1985—2016年南漪湖湖泊面积变化对沉积速率及泥沙输移通量的影响

通过测试南漪湖2008年、2014年和2015年沉积物柱芯中的环境放射性核素²¹⁰Pb_ex和¹³⁷Cs,辅以相互印证的²¹⁰Pb CRS计年模式和¹³⁷Cs定年时标方法,定量估算了南漪湖过去百余年间的沉积速率变化;基于遥感目视解译方法获得了南漪湖1985—2016年湖泊面积时空变化,结合构建的湖泊泥沙输移模型,定量估算了南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量;基于此,进一步分析了湖泊沉积速率和泥沙输移通量与湖泊面积变化之间的相关关系。结果表明:南漪湖同一湖区不同年份沉积物柱芯剖面中²¹⁰Pb_ex和¹³⁷Cs比活度分布特征相近,²¹⁰Pb_ex比活度遵循随深度增加而减小的趋势,¹³⁷Cs则在24和16 cm左右分别记录了1954年首次沉降和1963年最大沉降蓄积峰值;南漪湖沉积速率整体呈现波动变化趋势,在20世纪50年代前后沉积速率出现极大值,随后至采样年份该沉积速率呈缓慢上升趋势,这种变化可能与不同历史时期的自然因素和人类活动密切相关;过去31年间,南漪湖湖泊面积整体上呈缩小趋势,减少了57.37 km²,主要集中于西北、东北和东南部等区域,湖泊周边过度围垦是影响湖泊面积变化的主导性因素;南漪湖出湖河流的年均泥沙输移量约为1 904.60 t/a,湖泊沉积速率和泥沙输移通量受湖泊面积变化影响较大,随着湖泊面积的增加,湖泊沉积速率和泥沙输移通量分别呈指数降低和线性增加的趋势。     

中国边缘海柱样沉积物中239+240Pu的分布与时标价值

根据中国边缘海已研究的77根^239+240Pu柱样沉积物,分析了柱样沉积物中^239+240Pu的来源、分布和时标特征.结果表明理论上给出的利用²¹⁰Pb、¹³⁷Cs和^239+240Pu 3种核素进行定年可能出现的26种情况,与实际情况完全吻合.中国边缘海海陆交汇,柱样沉积物中不同来源的^239+240Pu沉积叠加使得近岸海域（尤其是河口区）柱样沉积物中^239+240Pu的峰型轮廓明显.从近岸到远海,受到沉积物来源方式、海水深度、黑潮混合、扩散效应和边界清除效应等综合因素的影响,柱样沉积物中^239+240Pu的分布可能出现双峰（多峰）、单峰和无峰的情况.其中,柱样中^239+240Pu呈现单峰分布时,与全球大气沉降的高峰年1963年相对应,时标价值可靠.不同海洋环境条件下²¹⁰Pb、¹³⁷Cs和^239+240Pu定年的可靠性,应根据具体海洋沉积环境进行分析;海水中¹³⁷Cs和^239+240Pu核素沉积性质的差异,可能导致沉积峰不一致而影响定年的判断.     

中国大陆土壤中239+240Pu的来源与背景值研究

利用现有大量实测的¹³⁷Cs背景值数据,根据北半球大气沉降¹³⁷Cs/^239+240Pu活度比值32.5（¹³⁷Cs活度校正到2005年）,将中国大陆土壤中¹³⁷Cs转换成对应的^239+240Pu,类比中国大陆¹³⁷Cs-RI模型（¹³⁷Cs-RI MCM）,利用克里金插值方法模拟中国大陆土壤中Pu-RI的空间分布.目前中国大陆土壤中实测^239+240Pu的沉积通量范围在7.3~546 Bq/m²之间,模拟Pu-RI的范围在3~812 Bq/m²之间,并且最大值出现的地点与模拟最大Pu-RI可能出现的区域基本一致,¹³⁷Cs-RI MCM模型对中国大陆土壤中Pu-RI的模拟具有可行性.由于¹³⁷Cs与^239+240Pu沉降的不均匀性,根据中国土壤实测¹³⁷Cs/^239+240Pu的活度比可知,局部区域Pu-RI模拟值可能有偏差.为了更好的说明¹³⁷Cs-RI MCM模型的可行性,本研究利用30~40°N之间中国62个城市位点的^239+240Pu湿沉降通量（I_湿沉降）与相应Pu-RI的值（I_总沉降）进行了比较,发现I_湿沉降和I_总沉降的理论计算均是合理的.     

滇池沉积柱中有机质和营养盐对天然放射性核素分布的影响

为明确柱状沉积物中有机质和营养盐对天然放射性核素垂直分布存在的影响,本文以中国西南部的淡水湖泊滇池的柱状沉积物为例,阐述了天然放射性核素在滇池沉积物中的分布特征和影响因素,说明了滇池沉积有机质和营养盐对天然放射性核素的影响。分别应用多通道能谱仪(GX6020)和Vario EL III Elementar分析仪对样品中的天然放射性核素、总有机碳(TOC)和总氮TN进行测定,应用钼酸铵分光光度法测定总磷TP的含量。同时,还对有机质、营养盐和天然放射性核素进行了皮尔森相关性分析。研究结果显示：沉积物中²¹⁰Pb_ex指示的年代区间为1955～2017年;沉积物中⁴⁰K、²³²Th、²³⁸U、²²⁶Ra和²¹⁰Pb_ex比活度依次为：185±13.2～798±61.0 Bq/kg、46.2±0.19～101±0.47 Bq/kg、54.5±3.99～136±10.4 Bq/kg、28.5±0.20～66.5±0.50 Bq...     

沉湖130年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义

通过对2020年沉湖湖心采集的73cm长沉积柱(CH-01)中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ¹³C_org)和氮同位素(δ¹⁵N)指标的分析,并结合年代测定(²¹⁰Pb、¹³⁷Cs比活度测试)结果,分析了130多年来沉湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程.结果表明:沉湖沉积物平均沉积速率为0.52cm/a,呈缓慢增大趋势.TOC、TN含量变化范围分别为0.89%～3.65%和0.04%～0.20%,δ¹³C、δ¹⁵N值变化范围分别为-29.34‰～-26.13‰和1.67‰～5.48‰,TOC、TN在38～26cm的快速上升对应于1970～1990年沉湖周边人口增长和湖泊改造工程频繁期.沉积物中有机质为混合来源,主要为土壤有机质、陆生C3植物和水生维管束植物.其中土壤有机质和陆生C3植物的贡献较大,1980年后由于人类活动导致湖泊水动力减弱,湿地内水生维管束植物对沉积物有机质的贡献率增大....     

210Pbex、228Thex、7Be和137Cs在崇明东滩表层沉积物的季节性特征及其环境指示意义

2007～2008年,于长江口崇明东滩高潮滩芦苇带(14号站位)、中潮滩藨草带(27号站位)和低潮滩光滩带(45号站位),以月为周期采集表层沉积物,通过测量沉积物粒度特征和颗粒活性核素活度,包括过剩210 Pb(210 Pbex)、过剩228 Th(228Thex)、7Be和137Cs,探讨了由陆向海的不同植被间沉积物物源变化规律及其影响因素。结果表明:(1)表层沉积物粒径在春季最小,秋、冬两季较大;由陆向海各站位粒径大小为14号<27号<45号。(2)210Pbex和137Cs活度的变化与平均粒径的变化相关度较高;7Be在高潮滩沉积物中的活度随时间序列的变化与大气沉降的沉降通量类似,在春季呈现明显的高值;228Thex和137 Cs的活度较小,且随季节变化不大。(3)表层沉积物中的137 Cs/210 Pbex和228 Thex/210 Pbex活度比值均与徐六泾颗粒态中核素比值的变化趋势接近,显示出崇明东滩沉积物受陆源控制,其中14号站位的陆源特征最为明显,45号站位陆源影响较小,而27号站位则在春、夏季呈现与14号站位类似的陆源特征。     

高效预处理方法在海洋鱼类137Cs测量中的应用

针对传统海洋鱼类放射性测量过程中样品需求量大、预处理耗时长、劳动强度大等问题,本研究提出了一种高效快速的预处理方法,并将其应用于日本鲭体中放射性核素¹³⁷Cs的测量.研究结果显示,利用该预处理方法所获取的日本鲭样品中¹³⁷Cs的活度值为（0.072±0.01） Bq/kg鲜样,与用传统方法测量所获得的结果（0.078±0.01） Bq/kg鲜样处于误差范围以内,但样品的预处理时间可缩减约70%,样品量也减少约65%.     

洪湖沉积柱中重金属的历史分布特征及来源

为了解历史上洪湖重金属的含量水平及来源,于2014年12月在洪湖中心位置采集了沉积柱,分析了沉积柱中4种重金属（Cu、Cd、Zn、Pb）的含量,并结合¹³⁷Cs和²¹⁰Pb定年技术得到沉积物中重金属高分辨率年代沉积序列.结果表明：洪湖沉积柱中4种重金属总量介于67.86~189.57mg/kg之间,4种重金属含量的高低为Pb>Zn>Cu>Cd.地累计指数表明Cu和Zn未达到污染级别,而Pb为无污染到中度污染级别,Cd为中度污染到强污染级别.沉积物中重金属含量受洪水和围湖造田的共同影响,新滩水闸建成前,洪水会导致沉积物中重金属含量先降低,随后升高.水闸建成后,洪水会导致洪湖出现内涝致使沉积物中重金属含量升高;围湖造田导致沉积物中重金属含量升高.源解析研究表明,沉积物重金属来源于非点源农业污染、交通活动以及工业废水和生活废水排放.     

后官湖沉积物多环芳烃现状及沉积记录研究

为探究武汉市后官湖沉积物多环芳烃(PAHs)污染现状及其沉积记录,该研究于2020年9月在后官湖采集了7个表层沉积物和1根沉积柱样品,通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs联合定年法构建了后官湖沉积柱年代序列。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了16种优控PAHs含量,并采用特征比值法对PAHs来源进行解析。结果表明,后官湖表层沉积物PAHs平均浓度为(247.90±32.01) ng/g,属于中等污染水平,以3环和4环PAHs为主,空间分布无显著差异。后官湖沉积柱沉积速率为0.73 cm/a,采集的沉积柱可反映近160年来的沉积过程。沉积柱中16种PAHs平均含量为56.84 ng/g,污染水平较低。根据PAHs的组成特征,将沉积过程分为4个阶段。各阶段PAHs的组成特征差异明显,反映出不同历史时期能源结构的转变。21世纪之前,PAHs含量和GDP、常住人口等社会经济指标之间存在显著正相关关系;而近年来,PAHs含量则主要受蒸发量和气温等气象条件影响,表明随着我国对生态文明建设的重视,武汉市生态环境保护取得了一定的成效。     

南海现代珊瑚骨骼中放射性核素特征指纹

利用地表实验室高纯锗γ谱仪、中国锦屏极深地下实验室高纯锗γ谱仪、低本底β计数器系统测定我国南海1500km空间跨度上10个不同站位、5种不同种类和形状的现代珊瑚骨骼中6种最主要的天然放射性核素（²³⁸U、²²⁶Ra、²²⁸Ra、⁴⁰K）和人工放射性核素（¹³⁷Cs和⁹⁰Sr）的含量，获得现代珊瑚骨骼中放射性核素平均活度排序为²³⁸U（29.94Bq/kg） > ⁴⁰K（11.72Bq/kg） > ²²⁸Ra（6.37Bq/kg） > ²²⁶Ra（3.16Bq/kg） > ⁹⁰Sr（1.21Bq/kg） > ¹³⁷Cs（<0.06Bq/kg）.除了岸礁的珊瑚骨骼中²²⁸Ra活度高于环礁的珊瑚骨骼中²²⁸Ra活度的现象外，不同种类、不同离岸距离的珊瑚骨骼之间的同种放射性核素活度没有显著差异.本研究进一步对比珊瑚骨骼、珊瑚礁区沉积物、非珊瑚礁区的海洋沉积物、全球土壤的放射性核素活度含量，阐明珊瑚礁区是地表罕见的极低放射性水平区域，并指出现代珊瑚骨骼具有极低的²²⁶Ra/²³⁸U活度比值（~0.1）和极高的⁹⁰Sr/¹³⁷Cs活度比值（1000）的指纹特征.     

不同营养湖泊沉积物中210Pbex和营养盐垂向分布特征及相关性分析

对比分析了两个不同营养湖泊抚仙湖和滇池湖中心部位沉积物柱芯放射性核素210Pbex和营养盐(TOC、TN和TP)的垂向分布特征,探讨了两个湖泊不同湖区沉积物柱芯中210Pbex与营养盐(TOC、TN和TP)之间的相关关系.结果表明,两个湖泊沉积物柱芯中210Pbex和营养盐各个指标的垂向分布存在差异,总体上滇池沉积物柱芯中210Pbex的波动变化幅度略高于抚仙湖.滇池表层沉积物中210Pbex较为紊乱的分布特征与人类活动影响下的沉积物中Pb的物理化学迁移有关.沉积物中营养盐各个指标的变化则与特定历史时期不同强度的自然演化和人类活动双重因素影响密切相关.放射性核素210Pbex和营养盐各个指标之间的相关关系与两个湖泊或同一湖泊不同湖区的营养水平高低有关,其变化关系为富营养化湖泊滇池>贫营养湖泊抚仙湖,抚仙湖北岸>南岸.就单个营养盐指标与210Pbex之间的相关关系而言,TOC最强,TP次之,TN最弱.     

基于210Pb和137Cs计年法的黄河下游湿地沉积速率研究初探

本文利用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs计年方法分析探讨黄河下游湿地沉积速率演化与上游水沙变化的响应关系。结果表明，²¹⁰Pb比活度大致指数衰减趋势以及¹³⁷Cs蓄积峰的鉴出，表明放射性核素手段在黄河下游湿地的沉积学研究具有一定可行性。基于²¹⁰Pb的CIC模式和CRS模式得出的沉积速率分别为1.68 cm/a和0.67~2.76 cm/a；基于¹³⁷Cs剖面的1963年和1986年两个蓄积峰，计算自下而上沉积速率分别为2.67 cm/a、1.08 cm/a和1.21 cm/a。研究发现，近几十年黄河下游湿地沉积速率呈逐渐减小趋势，这与黄河流域气候变化、上游流域建坝、水土保持和下游水资源利用存在密切关系。此外，水库调度方式也在一定程度上影响下游沉积速率，虽然下游淤积量不变，但洪峰的"削平"导致泥沙难以淤积于湿地。     

辽东湾地区~(137)Cs大气沉降研究

利用137Cs示踪技术的前提条件是了解137Cs的大气沉降历史,从而准确求算区域环境中137Cs的背景值.本文利用日本秋田、东京及新泻地区137Cs年沉降数据,并结合相应的降水数据进行修正,对辽东湾地区137Cs的大气沉降进行了定量研究.结果表明,辽东湾地区137Cs的大气沉降趋势与北半球基本一致;1957—2008年辽东湾地区137Cs大气总沉降通量的模拟结果为1536 Bq·m-2(衰变校正至2009年),与该地区土壤中137Cs背景值较为接近;20世纪50年代末60年代初频繁的大气核试验和1986年的切尔诺贝利核事故是1963年和1986年两个137Cs沉降峰值产生的原因;1990年以后,沉降在地表的137Cs在风力侵蚀作用下,发生再悬浮,使得大气中137Cs沉降通量再次出现量级变化明显.福岛核事故产生的核素沉降对研究区的137Cs沉降通量的影响并不明显.     

210Pb和137Cs计年在尼罗河三角洲的应用现状与适用性分析

本文详细梳理了210Pb和137 Cs计年法在尼罗河三角洲泻湖沉积年代学研究的历史过程以及遇到的困境,并结合笔者近期研究结果,进一步论证了该手段在近百年湖泊沉积速率测定和沉积过程研究等方面仍具有较高适用性。同时,笔者从钻孔采样位置、岩性状况、采样间距、计算模式等四个方面提出了在实际应用210 Pb和137 Cs计年中应注意的细节,以期为今后该手段应用于湖泊环境污染年代测定研究取得理想效果提供一定理论帮助。     

西藏羊卓雍错沉积物沉积速率的测定

利用~(210)Pb和~(137)Cs测定了西藏羊卓雍错湖泊沉积物的沉积速率。结果表明,羊卓雍错湖心和北部湖区沉积柱中的~(137)Cs都只有一个蓄积峰。假定对应的时标为1963年,据此得出的沉积物累积率分别为0. 014 5 g/(cm~2·a)和0. 025 2g/(cm~2·a),对应的年均沉积速率分别为0. 041 cm/a和0. 068 cm/a;而~(210)Pb的结果显示,羊卓雍错湖心和北部湖区的沉积物累积率分别为0. 014 6 g/(cm~2·a)和0. 014 7 g/(cm~2·a),对应的年均沉积速率分别为0. 040 cm/a和0. 041 cm/a。~(210)Pb和~(137)Cs的定年结果在北部湖区的定年结果差别较大,很可能是由于湖水在北部湖区的渗漏,导致沉积物中Cs的纵向迁移造成的。     

青海共和盆地降尘观测与137Cs测定的初步结果

通过对1998～1999年共和盆地的降尘观测和尘样的¹³⁷Cs分析,测定了降尘速率及其月分配;对尘源进行了¹³⁷Cs示踪,并从理论上估算出降尘产生的¹³⁷Cs再分配,对沉积速率的计算模型进行了讨论.作为采用¹³⁷Cs法研究沙尘暴降尘的一次尝试,这些初步结果对沙尘暴测定及其强度评估等方面研究有一定的借鉴作用.     

贵州乌江渡水库沉积速率及碳氮埋藏通量估算

我国西南地区峡谷型梯级水库沉积物的碳汇效应对全球碳循环有着重要意义。为了探明该区域水库的碳汇强度,本研究选择乌江流域的乌江渡水库作为研究对象,于2015年5月对水库沉积物进行采样,并利用210Pbex核素计年技术,结合沉积物碳氮分析,估算乌江渡水库的碳埋藏量。结果表明:乌江渡水库沉积物平均沉积速率为0.155g/(cm~2·a),TOC沉降通量为70.85g/(m~2·a),堆积通量为29.14g/(m~2·a);TN沉降通量为8.22g/(m~2·a),堆积通量为2.79g/(m~2·a)。乌江渡水库沉积物年均TOC总埋藏通量为1.39×10~9g/a,其中82%来自水库内部光合作用形成的有机质。因此,依据保守的估算,乌江渡水库沉积物的净碳汇通量为23.9g/(m~2·a),保存的净碳汇量为1.1×10~9g/a。研究结果表明水库沉积物是一个重要的碳汇。     

塘库沉积的137Cs法断代测定三峡库区小流域产沙量

本文以三峡库区重庆忠县黄冲子小流域和工农沟小流域为研究区域,依据塘库修建时间(1955年)、退耕还林工程启动时间(2000年)和~(137)Cs示踪技术,确定了小流域不同时期产沙量及产沙模数,并分析比较了不同小流域的塘库沉积物~(137)Cs含量和产沙模数。研究结果表明,黄冲子小流域和工农沟小流域1955~1963年、1963~2000年、2001~2014年的产沙模数均呈下降趋势,库区小流域生态环境得到明显改善;黄冲子小流域不同时期产沙模数均大于工农沟小流域,工农沟塘库沉积物1963年~(137)Cs峰值和表层泥沙~(137)Cs浓度均小于黄冲子塘库,主要与小流域的土地利用类型以及侵蚀方式有关。在以后的研究中,应该加强库区小流域沟道侵蚀产沙量的定量估算,为长江经济带生态环境建设提供参考依据。     

瑞士Greifen湖新近沉积物中的137Cs分布及其计年

于瑞士Greifen湖不同复水深度的位置,采集了直径为12cm的四个沉积物孔心样品,测得~(137)Cs的垂直剖面具相似的分布类型.由垂直剖面中~(137)Cs的峰值作沉积物计年标志得知:沉积物积累速度变化范围为0.22—0.085g/cm~2·a,随采样点与入湖的M(?)nch河口距离增加而递减.界面层沉积作用速率变化范围为1.4—0.55cm/a.显示出入湖泥沙输入和复水深度的双重影响.实际资料和理论概算表明.湖中的大部分~(137)Cs来自M(?)nch河积水盆地并在湖中得到净化.     

Sediment environmental capacity of 137Cs in Daya Bay

Sediment environmental capacity of pollutants is very important for marine environmental management. Based on the methodology of a study on water, soil environmental capacity, and mass conservation theory in a system, the concept and model on sediment environmental capacity for ¹³⁷Cs in Daya Bay were developed. The static capacity for ¹³⁷Cs in the upper sediment near the shore at a shallow area was calculated, and the annual dynamic capacity and total dynamic capacity were also calculated through determination of the typical biomass in the sediment. The results showed that the estimated environmental capacity for ¹³⁷Cs in sediments was approximately equal to the current input of ¹³⁷Cs into the sediments. Controlling the input of ¹³⁷Cs in the sediments within the environmental capacity guarantees the sustainability of the current situation of the Daya Bay ecosystem and avoidance of a significant degradation of the system. Translated from Research of Environmental Sciences, 2005, 18(3): 11–14 [译自: 环境科学研究]