东南极冰盖中山站-Dome A断面表层雪中SO_4~(2–)和MSA的空间分布特征

中山站-Dome A断面考察是国际横穿南极科学考察计划(ITASE)的核心考察路线之一,具有重要的科学意义,在国内外产生了广泛影响。中国第31次南极科学考察内陆冰盖考察期间,采集了中山站-Dome A断面上约10 km间隔的表层雪样品,通过离子色谱实验分析,得出了断面上含硫化合物(SO_4~(2-)与MSA)的含量。在整个断面上,nssSO_4~(2-)和MSA含量表现出微弱的递减变化趋势,呈现出区域性变化趋势。在内陆高原区域(Dome A区域),nssSO_4~(2-)与MSA存在较好的线性关系([MSA]=0.1158×[nssSO_4~(2-)]–1.1497,r~2=0.75)。MSA/nssSO_4~(2-)比值在断面上的变化范围为0.04—0.47,均值为0.14,比值表现为沿海区域高于内陆区域,与低温条件下MSA/nssSO_4~(2-)比值大相矛盾,原因是由于源区的不同或风场而造成的。通过对断面上含硫化合物的研究,为进一步利用冰芯SO_4~(2-)与MSA记录研究过去气候环境提供了科学依据。     

南极雪冰中硝酸根稳定同位素研究进展

硝酸根(NO_3~–)是南极雪冰中主要的化学离子之一,过去对雪冰NO_3~–记录与气候环境信息的关联开展了广泛研究。然而,不同于雪冰中其他化学离子,NO_3~–沉积进入雪层中会发生一系列复杂的沉积后过程,给定量解读雪冰NO_3~–的气候环境信息带来了严峻挑战。NO_3~–的稳定同位素构成则为定量解译大气氮的来源、氧化剂的相对丰度等提供了有力工具,受样品量(尤其是冰芯)和含量所限,目前对南极雪冰中NO_3~–稳定同位素研究仍非常薄弱。本文综述了目前南极雪冰中NO_3~–稳定同位素的空间分布特征和主要影响因素、NO_3~–的沉积后过程和相关机制及南极雪冰中NO_3~–稳定同位素记录,并指出了目前研究存在的主要问题,探讨了未来南极雪冰中NO_3~–稳定同位素可能的研究重点和方向。     

冷水河水化学特征枯汛期对比

基于盘龙江支流冷水河的Ca~(2+)、HCO_3~-、F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-、SO_4~(2-)、pH、EC、有机碳、无机碳、温度等理化参数,运用Pearson相关系数法、Piper三线图等方法,探讨冷水河水化学枯汛期变化特征。河水阴离子以HCO_3~-、SO_4~(2-)等为主,Ca~(2+)、HCO_3~-与EC、无机碳等正相关显著,与pH、T负相关显著;SO_4~(2-)与Cl~-正相关显著,与HCO_3~-负相关显著。HCO_3~-、Ca~(2+)、有机碳、SO_4~(2-)等浓度枯水期高于汛水期,NO_3~-则反之。汛水期,温度和SO_4~(2-)浓度呈微增趋势,有机碳、无机碳和F~-、Cl~-、NO_2~-、NO_3~-等浓度与水源泉十分接近;枯水期沿流程离子浓度变化相对稳定,与水源泉水相近。冷水河水化学变化与气候条件、土地利用、分散和集中补给等多种因素有关。     

极地气溶胶及雪冰中非海盐硫酸根与甲基磺酸时空分布及环境指示

非海盐硫酸根(nssSO_4~(2-))和甲基磺酸(MSA)是极地气溶胶和雪冰介质中主要的含硫化合物。空间尺度上,南半球nssSO_4~(2-)和MSA具有明显的纬度效应特征;时间尺度上, nssSO_4~(2-)和MSA具有季节变化特征(夏高冬低),南极冰芯中MSA和nssSO_4~(2-)浓度均在冰期增大,北极冰芯记录出现MSA浓度在冰期减小、但是nssSO_4~(2-)浓度在冰期仍然增大的现象。利用极地nssSO_4~(2-)和MSA可以指示海洋初级生产力、大气温度、海冰范围变化以及人类活动影响等气候环境信息,并对利用nssSO_4~(2-)和MSA开展全球变化研究进行了展望。     

湿润季风气候条件下芒硝矿区土壤盐分空间分布特征

以ArcGIS和地统计学为平台,研究四川盆地西南边缘丹棱县某芒硝矿区土壤EC、水溶性盐总量(TWSS)及其阴阳离子的空间分布特征。结果表明:1.研究区土壤EC在0.06~2.38 m S/cm,其平均值为0.41 m S/cm。TWSS在0.48~5.93 g/kg,阴离子以SO_4~(2-)和HCO_3~-为主,阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,为硫酸盐-苏打型;EC与TWSS呈极显著正相关关系,它们均受到钙芒硝矿主要成分SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Na~+的影响。2.土壤EC、TWSS和HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+、Na~+具有强烈空间相关性;Cl~-和Mg~(2+)具有中等空间相关性,说明EC、TWSS、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、Ca~(2+)、K~+和Na~+受结构性因素的影响大,Cl~-和Mg~(2+)的空间分布是结构性因素和随机因素共同作用的结果。3.土壤TWSS的空间分布呈从矿区向周围递减的特征,HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量的高值区均出现在矿区附近,EC和Na~+含量的高值区不仅出现在矿区附近还出现在北部区域;Cl~-和NO_3~-的含量呈从南到北递增的趋势。根据盐渍化分级标准,研究区土壤盐渍化样点数占总样点数的44.23%,而面积占总面积的53.25%,应采取相应措施进行修复与治理。     

中亚天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川雪坑化学特征及其环境指示意义

基于2008年7月天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川雪坑实测资料,探讨其冰川雪坑离子化学特征及环境指示意义。研究发现,Ca2+、Mg2+是青冰滩72号冰川雪坑中主要阳离子;雪坑中阳离子浓度顺序为:Ca2+>Mg2+>Na+>K+>NH4+,其中,Mg2+、K+和Ca2+主要反映长距离沙尘源物质传输情况;Cl-和Na+则一半以上来源于海盐;青冰滩72号冰川NO3-浓度高于天山地区含量平均值。     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑化学特征及环境意义

2004~2007年在天山奎屯河哈希勒根51号冰川采集3个雪坑样品。运用相关分析、海盐示踪法等方法,对化学要素的季节变化特征及主要阴阳离子来源进行分析研究。结果表明,雪坑中不溶粉尘和主要化学离子具有明显的季节变化特征;春季期间降雪中粉尘浓度明显高于其他季节。主要离子的浓度在沙尘季节也明显高于非沙尘季节。雪坑中Ca²⁺是主要阳离子,SO₄^2-是主要阴离子。除NO₃^-外,雪坑中其他离子浓度之间均存在较好正相关。表明冰川区主要受中亚地区沙尘活动影响;同时雪坑中的离子(尤其是Na⁺)除陆源矿物粉尘之外,一定程度源于海洋源。     

补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学特征

为探究补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学组分的变化规律,采用水化学分析测试方法,对2015年5月和7月分别就矿区33口长期观测孔内潜卤水中的Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的含量进行测定,分析矿区潜卤水中Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-的变化趋势,并查明其分布特征。结果表明:补水背景下,大盐滩矿区潜水含水层中的潜卤水水化学组分在时间和空间上存在着明显的变化。在时间上,5~7月时间段内,K~+,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度升高,且Na~+浓度变化幅度较大;Ca~(2+)、Cl~-浓度降低。在空间上,矿区中部和东南部,晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)浓度较高;矿区北部晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度则相对较低。补水可以适当地增大开采区域潜卤水中K~+的浓度,提升卤水的质量。     

藏南羊卓雍错流域水化学状况及其形成机制（英文）

The hydrochemistry of alpine lakes reflects water characteristic and its response to climatic change. Over 300 water samples had been collected from 52 sites of 5 lakes and 7 inflowing rivers in the Yamzhog Yumco Basin, South Tibet, during 2009–2014, basing which the hydrochemical regime and its mechanism were analyzed along with the adoption of hydrological investigations in 1979 and 1984 as well. Results revealed that the waters were hard with weak alkalinity for the Yamzhog Yumco Basin. Most of them were fresh, and the rest were slightly saline. The hydrochemical types of 5 lakes(i.e., Lake Yamzhog Yum Co, Puma Yum Co, Bajiu Co, Kongmu Co, and Chen Co) were SO_4~(2–)–HCO_3~––Mg~(2+)–Na~+, HCO_3~–– SO2–2+4–Mg~(2+)–Ca, SO_4~(2–)–Mg~(2+)–Na~+, SO_4~(2–)–HCO_3~––Ca~(2+), and SO_4~(2–)–Na~+–Mg~(2+)–Ca~(2+), respectively. As for rivers, HCO_3~– and SO_4~(2–) were the major anions, and Ca~(2+) was the dominant cation. Lake Yamzhog Yum Co, the largest lake in the basin, exhibited remarkable spatial variations in hydrochemistry at its surface but irregular changes with depth. The weathering of evaporates and carbonates, together with evaporation and crystallization, were the major mechanisms controlling the hydrochemistry of waters in the Yamzhog Yumco Basin. Global warming also had significant impacts on hydrochemical variations.     

极地雪冰中高氯酸盐的研究进展

环境中普遍存在着自然条件下产生的高氯酸盐(ClO_4~–),其同位素组成的显著特征(如17O异常和/或36Cl正值)表明这些ClO_4~–很可能来自于大气平流层且臭氧(O3)参与了其形成过程。极地冰盖是保存大气来源ClO_4~–的天然档案,能够提供大气来源ClO_4~–的含量、空间分布、长时间尺度内的变化序列及不同历史时期的来源等信息。这些信息对于明确人类活动对大气来源ClO_4~–的影响,大气中产生ClO_4~–的机理,以及大气中ClO_4~–的产量与大气化学、环境条件之间的关系具有重要意义。在总结了极地雪冰中ClO_4~–的来源、含量水平、时间变化序列及大气中产生ClO_4~–的机理等方面的研究进展之后,提出今后应利用极地雪冰样品研究不同区域ClO_4~–的大气圈层(平流层、对流层)主要来源,并开展雪冰中ClO_4~–的沉积后过程研究,从而能够更好地理解ClO_4~–的大气化学过程,并获取大气中ClO_4~–的产量及其变化的真实信息。     

中国天山冰川区降水、积雪pH和电导率季节变化特征分析

根据乌鲁木齐河源区2003-2004年度的大气降水样品、1号冰川一个完整年周期的连续雪坑样品及哈密庙儿沟平顶冰川和奎屯51号冰川雪坑样品的pH和电导率资料,系统探讨大气降水、表层雪、雪坑样品中pH和电导率的季节变化特征和沉积过程中pH和电导率的变化特点,以及不同冰川区雪坑中pH值和电导率的空间差异。结果表明:大气降水及表层雪中pH和电导率有着相似的季节变化趋势,主要受冰川所在区域大气中可溶性离子浓度和沉积后过程的影响;对1号冰川大气降水、表层雪和雪坑样品中pH和电导率的对比分析发现,从降水到表层雪,最后到雪坑样品的演化过程中,pH和电导率均呈减小趋势,而且pH和电导率的最高值均出现在春季;自西向东随着地理环境的变化,雪坑中样品的pH值呈升高趋势,哈密庙尔沟平顶冰川最大,乌鲁木齐河源1号冰川次之,奎屯哈希勒根51号冰川最小,但电导率却呈现出了不同的变化规律。     

格尔木河中上游水化学变化及其影响因素

格尔木河是柴达木盆地一条重要的河流。通过系统取样和水化学研究,探讨了格尔木河中上游水化学变化特征并揭示了其影响因素。研究表明,雪水河汇入是导致格尔木河水中Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-、B_2O_3、Li~+、K~+等组分变化的主要因素。人类活动则导致Ca~(2+)、HCO_3~-、NO_3~(2-)、Sr~(2+)等组分在局部河段出现异常高值。格尔木河水化学变化是自然和人为因素叠加作用造成的。     

南极冰盖SO_4~(2-)浓度记录研究进展

本文综述了南极冰盖雪冰中SO2 -4 的来源、SO2 -4 浓度记录的时空分布特征 ,特别对nss SO2 -4 记录的火山活动事件进行了概括与总结 ,反映了近年来南极雪冰中SO2 -4 记录的最新研究进展。南极冰盖雪冰中SO2 -4 来源的综述表明南极地区雪冰中的SO2 -4 主要来源于海盐、海洋生物和火山喷发三种。很多研究表明 ,用南极冰芯中记录的nssSO2 -4 可以恢复火山活动的历史 ,虽然对同一次火山活动 ,在取自南极不同地区的冰芯中 ,其浓度和沉积通量大不一样 ,然而 ,各次火山活动引起的硫酸根离子的沉积通量相对于Tambora火山的沉积通量的百分比在不同冰芯中却经常具有可比性 ,这使得利用冰芯中nssSO2 -4 的沉积通量推算历史时期火山喷发的强度成为可能     

柴达木盆地尕斯库勒盐湖区盐生植物吸盐效应及其耐盐性评价

选取柴达木盆地尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出了9种优势盐生植物,开展了盐生植物生长区土体颗粒、容重、含水量等物理性质指标,以及土体中HCO_3~-、Cl~-、SO_4~(2-)、K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)7种易溶盐离子含量试验测试,分析了区内芦苇、海韭菜等9种盐生植物茎叶和根系部分HCO_3~-、Cl~-等7种易溶盐离子含量及其分布规律。在此基础上,探讨了区内9种盐生植物对易溶盐离子吸收作用及其差异性;采用盐生植物地上茎叶部分K~+/Na~+比值结果,定量评价了区内9种盐生植物耐盐性及变化规律。结果表明,区内9种盐生植物茎叶部分K~+/Na~+比值由大至小依次为:小花棘豆0.84、羊齿天门冬0.58、白刺0.55、盐地风毛菊0.52、海韭菜0.50、无脉苔草0.47、洽草0.41、芦苇0.39和赖草0.34。研究结果可为尕斯库勒盐湖区及其周边地区利用盐生植物改良土壤盐渍化提供理论支撑。     

祁连山浅山区降水化学的环境意义北大核心CSCD

通过连续收集降水样品对祁连山浅山区民乐县大气降水特征及水汽来源进行研究,运用相关分析和主成分因子分析,探讨了2013年5月27日至2014年7月7日祁连山民乐地区降水常量离子的化学特征。结果表明:研究时段内降水离子浓度由大到小依次为Ca^(2+)>SO_4^(2-)>NH_4^+>Cl^->Na^+>NO_3^->Mg^(2+)>K^+,其中Ca^(2+)和SO_4^(2-)是高浓度离子,阳离子总浓度远远高于阴离子总浓度。降水pH平均值为7.44,降水电导率的变化范围为4.0μs·cm^(-1)~940.0μs·cm^(-1),平均值为167.93μs·cm^(-1)。Ca^(2+)离子和SO_4^(2-)离子分别占阳离子和阴离子总浓度的47%和44%。各阴阳离子随季节变化表现出明显的波动趋势,冬、春季节降水极少时阴阳离子浓度较高,而在夏季降水较多时各离子浓度较低。冬春季频繁的沙尘暴活动造成大气陆源气溶胶浓度升高,且该时段降水量少,因此降水离子浓度升高。相关分析和主成分因子分析结果表明,祁连山浅山区民乐县的降水化学离子主要来源于陆源物质,农业生产和人类活动产生的气溶胶是次要来源。     

Li2SO4溶液中离子间的缔合相互作用:基于密度泛函理论和分子动力学模拟的研究

基于密度泛函理论,使用B3LYP/aVDZ方法对[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇的结构和性质进行了系统地研究,并结合Car-Parrinello分子动力学(CPMD)模拟了不同浓度的Li_2SO_4溶液结构,目的在于理解在Li_2SO_4溶液中离子间缔合相互作用及可能存在的物种。研究发现,对于[Li_2SO_4(H_2O)_n]~0(n=0~10、18)水合团簇,双配位单齿螯合接触离子对结构比双配位双齿螯合接触离子对结构更稳定,溶剂共享离子对结构最不稳定。同时,CPMD模拟结果表明,在3.09和3.17 mol/kg的Li_2SO_4溶液中,双配位单齿螯合接触离子对结构仍然是主要物种。以上结果表明在饱和的Li_2SO_4溶液(3.16 mol/kg)中,Li~+和SO_4~(2-)离子间的相互缔合作用主要以双配位单齿螯合接触离子对结构的物种存在,而具有双配位双齿螯合离子对结构的物种占少数,溶剂共享离子对结构几乎不存在。     

中国长三角地区船舶排放对PM2.5的贡献：向岸气流的影响(英文)

船舶排放是影响沿海地区空气质量的重要因素。在向岸风的作用下,船舶排放对沿海地区大气污染物的不利影响更加显著。然而,已有研究仅仅基于特定时间范围内以及特定站点的情况,针对全年长时间序列以及不同季节,向岸风的发生频率以及对船舶排放传输的影响还尚未完全了解。因此,本研究选择长三角地区作为目标研究区域,使用WRF/Chem (The Weather Research and Forecast model coupled with Chemistry)模型来探究2018年向岸风影响下,船舶排放对沿海地区PM_2.5的影响。结果表明：(1)向岸风影响下,船舶排放对PM_2.5的贡献较全年平均贡献和非向岸风影响下的贡献更为显著,尤其是在沿海地区。向岸风时段,船舶排放对PM_2.5的贡献值在上海市和宁波市可分别达到9.3μg m^–3和7.4μg m^–3,分别为全年平均值的1.8和1.3倍。(2)在向岸风时段,船舶排放对PM_2.5的贡献不仅在沿海地区显著增加,在内陆地区的贡献也较...     

PVC膜高氯酸根离子选择电极的研制和应用

以高氯酸三庚基十六烷基铵为活性材料的 PVC 膜高氯酸根离子选择电极 Nernst 响应范围2×10~(-6)～10~(-1)M,选择性良好,以邻苯二甲酸二辛酯增塑的电极,K_(clo_4~-,cl~-)=7.8×10~(-5),K_(clo_4~-,Br~-)=2.6×10~(-4),K_(clo_4~-,1~-)=1.9×10~(-2),K_(clo_4~-,NO_3~-)=9.8×10~(-4),K_(clo_4~-,clo_3~-)=1.6×10~(-3),K_(clo_4~-,BF_4)=8.3×10~(-2)。使用寿命～6个月。以此电极指示,用 CETAC 电位滴定≥5×10~(-4)MClO_4~-,Gran 作图法处理结果,回收率99.5—102%,变动系数0.3%。以 AgCl 和硫酸亚铁铵消除 I~-、IO_4~-和 MnO_4~-的干扰,常见的阴阳离子无显著影响。可用于高氯酸盐测定。     

寒旱环境4种草本和灌木植物耐盐性试验研究

选取4种适宜于西宁盆地及其周边地区生长的老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon Maxim.)作为供试种,采用室内种植方式进行0、30、60、90、120 mmol/L 5种浓度的Na_2SO_4溶液胁迫试验。研究4种植物地茎(径)、株高、干重等生长指标及地上和地下部分Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)6种易溶盐离子含量,探讨4种植物的耐盐性特征。结果表明:盐胁迫对4种植物的生长具有一定抑制效应,其地茎(径)、株高、干重均逐渐降低,其中盐胁迫条件下对老芒麦的抑制作用相对较为显著,其次为垂穗披碱草、霸王和柠条锦鸡儿;随着胁迫浓度增加,4种植物地上和地下部分Na~+和SO_4~(2-)含量显著增加,而K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-含量呈逐渐降低;柠条锦鸡儿地上部分K~+/Na~+值相对较高,为0.73~9.70,其次为霸王和垂穗披碱草,为0.46~8.35和0.45~7.57,老芒麦相对较低,为0.25~6.12,表明区内4种植物耐盐性由大至小依次为柠条锦鸡儿、霸王、垂穗披碱草、老芒麦。研究结果对于西宁盆地及其周边地区开展利用植物有效防治土地盐渍化具有理论指导意义。     

绿洲沙漠过渡带柽柳(Tamarix ramosissima)灌丛沙堆-丘间地系统土壤盐分含量特征

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲西部过渡带为研究区,选取植被盖度为30%、15%~20%、10%、5%的4个典型样地,对各样地的柽柳(Tamarix ramosissima)灌丛沙堆-丘间地系统典型部位0~10cm和10~20cm土壤进行系统采样,测定土壤pH值及总盐、Cl~-、Na~+、K~+、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-含量,从风沙地貌的角度探讨过渡带沙漠化进程中土壤盐分分异规律。结果表明:随着植被总盖度的降低,0~10cm层土壤pH值及总盐、Cl~-、K~+、Na+含量总体呈先升高后降低的趋势;土壤SO2-4和Ca~(2+)含量呈先降低后升高的变化趋势;Mg~(2+)含量随着植被盖度的变化没有明显的变化规律。灌丛下→沙堆边缘→丘间地→风影区,总盐、Cl~-、K~+、Na~+、SO_4~(2-)、Ga~(2+)、Mg~(2+)含量呈先减小后增大的变化规律,最大值均位于灌丛下,最小值位于丘间地;pH值和HCO_3~-含量大体呈先升高后降低的趋势,最小值位于灌丛下,最大值多位于丘间地,二者存在中度相关(r=0.644)。与0~10cm土层相比,10~20cm总盐、Cl~-、K~+、Na~+含量明显增加,SO_4~(2-)、HCO_3~-、Ga~(2+)含量降低,Mg~(2+)含量和pH值没有明显的变化。两土层各盐分含量随植被盖度的梯变呈相对一致的变化趋势。在不同的环境条件下,以蒸腾作用、泌盐作用和根系的选择性吸收作用等为主的生物积盐作用与地下水蒸发聚盐以及地表风蚀强度等非生物因素之间的平衡关系,应该是影响绿洲沙漠过渡带柽柳灌丛沙堆盐岛效应强弱的关键因素。