发生装置的烟雾箱反应系统。测试结果表明,通过水浴热解多聚甲醛可以稳定发生不同浓度的甲醛气体。甲醛在烟雾箱中的壁效应(一级反应速率)约为0.01/min,颗粒物的壁效应随颗粒物初始数浓度的不同而有所差异。颗粒物过滤器对颗粒物(粒径范围为0.35~22.5μm)的去除效率大于99%。溶蚀器构型采用固体环形溶蚀器,其中,KOH溶蚀器对二氧化氮的去除效率约为90%;而硅胶溶蚀器和KI溶蚀器对气态水和臭氧的去除效率相对较低,分别为45%和67%。     

长江三角洲顶部冰后期地层的沉积特征

钻探证实,镇江市谏壁镇长江北岸高桥镇北部埋藏硬粘土层,之上为冰后期松散沉积物.沉积物主要为粉砂、粘土质粉砂、砂泥互层,中部局部夹含细砾中细砂,顶部见淤泥质粘土;夹数十层植物炭屑层;以水平纹理为主,局部见小型交错层理、波状层理.表明冰后期以来该地处于水动力较弱的河湖环境,为多期湖沼相沉积夹汊道河流相沉积,局部有海相沉积物加入.根据碳化植物碎屑14C年龄,推测冰后期底界年龄约13 000 aBP,海侵到达该地的时间约为9 000 aBP,海侵最高位时间约为6 500 aBP.冰后期平均沉积速率约为4.9 m/ka,湖沼相3.4～6 m/ka,河流相10～15 m/ka.对全新统的底界年龄和海相层的埋藏深度进行了讨论.     

三江源地区全新世降水序列集成重建

三江源地区地处青藏高原腹地,是全球气候变化响应敏感区,重建该区全新世降水对理解过去气候变化具有重要意义。目前,三江源地区降水重建以单点为主,难以反映整个区域降水变化。本文通过利用下大武剖面化石孢粉记录,同时搜集该区6处化石孢粉点数据,运用转换函数法和点阵成面回归模型重建三江源地区全新世降水变化记录。结果显示：三江源地区全新世早中期降水高于现代年平均降水,全新世晚期降水开始下降。降水变化可分为3个阶段,12.0～6.5 ka B.P.降水波动增加;6.5～4.0 ka B.P.降水波动下降;4.0～0.5 ka B.P.降水波动幅度较小,与现代基本持平,变化幅度不超过100 mm;降水极端期为12.3 ka B.P.降水最少,较现代低90 mm左右;6.5 ka B.P.降水量达到最大值500 mm左右。本研究提供了三江源地区全新世降水变化记录,为研究三江源地区长尺度降水变化规律提供了参考依据。     

基于生物地球电池效应的有机碳氧化过程研究

生物地球电池是一种微生物驱动的胞外电子“长距离”传递所形成的自然现象。文章以乙酸钠作为外加碳源,探究乙酸消耗与生物地球电池形成的相互关系。结果发现：经过48 h,乙酸浓度从635 mg/L下降到175.3 mg/L,其消耗速率为9.58 mg/(L·h)。Fe²⁺的还原峰在20 mm处达到最高;土层1.5 mm深度上下形成了一个静电场,其值为1.33 V/m。在生物地球电池效应下,超声波的声波振幅由原来的1.2 V下降到0.4 V,同时首波的到达时间由原来的30μs提前到25μs;XRD结果证实了FeS沉淀的形成;微生物群落以绿菌门、拟杆菌门、变形菌门、硬壁菌门、酸杆菌门为主。结果表明,乙酸可加速生物地球电池的形成。     

谈谈岩溶地区的水沅污染问题

桂林的奇峰异洞是在亚热带气候环境中岩溶作用的产物,这里储存着丰富的岩溶地下水。桂林市的七星岩、漓江岸边的冠岩中都有地下河。桂林市的工厂、学校、机关和农村大都抽取天然岩洞中的岩溶水作供水水源。岩溶水的污染及其卫生防护问题就成了环境保护的重要研究课题之一。一、岩溶水的特点及其在环境保护中的意义岩溶地下水的主要特点是它在石灰岩(严     

典型岩溶区旱季板栗树下岩溶溶蚀速率的研究

广西是全国板栗树主要种植区之一,研究区的隆安县具有"板栗之乡"之称,并且大部分板栗树种植在岩溶区。为了研究岩溶区种植板栗树后岩溶溶蚀的变化,本文通过野外溶蚀标准试片法,在典型岩溶区测定了相同地质背景下洼地板栗树、洼地草地、坡地灌木丛旱季试片绝对溶蚀量、溶蚀速率和土壤pH值等,并对洼地草地、坡地灌木丛土壤和洼地板栗树进行比较。结果表明:板栗树下土壤pH值偏低,呈弱酸性,低于坡地灌木丛和洼地草地,土地试片的溶蚀率则高于坡地灌木丛和洼地草地,而且土壤试片的溶蚀速率与土壤pH值呈显著负相关关系。因此,岩溶区板栗树的种植可能对岩溶溶蚀作用有促进的作用。     

不同岩性试片溶蚀速率差异及意义

评价岩性对溶蚀速率的影响有助于提高岩溶碳汇强度估算精度,对当前全球气候变化研究意义重大。本文通过在山西晋中盆地西南,吕梁山东侧的半干旱岩溶区典型小流域开展标准试片与当地试片的对比溶蚀试验研究,结果显示当地试片的溶蚀速率(0.122 3~0.532 8mg/(cm2·a)和岩溶碳汇强度(1.713tCO2/(km2·a))明显小于标准试片(0.254 7~0.551 1mg/(cm2·a)和1.821tCO2/(km2·a)),表明使用标准溶蚀试片法会使岩溶碳汇强度被高估。当地试片的溶蚀速率与酸不溶物含量呈负相关关系,进一步表明当地试片酸不溶物含量(2.58%~10.86%)大于标准试片(3%)是造成其溶蚀速率和岩溶碳汇强度小于标准试片的重要原因。也就是说,由于埋放地地层岩性与标准溶蚀试片岩性特征存在差异,不同地区均采用埋放标准试片的溶蚀实验方法来研究岩溶碳汇效应会产生较大的误差。因此,为了更加精确的计算岩溶碳汇量,后期研究中有必要使用埋放地的岩性试片来替代标准溶蚀试片。     

铜川地区11.4～1.5 ka B.P.期间黄土地球化学风化特征及其古气候意义

通过对铜川剖面黄土-古土壤地层中常量元素和微量元素的地球化学特征进行分析,结合AMS-~(14)C年代学数据,利用Na/K值、CIA(化学风化指数)、A-CN-K三角图、Bc(退碱系数)、Ki(残积系数)、Rb/Sr值和Ba/Sr值等指标,探讨了该地区11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层的化学风化特征及其古气候意义。结果表明:(1)Na/K、CIA和A-CN-K三角图等分析指示铜川剖面11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层处于初等化学风化作用阶段。(2)Bc、Ki、CIA、Rb/Sr和Ba/Sr等指标的变化趋势同黄土-古土壤地层具有很好的对应性,较好的记录了铜川地区11.4～1.5 ka B.P.间的气候变化特征,可以将该地区的气候变化划分为4个阶段:11.4～10.2 ka B.P.气候寒冷干燥;10.2～9.1 ka B.P.温度逐渐上升,气候略温偏干;9.1～4.4 ka B.P.气候温暖湿润;4.4～1.5 ka B.P.气候逐渐转为冷干。(3)元素地球化学参数记录的铜川地区全新世最适宜期为9.1～6.0 ka B.P.,并且在6.0～5.0 ka B.P.期间存在次一级的气候恶化事件。     

河南三杨庄剖面光释光年代学研究

河南省安阳市内黄县三杨庄遗址是由于黄河下游洪水快速掩埋而保存的汉代文化遗址,是研究黄河流域历史气候变化与古河道变迁的理想载体。近年来,石英的光释光（OSL）测年技术广泛应用于水成沉积物的定年。本文选取三杨庄文化遗址区的一个深度为10.40 m 的剖面,使用细颗粒石英单片再生剂量（SAR）法OSL 技术测量了该剖面的8个样品的年龄,建立了剖面年代标尺,并与前人测得的加速器质谱（AMS）¹⁴C年龄进行了对比,结果显示：（1）三杨庄剖面年龄分布在约12.43 — 1.21 ka,沉积于整个全新世时期,剖面沉积速率波动幅度较大,在约3.91 — 3.15 ka（深度9.60 — 5.00 m）沉积速率很快,而3.91 ka 之前的早 — 中全新世时沉积速率较慢;（2）剖面深度8.60 — 5.00 m,¹⁴C年代相对OSL 年代出现严重高估,高估值随深度增加而增大,由约2 ka 变化到约7 ka,推断三杨庄剖面¹⁴C年代的高估可能是由于碳库效应的影响;（3）三杨庄剖面细颗粒石英OSL 测年结果指示细颗粒石英在河流-洪积相沉积物测定中的潜力。