泸沽湖沉积物α纤维素的提取及其稳定碳同位素研究初探

湖泊沉积是环境气候变化的敏感指示器 ,在沉积过程中有机大分子α纤维素不易发生降解 ,其碳链上的C、H、O原子也不会与外界发生交换 ,故沉积物α纤维素的碳同位素能真实地反映原始环境信息。湖泊沉积物中的α纤维素含量少 ,笔者经过反复条件试验 ,得出了从湖泊沉积物提取α纤维素的简便可行的方法。泸沽湖是云贵高原上一半封闭湖泊 ,湖区人为活动干扰较微弱 ,该湖对环境变化敏感。笔者提取了泸沽湖沉积物柱的α纤维素 ,并研究了其碳同位素 ,结果表明 ,α纤维素碳同位素灵敏、精确地反映了该湖一百年来的环境信息 :泸沽湖沉积物有机质以内生为主 ;气候变化趋势为冷—暖—冷—暖。     

贵州草海沉积物纤维素氧同位素研究及其古环境意义

纤维素在湖泊沉积过程中不易发生分解,故其稳定同位素组成能真实地反映原始环境信息。本文在建立一套有效的四阶段(酸洗、碱洗、漂白及碱洗)湖泊沉积物纤维素提取基础上,成功测定了近500年草海沉积物纤维素氧同位素组成。草海纤维素氧同位素组成与董哥洞石笋恢复的降雨量的一致性变化表明纤维素氧同位素主要反映湖水氧同位素组成,进而指示了湖区降雨量变化。     

植物硅酸体研究在黄土古气候恢复中的应用

地表植被对环境变化的响应最为敏感 ,沉积物中保存的各种植物残余是古环境研究的良好材料 ,植物硅酸体因其特有的物理化学性质 ,成为古气候信息的绝佳载体。在大量现代植物研究基础上 ,科学家们通过对第三纪以来各种沉积物中硅酸体组合的研究 ,较好地恢复了当时的古植被、古气候及其演化特征 ,在缺乏其它化石依据的黄土地层研究中表现更为突出。由于C3、C4 植物具有明显不同的环境适应性和同位素组成 ,地层中C3、C4 植物硅酸体相对含量和稳定同位素的研究也被成功地应用于古气候恢复中。在现代气候—植被类型和土壤植物硅酸体同位素研究基础上 ,利用数理统计方法 ,建立同位素指标与各种气候因子之间的数学关系 ,将为高分辨率黄土古气候定量研究开辟新的途径。     

总有机碳同位素组成在古环境研究中的应

沉积物或动物化石中的总有机碳同位素组成记录了当时生态植被状况及气候环境信息,对有机碳同位素指标的研究可解译其蕴含的地质历史时期气候和构造事件及变化特征、定量重建古生态系统中植被结构、推断C4植物的起源、扩张等,应用甚为广泛。本文主要概述了总有机碳同位素在古环境研究中应用的基本原理,介绍了在各类载体中获取其数据的实验方法步骤,对其在古环境研究中的地位与作用以例证说明,展示其应用的大好前景。     

湖泊沉积物硅藻提纯方法

硅藻是湖泊沉积物的重要组成部分,沉积物硅藻硅氧同位素在重建古气候、古环境方面具有重要价值。从湖泊沉积物中分离出高纯度硅藻样品十分困难,目前已有的硅藻提纯方法大多要求沉积物硅藻含量高于20%,其适用范围受到很大限制。本文通过对各种分离提纯过程的反复实验和镜下观察对比分析,建立了一套有效的五阶段硅藻提纯方法(盐酸和双氧水除碳酸盐与有机质-过筛除粗颗粒碎屑-沉降除粘土-重液浮选纯化硅藻-过筛除杂),成功地从初始硅藻含量大于7%的沉积物中提取出纯度达90%以上的硅藻样品,为广泛开展沉积物硅藻硅氧同位素研究奠定了基础。在硅藻提纯过程中,通过显微镜下观察对比分析来选择合适的分离方法和流程是建立有效硅藻提纯方法的必要手段。     

海洋古pH重建的技术方法

重建海洋古pH对于海洋酸化进程研究具有重要意义。本文对海洋古pH反演的硅藻组合、硼同位素组成及B/Ca、brGDGTs及3-羟基脂肪酸等技术方法进行了归纳和总结。硅藻组合法系根据沉积物中保存的硅藻的种类和丰度重建水体的古pH,在湖泊研究中有较多成功的应用;硼同位素组成及B/Ca法基于海洋钙质生物中δ11B或B/Ca的变化重建海水pH,brGDGTs法是基于沉积物中brGDGTs的环化指数或异构化程度重建过去海水pH,3-羟基脂肪酸法是基于沉积物中3-羟基脂肪酸的支链比反演海洋古pH。这些海洋古pH的反演技术方法各有特点,就目前而言,仅硼同位素组成及B/Ca法是追溯海洋古pH变化较为成熟的方法。研发海洋古pH反演新技术方法至关重要,完善现有方法构建更加准确精密的海洋古pH重建指标体系任重而道远。     

植物微体遗存分析在第四纪环境研究中的应用:综述与展望

以孢粉、植硅体等为代表的植物微体遗存由于其分布广泛,容易保存,可反映母体植物类型的优点,在第四纪环境研究中得到了广泛应用。本文介绍了植物微体遗存的概念、常见类型,以及它们的提取方法和原理,综述了利用植物微体遗存重建古环境的传统方法和近年来发展的几种古植被与古气候定量重建方法,最后简述了植物微体遗存在年代测定、稳定同位素分析研究上的应用进展与实例。文末指出了现有研究方法的问题与不足,并对今后的多代用指标的综合研究提出了展望。     

粒级-标准偏差法和主成分因子分析法在粒度敏感因子提取中的对比

沉积物全样粒度参数已很难对受不同物源和不同沉积动力影响的古环境进行深入研究,不同来源的多组分分离提取敏感粒级方法较多,不同的方法提取的粒级兼容性及其所反映的环境意义差别值得探讨。本文利用烟台四十里湾3个柱状沉积物粒度分析数据为基础,对比分析粒级-标准偏差法和主成分因子分析法提取的环境敏感因子及其反映的古环境意义。结果表明,两种方法提取的环境敏感因子粒级一一对应,两种方法所提取的敏感粒级含量在沉积物中存在相同的变化趋势,这说明了两种方法均能敏感地反映沉积物相同的沉积动力特征,但粒级-标准偏差法所提取的粒级易受端元组分影响,粒级-标准偏差法所提取的敏感因子主要反演主控因子环境信息。     

基于分步热解技术的沉积岩形态汞同位素分析方法

沉积岩中的汞及其同位素常被用于指示大规模火山活动、海洋氧化还原演变等古环境演化事件,但现有研究主要聚焦总汞含量及相应的总汞同位素组成,缺少形态汞含量及其同位素组成数据,因此无法精准判别古环境中汞的来源、沉积环境和沉积过程。本研究开发了基于热解技术的沉积岩中不同形态汞的分离和同位素分析方法。首先通过沉积岩中典型形态汞（有机质、硫化物和粘土矿物结合态汞）单一标准建立热解温度曲线,然后将上述单一标准物质混合,通过调整升温速率以及形态汞采集的温度范围和时间优化热解分离方法,收集不同温度下析出的气态单质汞进行同位素分析。结果表明,分离的有机质结合态及硫化物结合态汞的δ²⁰²Hg和Δ¹⁹⁹Hg值同参考值的平均差值分别小于0.20‰和0.03‰,因此该分离方法能有效分离上述形态汞并进行汞同位素组成分析。上述方法被进一步应用于分析天然标准物质（黄红壤、水系沉积物、海相沉积岩）的汞形态及其同位素组成,验证了该方法在自然样品中的广泛适用性。     

气候变化对降水稳定同位素组成定量重建古高度的影响-洞穴石笋研究的新认识

定量重建古高度是当前地球科学的重要进展之一.本文概述了降水稳定同位素组成定量重建古高度的两种不同途径,也就是经验回归方程和理论公式计算同位素直减率的两种方法;讨论了降水氧同位素组成重建古高度的主要误差来源和相对大小.根据亚洲季风区石笋记录,本文进一步分析了气候和环境变化对降水氧同位素组成及降水同位素直减率的影响,指出使...     

铅稳定同位素在示踪环境污染中的应用

根据Pb同位素的地球化学特点,分析了Pb同位素在示踪环境污染中的理论基础.从国内外大量研究实例出发,总结了近年来Pb同位素在示踪工业Pb污染的应用现状,肯定了Pb同位素在示踪Pb工业污染中的地位和作用.结合我国首次北极考察海洋大气气溶胶铅稳定同位素的初步研究,笔者认为研究环境系统有关对象(如大气、海水、冰雪和沉积物等)的Pb同位素组成,通过其Pb同位素混合模型计算和源区参数计算,可有效示踪Pb工业污染的来源、分布和远距离传输规律.      

浅析环境因子对城市缓流水体底泥磷释放的影响

水体富营养是当今世界面临的一个严重环境问题.造成富营养化的限制因子主要是氮和磷,尤其是磷.对于大多数外源磷得到控制的水体来说,底泥磷的释放对长期维持藻类生长,促进水体富营养化的发展具有举足轻重的作用.但是,底泥对磷的释放与吸收是有条件的,它受到多种因素的影响.在此采用实验模拟的方法,考察温度、pH值、扰动、溶解氧、不同深度、覆盖等环境因子对底泥磷释放的影响,进行初步为城市缓流水体富营养化的防治及治理积累基础资料和信息.     

基于水文地球化学信息和环境同位素的地下热水成因分析

以海南省乐东县福报地热田内分布的基岩热水井为研究对象,利用水文地球化学信息和环境同位素技术分析地下热水的形成机制。结果显示,本区地下热水以高偏硅酸、低矿化度为特征,水化类型为HCO_3-Ca型。氢氧同位素特征、Cl-SO_4-HCO_3及Na-K-Mg三线图表明,本区地下热水主要来源于大气降水,受地壳深部地热水影响较少。地下热水中~3H、~(14)C同位素年龄测定结果表明区域地下热水不存在大尺度的径流模型,且在出露过程中混入了常温水。     

污染底泥环保疏浚工程的理念·应用条件·关键问题

污染底泥是水体最主要的内源,存在污染物二次释放的风险,而环保疏浚可以有效地清除污染底泥、降低内源污染负荷及其释放风险,因此近年来该技术在水环境治理中得到广泛的应用.环保疏浚的主要目的是有效清除河流、湖泊（水库）水体污染底泥中累积的污染物,并对浚后污泥进行安全处理处置,为污染河流、湖泊（水库）水质改善与生态修复发挥工程作用.作为湖泊、河流水污染综合治理技术体系的重要组成部分,环保疏浚是生态环境工程技术之一,也是湖泊河流水污染治理的重要手段;但底泥疏浚同时也存在疏浚效果不理想、可能造成原位扰动与异地污染、改变水生态系统的结构与功能等生态风险.研究显示,未来环保疏浚的主要发展方向应包括:① 基于调查评估基础上的污染底泥分区、分类环保疏浚及处理处置研究;② 污染底泥环保疏浚与区域生态修复一体化设计研究;③ 污染底泥环保疏浚-浚后干化-处理处置-资源化集成技术研究;④ 污染底泥环保疏浚、处理和资源化全过程监管评估技术研究.      

Integrated environmental assessment: an urban perspective

１　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｒｂａｎａｒｅａｓｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅｗｏｒｌｄａｒｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙａｆｏｃｕｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｏｎｃｅｒｎ．Ｔｈｅｙａｒｅｐｌａｃｅｓｏｆｉｎｔｅｎｓｅａｎｄｇｒｏｗｉｎｇｅｃｏｎｏｍｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ．Ｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｕｒｂａｎｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓａｒｅｇｒｏｗｉｎｇｒａｐｉｄｌｙ．Ｉｔｉｓｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｈａｔ，ｂｙ２０００，ｍｏｒｅｔｈａｎｈａｌｆｔｈｅｗｏｒｌｄ○ｓｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｗｉｌｌｌｉｖｅｉｎｔｏｗ…     

环境科学研究的新基点——祝贺《环境科学》创刊十周年

自然资源开发与环境保护问题的核心,在于生态系统效应。当代科学技术面临的世界性问题主要是人口、资源、能源与环境问题及其交叉影响。 1983年,日本科学技术会议曾向中曾根首相提出今后十年日本的基本方针,其中三个主要推动领域中都很重视环境科学研究:     

胶州湾沉积物中的磷及其环境指示意义

研究了胶州湾沉积物中磷形态的地球化学分布特征、控制因素及环境意义,将胶州湾沉积物中的磷分为可交换态磷、铝结合态磷、铁结合态磷、闭蓄态磷、自生钙磷、碎屑态磷和有机磷7种不同的形态,并结合210Pb测年法计算了不同年代各形态磷的埋藏通量,在此基础上,分析了胶州湾沉积物中磷所给出的环境信息.结果表明,无机磷是胶州湾沉积物中磷的主要形态,有机磷只占较小的比例,无机磷中钙磷占的比例相对较大,其中碎屑态磷是含量最高.磷的含量及埋藏通量的垂向分布受到pH、盐度、温度、生物扰动、沉积速率等环境因子的影响.相关分析及元素的OC/OP比值分析证明,近20a,陆源输入是胶州湾沉积物主要来源,并且沉积速率不断增大.由于近年来采取的较为得力的治污与排放措施,胶州湾的环境状况已有明显改观.研究还表明,Fe-P,Al-P和Oc-P的含量与海域污染程度有较密切的关系,可作为表征海洋沉积环境污染状况的指示因子之一.     

洱海沉积物重金属地球化学相及其污染历史研究

高原封闭、半封闭型湖泊是气候和环境演化的敏感指示器，其沉积物记录具有连续性、敏感性和高分辨率的特点。高原湖泊沉积记录在恢复和重塑各种短时间尺度（千年、百年、十年）的气候和环境演化序列上，具有其它自然历史记录无法替代的优势，尤其在揭示近代环境污染历史方面更有其独到之处。本文通过对洱海沉积物重金属地球化学相的研究，利用因子分析方法，识别了沉积物重金属的主要来源和影响其分布的主要因素，即：流域侵蚀作用、大气沉降作用、工业废水与生活污水的排放，以及早期成岩作用。同时，结合沉积物柱芯210PBex计年结果，本文初步评价了洱海150多年来的重金属污染历史：1958年以来．因为化石燃料使用量的增加．洱海湖区大气污染日趋严重；1982年后，由于西洱河水电站的建成运行和湖区植被的破坏，流域侵蚀作用显著加强，应当引起重视。