黄河流域化学风化作用与大气CO2的消耗

通过对黄河水化学的相关分析和因子分析,得到大气CO2、碳酸盐、蒸发盐、硅酸盐风化过程对黄河水溶解质的贡献率分别为9.78%、37.3%、37.6%和7.54%,表明黄河流域碳酸盐和蒸发盐的溶解是最主要的风化过程,对河水化学的总贡献率达到74.9%.黄河水中约90%的HCO3-来自碳酸盐风化过程,10%来自硅酸盐化学风化.由此对流域现代风化率和大气CO2消耗量进行了估算,得到黄河流域化学风化率和CO2消耗率分别为33.6 t/km2*a和143.85×103 mol/km2*a,其中碳酸盐和硅酸盐风化过程消耗的CO2分别为117.70×103 和26.15×103 mol/km2,黄河流域每年消耗的大气CO2总量达到108×109 mol.与世界流域盆地年均消耗CO2量相比,虽然黄河流域的化学风化率属世界平均水平,但黄河流域风化作用的CO2消耗率却比世界平均值低约41%,这是因为黄河流域是世界上蒸发盐含量最高的地区之一,流域蒸发盐、碳酸盐风化作用占主导地位,而硅酸盐风化作用很微弱.     

黄河流域硅酸盐风化的讨论（2）——流域耗水量对化学风化消耗大气CO2的贡献

由于流域人类活动对水资源的消耗,使河流下游径流量降低,因此研究流域化学风化时必须考虑耗水量的贡献。本文根据课题组2007年黄河流域的化学风化数据,结合流域耗水量,重新估算了黄河流域硅酸盐风化大气CO2的消耗量和消耗率,分别为19.92×109mol.a-1和26.50×103mol.km-2.a-1。黄河流域耗水量对硅酸盐风化消耗大气CO2的贡献已经达到了入海径流量所表征的数量级。针对黄河流域岩石分布类型复杂的特点,作者提出了分段考虑耗水量的计算方法,定量给出了黄河上、中、下游硅酸盐风化CO2的消耗量和消耗率。黄河流域硅酸盐风化CO2消耗率上游>中游>下游,消耗量中游>上游>下游。上、中游硅酸盐风化CO2的消耗量分别为下游的33和37倍左右。     

黄海与东海周边河流及泥质区沉积物黏土矿物的分布特征和控制因素

黏土粒级沉积物作为边缘海环境中最细组分,记录了源区风化剥蚀、河流和风尘搬运模式、海区沉积动力过程和埋藏环境等综合信息,因而具有特殊的示踪意义。通过系统比较黄海、东海周边主要入海河流的黏土矿物数据,揭示出不同河流黏土矿物组成差异明显。伊利石和绿泥石在台湾河流中含量最高,闽江中最低;高岭石在闽江及福建主要河口区最富集,在台湾河流中最低;蒙皂石主要富集在黄河和老黄河中,在闽江、台湾和韩国河流中最低。不同河流的黏土矿物组成差异主要受纬度带气候的控制,黏土矿物比值图解可作为指示地带性气候和化学风化特征的有效指标。河口区黏土矿物组成受差异沉降和其他物源的影响显著。物源判别图解虽能近似区分黄、东海泥质区的物源,但黏土矿物分析误差使得物源判别存在较大不确定性,要结合其他方法(如地球化学)加以验证。     

亚洲入海河流的化学通量及其控制因素

根据发育于俄罗斯（极地）、中国及南亚地区的２０多条亚洲主要河流的比较研究,发现亚洲入海河流的化学一存在明显的规律性。根据离子径流量、离子浓度及离子侵蚀模中将亚洲的入海河流分为三个区,它们各具有不同的化学通量。中国的主要入海河流具有截然不同的化学通量特点,在亚洲占据重要的地位,尤其是流经黄土高原条河流具有特征的化学通量。气候、植被、土壤及地层岩性、化学风化、构造活动等因子基本控制了亚洲的入海河流的化     

罗纳河中的铝、营养盐及常量元素的研究

198 9- 0 5～ 1 990 - 0 4期间在罗纳河下游近入海口处按月采集溶解及颗粒态样品 ,分析了其中的营养盐、铝及常量元素含量。结果表明 ,罗纳河中硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐的平均浓度分别为65.7,3.8,79.8μmol/ dm3。研究的周年内变化范围大 ,其含量明显高于世界上其它受人文活动冲击较小的河流。而在同样的时间尺度下 ,河流中溶解态铝的含量变化较大 ,其含量先随流量的增加而增加 ,其后则由于高流量的稀释作用而下降 ;颗粒态铝的含量则保持在一个较为稳定的水平上。研究结果表明 ,河流中的铝主要来自岩石风化 ,人为活动对其影响较小。通过溶解态铝与营养盐含量的统计分析表明 ,罗纳河中的溶解态铝与初级生产之间不存在相关关系 ,它的含量主要受界面吸附过程控制。通过对常量元素的分析表明 ,罗纳河中常量阴阳离子的含量顺序为 HCO-3 >Ca2 >SO2 -4 >Na >Cl->Mg2 >K ,流域内溶解态组份的含量主要受碳酸盐的溶蚀控制。     

中国东南入海河流沉积物的稀土元素地球化学特征

系统采集了浙闽三条中小河流的代表性表层沉积物和悬浮物样品,用1N盐酸淋滤样品,研究稀土元素(REE)在酸溶及酸不溶相态中的组成特征。浙闽河流沉积物酸溶组分中的REE在总REE中的占比可达32%~82%,其中Fe-Mn氧化物和黏土矿物吸附态是细粒沉积物酸溶组分REE的主要赋存形式。浙闽河流沉积物酸溶组分的REE组成反映其遭受化学风化的信息;酸不溶组分主要由硅酸盐造岩矿物和稳定副矿物组成,尤其是锆石对REE组成有重要贡献。酸不溶相REE组成揭示,当地流域风化物质与潮流作用带入的长江源细颗粒是浙闽河口沉积物的主要来源。REE在风化及水动力分选过程中会发生分异,使得沉积物全岩组成不直接继承其源岩的REE组成特征,运用于物源判别时候需要慎重。中国东南河流沉积物显示Gd异常,这不是人类活动引起的Gd输入所致,而只反映中国东部物质的组成特征。     

海南万泉河、文昌/文教河河口溶解态铝的分布及季节差异

本文讨论了2006年12月冬季和2007年8月夏季海南省万泉河、文昌/文教河河流及河口溶解态铝的含量、分布及季节差异。结果发现,万泉河冬、夏两季河流及河口溶解态铝的平均含量分别为(156±127)和(157±97)nmol/L,季节差异不明显。文昌/文教河冬、夏两季河流及河口溶解态铝的平均含量分别为(242±156)和(222±66)nmol/L,冬季溶解态铝的平均含量略高于夏季。万泉河溶解态铝在河海混合初期表现为清除行为,而后表现为保守混合行为,而文昌/文教河则表现出明显的非保守混合行为,在中等盐度区域存在明显外源输入,原因可能是八门湾底沉积物再悬浮过程中释放的影响。部分河流上游采样点由于受到人为活动引起的污水排放的影响,溶解态铝含量明显增加。万泉河、文昌/文教河溶解态铝的平均含量明显低于我国其他及世界主要河流。     

沉积物中生物硅分析方法评述

硅是水生态系统中构成生物群落的重要元素。硅藻、放射虫、硅质海绵和硅鞭毛虫生长和骨骼形成都离不开硅。ＤｅＭａｓｔｅｒ１９８１年研究指出海洋硅主要来源于河流(４．２±０．８×１０１４ｇ／ａ，ＳｉＯ２)和热液喷发 (１．９±１．０×１０１４ｇ／ａ，ＳｉＯ２)。另外冰川风化、低温海底玄武岩风化和沉积物的成岩作用亦是其来源之一。而Ｃｏｎｌｅｙ等１９９３年报道富营养化往往引起水体中溶解硅的浓度逐渐降低。生物硅（Ｂｉｏｇｅｎｉｃｓｉｌｉｃａ）指化学方法测定的无定形硅的含量 ,亦称为生物蛋白石或简称蛋白石。生源无定形…     

闽江下游及河口表层沉积物磁化率特征及其环境意义

闽江是中国东南沿海最大的河流,具有落差大、水动力强等典型的山溪型河流特征.本研究对采自闽江流域的43个表层沉积物样品进行了磁学参数分析,结果显示,低频磁化率(χ_(lf))、高频磁化率(χ_(hf))分别为0.79×10~(-8)~24.97×10~(-8)、0.74×10~(-8)~24.80×10~(-8)m~3/kg,与长江、黄河相比低一个数量级;频率磁化率(χ_(fd))为0.06%~7.20%,大多小于5.00%,沉积物中超顺磁颗粒含量较低.χ_(lf)和χ_(fd)总体呈现从下游到河口增长的趋势,并在北港、南港、闽侯、大樟溪等人口密集区域受到不同程度的人为影响,分析表明研究区磁化率受控于源岩特征、水动力条件、沉积作用和人为活动等因素.在p0.01时,χ_(lf)与Al2O3、Fe2O3、Na2O、Mg O、Ti O_2、Ca O等氧化物显著正相关,与Si O_2显著负相关,说明其受控于源岩成分.此外,χ_(lf)与Si/Al值显著负相关,与化学风化指数(CIA)正相关,表明磁化率可以作为现代沉积物风化程度的替代指标.χ_(lf)与溶解态As含量、χ_(fd)与溶解态Cd含量均在p0.05时相关,表明磁学参数可作为指示研究区水体的As和Cd污染的参考指标.     

全新世以来辽河三角洲地区的化学风化及其对气候变化的响应

以辽河三角洲ZK2孔为研究对象,对其57件沉积物样品进行常量元素测试和分析。研究表明,该地区总体遭受的化学风化作用较弱,基本处于化学风化的初期阶段,与所处纬度整体化学风化特征类似。将该区全新世以来的气候变化过程分为如下5个阶段:全新世早期(11.0—8.8 cal ka BP):化学风化程度逐渐增强,气候逐步向温湿方向发展;全新世早中期(8.8—6.9cal ka BP):化学风化程度最强,气候暖湿;全新世中期(6.9—4.6cal ka BP):风化强度较强,但有减弱的趋势,气候温湿;全新世中晚期(4.6—1.3 cal ka BP):化学风化程度在该时期属于最弱阶段,气候冷干;全新世晚期(1.3 cal ka BP—至今):气候温干,风化程度有所增强。总体来说,该区常量元素反映的气候变化过程与石笋δ~(18)O曲线基本一致,揭示了常量元素在反演气候变化过程中有一定的作用。     

溢油物理化学性质灰色模式的研究

应用灰色系统理论对海面溢油物理化学性质(蒸发率、溶解率、表面张力、黏度和密度)在风化过程中的变化进行研究,建立了溢油物理化学性质在风化过程中的预测模式GM(1,1)和GM(0,m).结果表明,在风化过程中,溢油物理化学性质的GM(1,1)和GM(0,m)模式预测精度令人满意,皆符合统计学检验的要求;在风化过程中,溢油物理化学性质所具有的灰色相关性可用GM(0,m)模式的灰色辨识参数来表征;在风化过程中,溢油的蒸发率和溶解率可分别用表面张力、黏度和密度作为预报因子。     

长江口及其邻近海域表层水中溶解Mn浓度的季节变化特征

锰（Mn）是海洋中的生命必需痕量元素。河口位于河流和海洋的交界区域,其对Mn的改造作用会影响陆源Mn向海输送的生物地球化学过程。本研究使用自动固相萃取-电感耦合等离子体联用技术对2019年9月（秋季）、2021年3月（春季）和2021年7月（夏季）长江口及其邻近水域的表层溶解Mn浓度进行了测定和分析。结果显示,溶解Mn的平均浓度和河口行为表现出了季节性差异：夏季的溶解Mn浓度最高,表现为先移除后添加的分布特征;秋季的溶解Mn浓度次之,表现为添加型分布;春季的溶解Mn浓度最低,表现为保守型分布。显著性分析结果表明,长江携带的溶解Mn仅在淡水端元浓度值较高的季节会显著影响长江口及其邻近水域溶解Mn的分布;当长江淡水端元浓度值较低时,长江口溶解Mn则受多种生物地球化学过程的共同主导。长江口的中低盐度海水中高悬浮颗粒物浓度是造成该区域溶解Mn移除的重要因素,而高盐度海水中溶解Mn的添加机制则有待进一步研究。     

珠江中氮的迁移

研究河流中氮的变化与迁移,主要意义是:(1)从环境化学的角度了解其分布规律和地球化学过程;(2)探讨河水中溶解状态的无机氮输入海洋后,作为重要营养盐的作用。另外,也为研究海洋中氮的变化及循环提供依据。 珠江是中国唯一的热带亚热带大河,其河水中氮的变化,过去没有进行测定,也未见文章报道。我们首次进行了氮的分析工作,研究了不同形态氮的相互作用与转化规律及其向海洋的输送量。同时还对珠江与世界河流中氮的平均含量进行了比较。     

悬浮颗粒物中生物硅测定方法的改进与应用

硅是河流和海洋中非常重要的营养盐,硅藻、放射虫、硅质海绵、硅鞭毛虫的生长和骨骼形成都离不开硅[1].硅在河流和沿岸海域生态系统中扮演着非常重要的角色,在浮游植物大量繁殖季节,由于硅藻的大量繁殖,使活性硅酸盐含量急剧下降,甚至使硅藻的生长繁殖受到限制.在其他环境条件适宜的情况下,充足的硅又将成为发生硅藻赤潮的物质基础[2].生物硅是用化学方法测定的无定形硅的含量[3],称为生物蛋白石或简称蛋白石,是地球化学、古海洋学研究中非常重要的参数[4].根据世界部分河流生物硅和溶解硅的平均值计算,河流输送入海的硅中有16%的是生物硅,因此河流输送的生物硅的量是全球海洋硅收支中不可忽略的部分[5].     

塔里木盆地腹地晚新生代沉积序列的超细粒组分记录及其古气候意义

对红白山剖面的粒度分析表明,塔里木盆地腹地晚新生代沉积物的粒度曲线中普遍存在一个超细粒组分。其众数粒径分布比较稳定,平均为0.87μm,含量变化介于0.3%～10%,在不同成因的沉积物中和在剖面上都具有明显的变化规律。对同一岩性段而言,超细粒组分含量在风成砂中最低,在黄土中较低,在河流相沉积中较高,在湖相泥岩中最高。尽管受岩性变化的影响比较显著,但不同成因沉积物的超细粒组分含量在剖面上的变化基本一致,暗示了其长周期变化受同一驱动因子控制。化学风化和/或成壤作用强度可能起着关键作用。红白山剖面超细粒组分含量在2.8Ma的快速降低指示了化学风化和/或成壤作用强度的显著减弱,进而反映了塔里木盆地腹地干旱化的显著加强。     

长江与黄河黏土粒级沉积物地球化学特征及其物源指示意义

本文对长江与黄河口黏土粒级沉积物主微量元素的地球化学特征进行了研究。结果表明:长江相对富集Al、K、Fe、Ti等常量元素以及Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb等微量元素,黄河以高Ca、Sr和Ba为特征;长江沉积物中稀土元素含量高于黄河沉积物,长江与黄河黏土粒级沉积物中稀土元素的分馏程度相同,均具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾的球粒陨石标准化配分模式,上陆壳标准化配分模式为中稀土元素富集,黄河沉积物的Ce负异常和Eu正异常程度较长江沉积物偏弱。长江沉积物中元素含量变化较大,而黄河沉积物中元素含量较为稳定。黏土粒级沉积物的稀土元素更接近其物源区,2μm的黏土粒级沉积物中的REE可以作为判识长江与黄河沉积物的地球化学指标。ΣREE、δCe可以作为长江、黄河入海沉积物的判别指标。长江与黄河黏土粒级沉积物的地球化学特征受源区岩石类型、化学风化、水动力分选等因素的控制。化学风化引起河流沉积物相对其源岩发生地球化学分异,水动力分选使矿物在不同粒级沉积物中富集,从而引起地球化学组成在不同粒级沉积物中的分异。     

台湾海峡西部海域大气中金属的特征──Ⅱ.大气颗粒金属的来源和入海通量

通过因子分析和相关回归分析,台湾海峡海域大气中颗粒物中金属的来源特征为:Fe主要来自地壳风化尘土,少量来自污染物.Pb和Cd主要来自污染源,少量Pb来自尘土和海水.Na主要来自海水,但也有少量来自尘土和次生气溶胶.Cu主要来自尘土,部分来自污染物,少量来自海水.比较台湾海峡西部海域来自大气和来自河流的金属通量,大气中的Cu低于河流,Pb高于河流,Cd略高于河流.     

黄河流域硅酸盐风化的讨论

根据2007年6月和7月采集的黄河干流及部分支流水样和河床砂样品数据,对黄河流域硅酸盐化学风化进行了探讨。在充分评估黄河流域的K+,Na+来源的基础上,确定了硅酸盐风化的K+量,并通过选定的硅酸盐风化(K/Na)比值,得到了硅酸盐风化的Na+量;通过测定流域内不同岩石类型分布的河床砂样品,得到河床砂样品硅酸盐部分(Ca/Na)和(Mg/K)的比值,确定了钙镁硅酸盐风化的Ca2+,Mg2+量;并据此估算了流域硅酸盐化学风化的CO2消耗率。如果选用黄河入海多年径流量58.02×109km3/a进行计算,则得到全流域硅酸盐风化CO2消耗率约为26.22×103mol/km2/a。若选用2007年的平均径流量24.83×109km3/a进行计算,则黄河流域硅酸盐风化引起的CO2消耗率约为11.19×103mol/km2/a。     

污染物途经河口的入海通量

河流是许多天然风化产物和人类生产、生活活动产物从陆地进入海洋的主要通道。由于地理条件、人口分布等的差异,各河流所携带入海的物质种类和数量之间必然存在很大差別。所以,将测量一条河流所运载的物质通量的方法应用于其他河流或从几条河流以估计全球的入海物质通量时,必须考虑到达些条件的变化。为了计算物质从河流,经过河口,进入     

木兰溪河口及邻近海域表层沉积物稀土元素组成与物源判别

福建木兰溪是我国东南沿海一条比较典型的潮控山地小河,从其流域风化剖面到河漫滩及邻近海域表层沉积物的粒度、化学风化程度及稀土元素(REEs)组成特征进行了研究。研究海区沉积物以黏土质粉砂为主,仅在木兰溪注入兴化湾口门处附近,沉积物较粗。沉积物REE的上陆壳(UCC)标准化模式具有相似性,轻重稀土元素分异不明显,稀土元素总量(ΣREE)及Eu异常的变化与平均粒径值、化学风化程度均有一定相关性。运用(La/Yb)N-ΣREE/Al图解较可靠判别了近海海域沉积物来源:(1)浙闽河流与长江细颗粒沉积物具有明显不同的REE组成;(2)兴化湾邻近海域主要受到内陆架泥质区沉积物物源的影响;(3)浙闽沿岸流携带的长江细颗粒物质影响可达泉州湾一带。由于泉州湾海域沉积物相对较粗,受石英"稀释作用"的影响,沉积物REE组成不均一性较强。