祁连山青海云杉树轮δ~(13)C的时空变化及其气候意义

通过分析祁连山自东向西5个样点青海云杉年分辨率的树轮碳同位素比率(δ13 C),评价在大气CO2浓度日益增加的背景下青海云杉长期水分利用效率的变化及其对气候变化的响应.最长树轮δ13 C年表为189a,最短112a(1891-2003年).选择了5个样点的公共区间进行分析(1891-2003年).结果表明:祁连山青海云杉δ13 C序列之间显著相关,但是远离山脉主体的两条δ13 C序列与其余序列相关关系较弱.随着大气CO2浓度的持续增加,所有样点青海云杉水分利用效率均表现出显著的提高,但在祁连山腹地的青海云杉水分利用效率提高的幅度低于其它样点.以树轮碳同位素分馏(Δ13 C)和干旱指数之间的相关关系为基础,重建了研究区域1891-2003年期间的干旱历史.其中,20世纪20年代末30年代初和最近10a的两次最严重的干旱分别是由降水减少和气候变暖引起的.     

封存二氧化碳能否有助于减排温室气体

引言 化石燃料供应全世界能源的75％～80％,占全球CO2排放量的四分之三。依照预测,如果人类不采取具体措施,把人为影响气候减小到最低限度,那么化石燃料燃烧排放CO2的规模在21世纪将会扩大。由此产生的后果,即全球气温上升1．4～5．8℃,气候变化和自然灾害数量的增加,会对后代产生不利的影响。     

从树轮纤维素δ13C序列看树木生长对大气CO2浓度变化的响应

在新疆昭苏树轮碳同位素组成研究的基础上，初步分析了近280a以来云杉内外CO2浓度比（Ci/Ca)，云杉内部CO2浓度（Ci)和水分利用效率（A／g)的变化，结果表明，在整个分析时段内Ci/Ca相对恒定在0．52左右，暗示树木生长对大气CO2浓度升高的基本响应策略；Ci和A/g都有较明显的升高趋势，说明可能有更多的碳被固定在树木之中，进一步分析表明，它们的这种趋势与大气CO2浓度变化有关，从另一个侧面证明了人类活动释放的碳有一部分被树木吸收。     

水泥生产碳排放的产生环节及减排措施

在工业生产过程中,CO2的大量排放被认为是导致气候变暖的重要因素之一,因此控制和减少CO2排放已成为人类社会面临的紧迫任务。水泥工业是人为排放CO2的重要来源之一,这就意味着水泥工业会在一种不断增加的管理压力下减少CO2的排放量,以应对全球变暖的现状。水泥生产过程中CO2的直接排放和间接排放两大排放途径,直接排放主要包括碳酸盐分解,烧成燃料/非烧成燃料的燃烧。间接排放主要是指电力消耗所产生的CO2。针对碳的排放环节,有效可行的CO2减排措施,例如原料、燃料的替代,熟料化学成分的改变,能源效率的提高等,对我国水泥工业的碳减排提出一些建议和看法。     

IAEA和中国的硫同位素参考物质的δ~(33)S、δ~(34)S值与~(32)S/~(33)S、~(32)S/~(34)S绝对比值

用六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3、IAEA SO 5、IAEA SO 6、GBW 0 44 14和GBW 0 44 15的δ3 3 S、δ3 4 S值进行了测定。用人工配制的同位素混合物和六氟化硫法对IAEA S 1、IAEA S 2、IAEA S 3和GBW 0 44 14、GBW 0 44 15的3 2 S 3 3 S、3 2 S 3 4 S绝对值进行了标定。其结果对IAEA硫同位素系列参考物质的定值起到了关键作用。     

碳质气溶胶的放射性碳同位素(~(14)C)源解析:原理、方法和研究进展

碳质气溶胶(或颗粒物)作为大气气溶胶的重要组成,对环境、气候和人类健康造成了巨大的危害。其主要组成成分有机碳和元素碳具有不同的来源特征,且对人类健康和气候系统的影响也具有明显的差异。放射性碳同位素(14C)不仅能定性区分生物源和化石源,还能定量分析不同来源对有机碳和元素碳的贡献比率。重点评述了放射性碳同位素法对气溶胶源解析的技术原理、分离测试方法以及在我国应用的研究进展;最后提出了国内研究应加强的领域和利用放射性碳同位素法研究大气气溶胶的发展趋势。     

核试验~(14)C在法医学上的应用:确定不明死者的出生时间

伴随着20世纪50年代及60年代初大规模的大气层核试验活动,原本稳定的大气中CO2的14C含量迅速升高,并通过生物地球化学循环渗透到整个生物圈,自1963年<部分禁止核试验条约>签订后,大气中CO2的14C含量开始迅速减少,其速度却远超过了14C自身的衰变速度,树轮和珊瑚等环境信息载体的14C记录都体现了这一迅速增长而后又衰减的过程.近50年对全球大气中CO2的14C含量的数据采集和发布,使人们发现了14C含量作为现代时间标尺的可行性.介绍了现代核试验14C在法医学鉴定中新的应用方向--根据牙釉质的14C含量确定不明身份死者的出生年代.对于无法判定样品形成于大气14C含量峰值前后的问题,尝试应用同一个人釉质完成时间不同的两颗牙齿的14C含量比较,来予以解决.实验数据结果与真实记录之间的绝对误差为1.4 a,优于以前骨龄和牙齿磨损度等传统的法医鉴定方法.     

洞穴石笋δ~(13)C在古气候重建研究中的现状与进展

由于受气候、复杂岩溶过程等影响,石笋碳同位素(δ~(13)C)研究相对于其他代用指标甚少,甚至被忽略。从影响石笋δ~(13)C的气候与非气候因子入手,结合全球数十个洞穴记录及现代观测试验,分析碳同位素信号在岩溶系统内部的传递方式和路径,探讨不同时间尺度下δ~(13)C与气候变化之间的关系。指出石笋δ~(13)C虽然在百年—年代际尺度上表现出的噪音强度明显上升,但从轨道至千年尺度上看,温度、湿度(降水)等气候要素在不同区域所充当的主控因子角色直接或间接地影响上覆土壤植被状况、土壤CO2产率等当地生态环境变化。未来研究应深入挖掘δ~(13)C信号在岩溶系统中的传输共性及其气候、环境控制因子,注重石笋δ~(13)C季节变化特征研究,充分发挥其在揭示当地环境或灾害性事件方面的独特优势,并运用多指标、多种方法手段理解岩溶过程、全球碳循环与气候变化之间的联系。     

豫北山前平原深层地下水硫酸盐来源与污染途径的同位素示踪

豫北山前冲洪积平原深层地下水硫酸盐(SO42?)呈现持续增高趋势,但其机制仍不清楚.为探讨深层地下水SO42?来源与污染机制,选择山前冲洪积平原不同赋存条件深层地下水作对比分析,借助水体水化学、氢氧同位素(δDH2O和δ18OH2O)、硫酸盐硫和氧同位素(δ34SSO4和δ18OSO4),示踪人类活动影响下深层地下水S...     

西安冬季元素碳气溶胶的碳同位素组成及来源变化

大气细颗粒物(PM_(2.5))对气候变化和人体健康具有重要影响。PM_(2.5)中的元素碳(EC)在大气中不发生反应,所以其来源变化可以指示PM_(2.5)一次燃烧源的变化。本文结合放射性碳同位素(~(14)C)和稳定碳同位素(~(13)C)方法,分析了西安2008/2009年和2015/2016年冬季PM_(2.5)中EC的同位素组成。~(14)C的分析结果表明,西安冬季EC的主要来源为化石燃料燃烧,2008/2009年和2015/2016年化石燃料燃烧对EC的贡献分别为77%±4%和72%±5%。~(13)C的分析结果表明,2015/2016年西安冬季EC排放源主要来自液体化石燃料燃烧(机动车排放)(δ~(13)C_(EC):-25.04‰～-24.64‰,-24.80‰±0.21‰),而2008/2009年冬季燃煤对EC的贡献更为显著(δ~(13)C_(EC):-23.72‰～-22.81‰,-23.22‰±0.39‰)。对比~(14)C和~(13)C的数据发现,近十年西安冬季EC排放源的变化显著,燃煤的相对贡献降低,而机动车排放的贡献升高,这与煤改气和机动车保有量的急速增加有关。     

大气~(14)CO_2观测:2010～2011年广州城市大气中化石源CO_2浓度变化特征

中国科学院广州地球化学研究所(GIGCAS)大气CO2观测点的数据显示:2010年10月至2011年11月,该站点大气CO2浓度变化范围为460～550 mL/m3,月平均浓度介于470～530 mL/m3之间,呈现夏、秋季浓度低,春、冬季浓度较高的特点。大气CO2的δ13C值变化介于–9.00‰～–13.10‰之间,月平均值介于–9.60‰～–11.80‰之间,与大气CO2浓度之间关系不显著,反映了人类活动对城市大气CO2的影响。GIGCAS站点大气CO2的Δ14C值波动剧烈,介于29.1‰～–85.2‰之间,月平均值波动范围为4.9‰～–41.7‰,年平均大气CO2的Δ14C值为–16.4‰。较高的Δ14C值出现在夏、秋两季(7～9月),均值约为–5.2‰,较低的Δ14C值出现在冬、春两季(12月至次年4月)、均值约为–27.1‰,据此计算得出的化石源CO2浓度变化范围为1～58 mL/m3,年平均值约24 mL/m3,较低的大气化石源CO2浓度出现在夏、秋两季(7～9月),均值为17 mL/m3,较高大气化石源CO2量出现在冬、春两季(12月至次年4月),均值约为29 mL/m3。气象条件和人类活动对城市大气化石源CO2浓度影响巨大,调整人类活动是减少大气化石源CO2污染的途径之一。     

不同自然环境和城市功能区的土壤黑碳特征及来源研究综述

黑碳是由生物质和化石燃料等燃烧产生的一系列含碳物质,长期广泛分布于土壤、大气等多种载体中,且表现出不同的环境效应。土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存与发展不可缺少的物质基础,也是支撑城市发展的空间和生态基础。土壤中的黑碳构成土壤有机碳库的重要组分,且影响着土壤肥力、结构、有机污染物等多方面。目前,对黑碳的研究集中在其对环境的影响,我国在这方面的研究开始较晚,特别是对土壤中黑碳的研究还处于起步阶段。本文详细分析了土壤黑碳的可能来源（自然火灾、人类农业活动、化石燃料燃烧以及汽车尾气排放等）,概括了常见的土壤黑碳来源辨析方法（黑碳形态特征分析、黑碳/有机碳比值分析、黑碳碳同位素分析）,总结了国内外对不同自然环境、不同城市功能区的土壤黑碳研究现状。最后,提出了全球黑碳研究亟待关注和解决的关键问题,以期为将来合理制定控制黑碳排放的相关政策,减缓黑碳对环境质量和人体健康的影响,提供重要的理论依据。     

不同自然环境和城市功能区的土壤黑碳特征及来源研究

黑碳是由生物质和化石燃料等燃烧产生的一系列含碳物质,长期广泛分布于土壤、大气等多种载体中,且表现出不同的环境效应。土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存与发展不可缺少的物质基础,也是支撑城市发展的空间和生态基础。土壤中的黑碳构成土壤有机碳库的重要组分,且影响着土壤肥力、结构、有机污染物等多方面。目前,对黑碳的研究集中在其对环境的影响,我国在这方面的研究开始较晚,特别是对土壤中黑碳的研究还处于起步阶段。本文详细分析了土壤黑碳的可能来源(自然火灾、人类农业活动、化石燃料燃烧以及汽车尾气排放等),概括了常见的土壤黑碳来源辨析方法(黑碳形态特征分析、黑碳/有机碳比值分析、黑碳碳同位素分析),总结了国内外对不同自然环境、不同城市功能区的土壤黑碳研究现状。最后,提出了全球黑碳研究亟待关注和解决的关键问题,以期为将来合理制定控制黑碳排放的相关政策,减缓黑碳对环境质量和人体健康的影响,提供重要的理论依据。     

真菌在陆地生态系统碳循环中的作用

近年来,全球变暖趋势越来越明显,大气CO2浓度不断升高被认为是引起全球气候变化的主要原因之一.大气CO2来源主要有海洋释放、土壤呼吸、化石燃料燃烧、动植物呼吸和植被破坏等;而大气CO2的归宿被认为主要有海洋吸收和植物光合作用等.全球陆地生态系统中的碳有2126 Pg.其中46%储存在森林中.土壤真菌占地下总微生物量的8...     

中国休眠火山区岩浆来源气体地球化学特征

中国休眠火山区岩浆来源气体的最主要成分是CO2,含量占80％～99％;其它气体组分还有CH4、He、H2、N2、Ar、O2、H2S、SO2、CO等,其中CH4和He是CO2以外最值得重视的直接来自地幔岩浆体的气体组分。He的同位素组成（^3He／^4He比值）是休眠火山区最可靠的幔源物质的指示性参数;岩浆来源的CO2和CH4也具有特征的区别于浅源气体的稳定同位素组成（δ^13C值）。长白山火山区近期CO2和CH4的碳同位素分馏监测结果显示,2002年汪清7．2级深震虽然可能引发了深部岩浆的局部扰动,但是它可能并没有产生特别大量的、持续不断的上地幔岩浆物质流的上升迁移。这意味着,长白山天池火山区近期可能没有火山喷发活动的现实危险。     

硝酸盐中~(15)N和~(18)O测试新技术

最近 40年 ,硝酸盐 (NO-3 )已成为最常见的地下水污染源之一。本文介绍了用CaO除去CO2 与H2 O的测定氮同位素比值的燃烧管方法和用AgNO3 +C(石墨 )生成CO2 的测定NO-3 中氧同位素比值的燃烧法 ,它们是 1995年以后发展起来的最新测试技术。     

土壤碳动力学同位素示踪研究进展

土壤是陆地生态系统中最大的碳库。土壤碳动力学旨在研究土壤有机碳库的大小及更新速率。土壤有机碳库可分为 3个亚碳库："活动"、"缓慢"和"稳定"碳库。碳同位素特别是 14 C可作为研究土壤碳动力学的理想示踪剂;δ 13 C值是定量研究C3和C4植被更替历史的有效手段; 14 C示踪及年代测定与 13 C信号联合使用,可以估算土壤碳库的大小和驻留时间。碳同位素示踪应用于土壤碳动力学研究取得了较大进展,但是由于缺乏可靠的全球数据库和标准方法来量化土壤有机碳库,导致对土壤各亚碳库的大小和更新速率以及土壤CO2的估算仍存在较大的不确定性,从而难以估计土壤碳库大小的变化对大气CO 2浓度和全球气候变化的潜在贡献。     

胶东金矿集区硫和碳的循环与控矿作用

胶东金矿集区矿石中普遍含金属硫化物和碳酸盐矿物,某些矿床中还见有富含炭质的断裂破碎带.成矿溶液中含有大量的SO4^2-、HCO3^-、CO2和有机质等的含硫和含碳组分.矿石硫同位素组成明显富集重硫,结合胶东金矿主要成矿时期（早白垩世）特殊的地质背景、同期海水硫酸盐δ^34S平均值（约＋16‰）及现代海水沿NE-NNE向断裂倒灌情况,笔者认为,硫的主要来源与海水硫的大量补给有关.而根据碳、氧同位素组成特征分析,形成金矿床中方解石的物源有很大一部分来自前寒武系碳酸盐岩.浅表环境下成矿金属元素及硫、碳等物质在热液对流系统中的大规模循环是成矿的关键,SO4^2-与S2^-之间的临界转化是制约成矿金属元素活化-迁移-聚集的重要因素,而含碳组分（CO3^2-、HCO3^-、CO2和有机质）则有利于Au、Cu、Pb、Zn等元素的活化和迁移,含硫和含碳组分的循环及有关的物理化学反应之间有明显的关联性.     

西安市大气降尘中石膏的成因与环境意义

运用X射线粉末衍射、红外光谱、扫描电镜、激光粒度仪和硫同位素分析等方法对西安市11个采样点大气降尘中石膏等矿物进行研究,表明石膏矿物是在大气环境中形成。西安市大气降尘中石膏含量范围0～20％,平均6．3％,多为呻级自形微晶。降尘中硫同位素组成与其硫含量负相关;同时,降尘硫含量（平均SO2含量6％）远远高于源区物质（平均0．94％）,说明其主要来自大气气相硫。结合降尘微形貌特征与SO2含量的关系分析,降尘中的SO2含量不仅受粒度控制,还与大气降尘的种类和性质有关。降尘对空气中SO2的“捕捉作用”具有不均匀性,可以影响和改变城市大气中S元素的分布、传输路径和沉积方式。加强对大气降尘环境矿物学研究,查清大气降尘矿物成分及其组合的时空变化,对探索含硫污染物的演化轨迹和评价含硫污染物的环境危害性具有重要意义。     

滇西新近纪植物气孔、碳同位素组成与古环境分析

对滇西腾冲新近纪两种被子植物叶片及其现存对应种的气孔参数和碳同位素组成的综合分析表明:当时的大气CO2浓度略高于现在水平;化石种的碳同位素分馏值高于现存对应种,但水分利用效率低于现存对应种;这证明当时的气候条件比当前更为温暖湿润。受新生代全球气候变冷和喜马拉雅运动的影响,该盆地一方面受印度洋季风的影响增强,干湿季节交替明显;另一方面受地形地貌影响,沿袭了温暖湿润的气候条件。