长江武汉江段水体中稀土元素的含量和形态

本文采用中子活化分析技术同步研究了稀土元素在长江武汉江段水－悬浮物－沉积物中的地理含量分布及其赋存形态。结果表明，稀土元素在河水中溶解态含量极微，而悬浮态含量较高变幅较大。沉积物与悬浮物中稀土元素含量相近，其含量高低与粒级大小呈负相关，与矿物组成密切相关；稀土元素分布模式均为轻稀土富集、Ｅｕ亏损型。各元素赋存形态均以结晶态为主，各形态所占比例的排序为结晶态≥有机硫化物态＞铁锰氧化物态＞碳酸盐态≥可交换态。各稀土元素相对比较，５种形态的分配比例有一定差异，中稀土Ｅｕ、Ｓｍ、Ｔｂ较轻，重稀土的结晶态所占比例低，而其它形态则相反。     

汉水沉积物中元素的地球化学特征

本文系统研究了汉水沉积物中元素的含量水平、分布、相关关系，元素含量与粒度关系及沉积物矿物组成等地球化学特征。研究结果表明：汉水沉积物中Ａｓ、Ｐｂ、Ｃｄ呈富集状态，Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ呈分散状态；库底沉积物中元素含量高于河底沉积物，沉积物中Ｃｕ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｎｉ之间及Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ之间相关性较好；随粒径减小，粘土矿物所占比例呈上升趋势，碎屑矿物所占比例呈下降趋势；除Ｈｇ、Ｍｎ外，其它元素含     

北极楚科奇海近代沉积物稀土元素地球化学特征初探

于 1 999年夏季我国首次北极科学考察期间在楚科奇海采集了三个沉积物岩芯 ,并采用中子活化法 (INAA)测定了沉积物样品中稀土元素的含量。结果表明 ,其含量与东海大陆架细粒沉积物的稀土元素含量十分接近。稀土元素的含量沿沉积物岩心的垂直分布呈现出随深度轻微增大的趋势。页岩标准化的稀土元素配分模式相对平缓 ,Ce有轻度负异常 ,表明沉积物稀土元素除了陆源物质以外 ,也存在生物沉积作用的来源。稀土元素与指示陆源的元素Al具有良好的正相关关系 ,相对于地壳丰度所计算的富集因子接近于 1 ,进一步说明楚科奇海沉积物中的稀土元素以陆源物质输入为主 ,通过江河携带入海 ,最后随碎屑物质、悬浮物而沉积下来 ,并保持一种稳定的沉积状态。     

南极普里兹湾沉积物稀土元素地球化学特征

利用中国第29次南极科学考察在南极普里兹湾获取的3个短柱样品,进行了稀土元素测试分析,探讨了普里兹湾海洋沉积物稀土元素特征、分布模式及其控制因素。结果表明,普里兹湾各站沉积物中稀土元素含量各异,但均具有与上陆壳、中山站变质岩相似的页岩标准化配分模式,整体表现为轻稀土富集型,说明其物源一致,具有明显的大陆地壳来源特征。结合沉积物粒度、化学元素、生源指标等分析其分布及富集规律,发现物源是控制研究区稀土元素组成的主要因素,同时生物作用会对稀土元素的含量产生稀释,但"粒度效应"在此并不明显。普里兹湾沉积物短柱稀土元素参数垂向变化,反映了百年尺度内物源输入、沉积环境的变化。各站δCe值普遍具有向下减小的趋势,反映了随深度增加沉积环境的氧化性逐渐减弱的特征。     

上海滨岸潮滩水沉积物中无机氮的季节性变化

对长江口南翼上海滨岸带3个站点潮滩上覆水，沉积物和间隙水中的3态无机氮的含量分布的年度季节性监测研究表明：潮滩上覆水中溶解无机氮以NO3－N为主：表层沉积物中可交换态无机氮以NH4－N为主，约占70％－85％，沉积物间隙水中主要无机氮为NH4－N和NO3－N。潮滩水体中NH4－N的季节性变化幅度不大，而NO3－N和NO2－N的季节性变化明显，在冬季含量明显降低；但沉积物和间隙水中氮氨和硝态氮的浓度在冬季则有较大增加。初步探讨了潮滩水和沉积物中无机氮分布季节性变化的主要影响因素，估算了潮滩表层沉积物－水界面无机氮的扩散通量，指出NH4－N的扩散释放对滨岸水环境质量影响较大。     

基于沉积物理化性质的雅鲁藏布江中游粉尘物源研究

物源是风沙研究的主要内容。雅鲁藏布江中游风沙区是西藏自治区的主要沙丘分布区和受风沙灾害影响的主要区域。但目前对该地区沙尘物源的研究甚少,从而限制了我们对该地区风沙地貌形成演化过程、防沙治沙工程合理布局和沙尘暴预报预警工作的开展。沉积物理化性质是沉积物物源判别的主要证据。为此,收集了雅鲁藏布江中游河岸、河漫滩、河漫滩沙丘、林地和山麓沙丘沉积物样品,对其进行粒度、常量元素和微量元素（<63 μm）分析,对该地区沙尘物源进行判别。结果表明：（1）不同类型地表沉积物粒度特征存在明显空间差异。沙丘沉积物以>63 μm沙为主（>91%）,而河岸和河漫滩粉沙和黏土含量与沙的含量几乎相同。（2）不同地表沉积物的常量元素相似。SiO₂含量最大,MgO含量最小;Fe₂O₃在河岸、河漫滩和林地富集,而在沙丘亏损,其他元素均为亏损。（3）不同地表微量元素差异较大,Ti、Sr和Ba总体为亏损,其他元素为富集。（4）不同地表沉积物的元素比值和风化过程相似,说明了研究区地表沉积物具有相同的物质来源。河岸和河漫滩具有形成风沙灾害的物质条件,是风沙灾害的主要物源。     

兰州市城区河道表层沉积物地球化学元素分布特征

通过对兰州市河道表层沉积物地球化学元素分析发现,兰州市河道表层沉积物41种地球化学元素富集因子多小于1,Cl、S、P、Bi、Cr、Cu、Pb、Sn、U、W、Zn富集因子值均大于2,显示了较高的污染水平。对单个采样点总富集因子的分析研究发现,R值均大于2,显示出较多的富集。其中水磨沟下游和鱼儿沟下游富集因子出现高值,显示出严重污染。元素来源研究结果显示,兰州市河道表层沉积物地球化学元素的来源可分为3类:①生活污水排放以及雨水对地面或街道的冲刷作用;②工业污染,包括冶金、电镀、农药和化肥等污水的排放;③本地土壤类型灰钙土中元素的贡献。通过粒度与元素相关性分析可知,元素P、Cl主要分布于细颗粒物质中,反映了兰州市河道表层沉积物污染物质在细颗粒中有较大量的富集。     

毛布拉格孔兑地表风沙沉积物粒度与地球化学元素分布特征

通过对毛布拉格孔兑流域的地表积物的粒度、化学元素的空间分布的分析,得出的结论:毛布拉格孔兑河流附近沙物质组成表现为风成特性;不同河段沉积物平均粒度参数、化学元素的分布具有一定相似性,且元素之间存在高度的相关性,表明其具有相似的沉积环境;不同河段A-CN-K图解揭示了毛布拉格孔兑不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段;不同地貌单元沉积物粒度组成、地球化学过程表现出一定的递变规律,可能物源有关;毛布拉格孔兑平均粒径与元素的含量存在较好的相关性,说明粒径大小与化学风化程度有一定关系;总之,在不同空间尺度上,毛布拉格孔兑地表沉积物理化特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选,即沉积物对风、水交互作用的响应。这对于构建风水两相沉积物综合判别指标等问题有着重要的意义。     

毛乌素沙地西南缘灌丛沙丘沉积物的粒度和元素特征

对毛乌素沙地白刺(Nitraria tangutorum)灌丛沙丘沉积物粒度和元素特征进行了采样分析.结果表明:灌丛沙丘沉积物来源单一,几乎全部由丘间地物质组成,其粒度和元素特征与丘间地物质极其相似;相对而言,灌丛沙丘沉积物比丘间地物质含有更多粗颗粒物,主要因丘间地可做跃移运动的中沙和细沙更易被灌丛阻挡而堆积;灌丛沙丘沉积物中大部分元素含量比丘间地物质低,主要因这些元素易被淋溶迁移到丘间地富集;灌丛沙丘发育以来,虽然其沉积环境存在波动,但相对稳定,未发生过显著变化.     

松花江上游地区汞污染的化学生态效应

采样分析了吉林省东部松花江上游金矿开采区及其附近水、土壤、动植物及河流沉积物样品中汞的含量，发现河流沉积物中汞的污染相当严重；受其影响当地的植物和两栖类动物——中国林蛙体内总汞和甲基汞含量也明显高于对照组。实验表明，林蛙内脏对汞的富集能力大于肌肉；秋季对汞的富集大于春季；河流沉积物中甲基汞的含量与林蛙体内甲基汞的含量有较好的正相关。汞污染的来源与区域内个体金矿的滥采滥排有直接关系，表明人类活动所产生的有毒重金属在地表过程中出现了化学生态效应。     

黄河中游支流悬移质粒度与含沙量、流量间的复杂关系

本文以黄河中游若干支流为例,研究了宽变幅水沙两相流河流悬移质泥沙的粒度特征。结果表明,宽变幅水沙两相流河流的悬移质泥沙粒度特征与含沙量、流量之间具有复杂的关系。就同一站点而言,随着含沙量和流量的增大,大于0.05mm的粗颗粒泥沙的百分比迅速减小,并达到最小值;当含沙量和流量进一步增大时,其百分比又迅速增大,表现出明显的双值关系。对于小于0.01mm细泥沙而言,情形正好相反。黄河中游不同的支流之间,悬移质泥沙粒度特征与年均含沙量的关系也是复杂的。这些变化图形可以用非高含沙水流与高含沙水流不同的物理力学行为来解释     

Sediment transport to the Laptev Sea–hydrology and geochemistry of the Lena River

This study focuses on the fluvial sediment input to the Laptev Sea and concentrates on the hydrology of the Lena basin and the geochemistry of the suspended particulate material. The paper presents data on annual water discharge, sediment transport and seasonal variations of sediment transport. The data are based on daily measurements of hydrometeorological stations and additional analyses of the SPM concentrations carried out during expeditions from 1975 to 1981. Samples of the SPM collected during an expedition in 1994 were analysed for major, trace, and rare earth elements by ICP-OES and ICP-MS. Approximately 700 km³ freshwater and 27 times 10⁶ tons of sediment per year are supplied to the Laptev Sea by Siberian rivers, mainly by the Lena River. Due to the climatic situation of the drainage area, almost the entire material is transported between June and September. However, only a minor part of the sediments transported by the Lena River enters the Laptev Sea shelf through the main channels of the delta, while the rest is dispersed within the network of the Lena Delta. Because the Lena River drains a large basin of 2.5 times 10⁶ km², the chemical composition of the SPM shows a very uniform composition. In contrast, smaller rivers with more restricted catchment areas exhibit significant differences.     

克里雅河中下游流域地表沉积物的粒度与化学元素空间分布

通过对克里雅河流域的实地考察、地形测量、取样,分析其流经沙漠过渡带地表沉积物的粒度、化学元素的空间分布,得出以下结论：河流—沙漠过渡带地表沉积物的粒度组成以>2 φ的粒径为主,粒度特征明显表现出风成特点;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Ca、Co、As外都有一定的亏损;不同河段自上游至下游,在不同动力条件下,地表物质粒度特征表现出河漫滩砂与阶地风成砂呈相反的递变趋势;不同河段A-CN-K图解及CIA揭示了克里雅河不同河段地表物质化学风化程度均很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移,不同河段化学风化程度差异与物源及地貌格局息息相关;同一河段不同地貌单元,随距河道远近不同,粒度特征与化学风化程度呈现出一定的递变规律;克里雅河平均粒径与一些元素的相关性,说明粒径大小与表征化学风化程度数值的大小有一定关系。总之,在不同空间尺度上,克里雅河地表沉积物理化学特征的分异实质上反映风动力和水动力的差异性分选。     

泥沙解吸重金属污染物动力学模式研究

从吸附动力学方程和质量守恒出发,导得静态试验中泥沙解吸重金属污染时,单位重量泥沙剩余吸附量和水相浓度随时间变化的计算公式,进而导得单位重量泥沙剩余平衡吸附量和水相平衡浓度的计算公式。在此基础上,结合试验进一步研究了泥沙解吸重金属污染物的动力学模式。     

长江上游干支流悬移质含沙量的变化及其原因

河流含沙量的变化是流域自然与人文因子变化的反映。以长江上游干支流1956~2000年的水沙和降水资料为基础,运用时间系列分析和统计分析方法进行研究。研究发现,干流宜昌站和4条主要支流含沙量的变化不是同步的,4条主要支流含沙量的变化呈现出复杂变化图形。流域面平均年降水量的变化,仅能解释含沙量变化的15.86%~37.21%,说明气候因素的变化不是长江干支流含沙量变化的主要原因。运用双累积曲线分析方法,研究了人类活动 (如水库修建,交通、矿山和城市建设,水土保持,植被破坏和恢复等 )对含沙量变化的影响。人类活动影响在不同的流域有较大差异。与4条主要支流相比,长江干流宜昌站含沙量的变化较小,反映了尺度效应的影响。多元回归分析表明,屏山 、高场、北碚、武隆4站的年均含沙量变化对宜昌站年均含沙量变化的贡献率分别为28.5%、12.6%、44.2%和14.7%。     

特枯水情对长江中下游悬浮泥沙的影响

基于长江中下游气象资料、历史水沙资料和2006 年10 月现场水沙观测资料, 分析了 典型枯水年大通站的月均径流量和输沙率特征、2006 年特枯水情产生的气候背景以及对长江中下游含沙量和悬沙粒径产生的影响。分析表明, 枯水年长江干流输沙量有显著的减少, 2006 年特枯水情下大通站汛期输沙量仅占多年平均值(1985-2000 年) 的19.8%。在特枯水情 和三峡工程蓄水的背景下, 2006 年10 月长江中下游含沙量平均为0.057 kg/m³, 只占 2003-2005 年10 月平均值的20.6%。2006 年10 月长江中下游悬沙中值粒径平均为4.8 µm, 悬沙中值粒径只占多年平均值的26.3%, 占近期平均值的41.8%。含沙量、悬沙粒度和中游 河床冲淤特性的综合分析表明, 城陵矶-湖口河段水沙垂向交换强, 是三峡兴建以后近期河 道调整频繁的河段。洞庭湖和鄱阳湖对长江干流含沙量的贡献较大, 尤以鄱阳湖的贡献最大, 长江中下游其他支流对长江干流含沙量的贡献较小。汉江和巢湖对长江中下游悬沙粒径的影响相对较大, 而洞庭湖和鄱阳湖则对悬沙粒径的影响相对较小。     

水沙条件对黄河下游河道输沙功能的影响

提出河道输沙功能指标F_s为进入某一河道的泥沙总量(干流与支流输入沙量之和)与输出这一河道的泥沙量之比。河道输沙功能与来水量和来沙量有密切关系,若来水减少,来沙增多,则河道输沙功能减弱。来沙中大于0.05 mm粗泥沙含量百分比与河道输沙功能指标成负相关。来沙系数、特别是粗泥沙的来沙系数,是决定黄河下游输沙功能的重要因子;来沙系数越大,则河道输沙功能指标越低。场次洪水的输沙功能指标随场次洪水最大含沙量的增大而降低,历年河道输沙功能指标随各年中高含沙水流频率的增高而降低。小浪底水库修建后,为我们通过调水调沙提高河道输沙功能提供可能。研究表明,场次洪水平均含沙量35 kg/m³,或场次洪水平均来沙系数为(0.015 kg·s)/m⁶,是在调水调沙中实现河道输沙功能优化的最优含沙量和最优来沙系数,平滩流量则是实现河道输沙功能最大化的最优流量级。