长江口稀土元素地球化学特征

河口地区是陆海相互作用最具特色的典型区域,这里陆地与海洋之间的物质和能量交换迅速,物理、化学和生物学过程之间的相互作用极其复杂,对河流迁移的化学信号起着过滤器的作用[1].利用稀土元素(REEs)化学性质相似而又有系统差别的特点可以进行河口区河海相互作用过程的地球化学研究[2].准确测定河口区溶解态、胶体态、悬浮颗粒态、沉积物态以及生物体中REEs是研究河海相互作用的关键.随着现代仪器分析技术的发展,准确测定河海相互作用过程中不同相态尤其是水体溶解态超痕量稀土元素含量成为可能[3~7],从而使稀土元素地球化学,尤其是河口稀土元素地球化学的研究得以深入[8~16].     

近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究

痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO₂使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。     

一种海水痕量元素CTD采集收放用敷塑纤维通讯缆的设计及检测试验

痕量元素及其同位素在海洋生物地球化学研究方面扮演着至关重要的角色, 对于认识全球环境变迁具有十分重要的意义[1]。痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用, 是诸多重要科学问题解答的重要数据基础[2]。但是, 当科学家们审慎地评估文献中痕量元素的浓度报道时, 发现海洋中的痕量金属含量发生了数量级水平的下降, 这说明早期文献中报导的痕量金属含量在采样、样品预处理及分析过程中受到了明显的沾污, 其中海洋考察船自身、钢缆、采样设备中的金属器件对于海洋中溶解态痕量金属的沾污显得尤为重要[3]。结合海水痕量元素CTD现场采集工作环境，工作拉力等特殊要求，设计一款敷塑纤维通讯缆，并通过静态拉力试验验证缆绳自身工作拉力；通过成分分析、浸出试验验证敷塑纤维通讯缆最大化降低缆绳对于海中溶解态痕量金属的沾污。     

Fe(OH)_3吸附Cu~(2 )与pH的关系

海洋中胶体粒子和痕量金属之间存在着相互作用［１～４］。这种作用 ,使得痕量金属结合在胶态物质上 ,从而影响着痕量金属的化学存在形态 ,降低了痕量金属如铅、铜等对海洋生物的毒性 ,并且还通过胶体粒子的絮凝作用将痕量金属从海洋中除去 ,从而影响着痕量金属的循环和变化。海洋中天然胶体组成多样 ,结构复杂。Ｄｕｋｅｒ,Ｄ．等１９９５年、Ｈｕｎｔｅｒ,Ｋ．Ａ．等１９８８年Ｆｏｘ,Ｌ．Ｅ．等１９８８年的研究表明 ,水合氢氧化铁胶体是海洋中胶体粒子的一个组成部分 ,痕量金属铜是生物生长的必要的营养元素 ,但过量的铜对生物有毒害…     

70年来中国化学海洋学研究的主要进展

我国的海洋化学工作者通过70年来，特别是近30年来的化学海洋学研究，实现了我国与世界先进水平进入同步发展的快车道，其显著的特点是:(1)化学海洋学研究从元素地球化学分布系统转向了以揭示深层次海洋生物地球化学过程为核心的研究；(2)化学海洋学研究实现了多领域、多视点的综合交叉研究；(3)更加关注了人为影响与自然变化共同作用下的海洋生态环境变化研究，对近海和海岸带而言，更加注重从海陆统筹一体化角度探析化学物质的分布迁移特征。本文从生源要素的海洋生物地球化学过程、微/痕量元素与同位素的海洋化学研究、生物过程作用下的化学海洋学过程等角度，重点总结归纳和分析了30年来我国海洋化学研究的重要进展和发展状况，以期对化学海洋学的进一步研究提供借鉴和启迪。     

一种移动式海水痕量元素洁净采集实验室的设计

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用，由于含量极低，在采样、样品预处理及分析过程中容易受到外界污染源沾污。通过在一个20尺标准超高集装箱内制作一套移动式海水痕量元素洁净采集实验室，完成对实验室空间设计、空气质量控制，样品快速转移，实现水样上船后快速进入到洁净环境中，减少样品暴露在大气中时间，在洁净环境中高效完成样品取样、过滤和预处理等操作。所有操作满足GEOTRACES组织有关痕量元素采集的规范要求，从源头上保证分析测试结果的可靠性。     

共沉淀富集法测定海水中稀土元素含量方法研究

稀土元素已越来越多地应用于示踪各类地球化学体系的物质来源与岩石矿物形成等演化过程。但在进行海水样品的稀土元素检测时，由于样品的高盐特征和稀土元素的痕量特征又使得分析具有相当的挑战性。本研究旨在从高盐的海水基质中有效分离并富集痕量的稀土元素，同时结合电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS）技术对海水中的稀土进行定量分析。通过对海水样品稀土元素的定量限分析、加标回收实验和梯度加标回收实验，验证了方法的准确性，评估方法的分离富集效率。通过共沉淀过程中的pH比较、氢氧化钠与氨水作为共沉淀剂的比较，确定了富集过程中共沉淀剂用量、种类等影响因素。通过稀土元素配分曲线的绘制与类似样品结果进行比对，以及标准海水的检测结果，验证了方法在实际样品中的可行性。本研究探索了共沉淀富集法在分离富集海水中稀土元素的实验条件，实现高盐背景下痕量稀土的准确定量，并将其用于近岸海水与孔隙水的实际检测。     

海水分析中的试剂纯化

随着海洋化学、海洋地质、海洋生物和海洋环境研究工作的日益深入,海水中痕量元素的测定,越来越受到人们的重视。海水中一些元素的浓度很低(10~(-9)—10~(-12)g/g),但弄清它们的确切含量和分布,对海洋的研究、开发和利用,却有非常重要的意义。因此,广大海洋工作者,对海水中诸如Pb、Cd 、Se、Th、Tl、Cu、Mo、Zn、U、G、Ba、Re等痕量元素的测定颇感兴趣。测定如此低含量的元素,大多数情况下都需要分离和富集。因此,不可避免地要使用一些化学试剂。而试剂中也含有一定量的被测元素,即通常所说的试剂空白,因为海水中被测     

∑最小原理和海水化学模型

海水化学模型或海水中元素溶存形式的研究在海洋化学上具有特殊的重要性,它不仅是研究海洋中元素分布、迁移和变化规律等等“元素海洋地球化学”的基础,而且也是研究海洋污染和防污、海水化学资源开发等的基础之一.迄今文献报道研究海水化学模型的方法均属化学平衡法[1-7].     

痕量金属在海水中的存在形态和分析方法的研究进展

1研究意义痕量金属(trace metal),又称为痕量元素(trace element),是指在海水中浓度低于100μmol/kg的元素。痕量金属几乎参与了海洋生命的方方面面,从初级生产力中细胞质的形成到蛋白质的合成,几乎都离不开痕量金属。一些痕量金属,尤其是一些过渡金属,例如Mn、Fe、Ni、Co、Cu和Zn,对有机体的生长至关重要[1]。因此,海洋无机生物学家继对有机     

我院与法国合作进行黄河口海区地球化学科学考察

经前教育部和有关领导批准,我院和法国科研中心海陆相互作用委员会合作进行黄河口海域科学考察,合作的题目是“黄河口痕量金属和有机物的地球化学行为研究”。这是一次以河口化学和地球化学为主的海洋水文、海洋地质、海洋生物等四个学科的综合考察。合作考察的内容是:(1)重金属及痕量元素的地球化学行为;(2)溶解有机碳和颗粒有机碳;(3)有机物质测定;(4)碳酸盐体系测定;(5)营养盐的测定;(6)溶解氧的     

海水介质中Zn(Ⅱ)在蒙脱石 针铁矿混合物上交换的加和性研究

海水中元素在悬浮物上的固-液界面作用是控制海水中元素迁移变化的重要因素,长期以来一直是海洋化学的主要研究课题之一。 海水中金属元素在粘土矿物、氧化铁、氧化锰上的交换作用已有许多报道。本实验室也系统地研究了几种重金属元素分别在不同形态的粘土矿物、水合氧化铁和水     

中国海洋湖沼化学学术讨论会在昆明召开

对水中物质的形态形式、分布变化及界面交换的研究是当前国际海洋湖沼化学研究的趋势。由于海洋湖沼物质组分的极度复杂与超痕量,而且痕量体系常常不处在热力学平衡状态,因而海洋湖沼化学家们尽管使用了所有现代分析化学技术和物理化学手段,但海洋湖沼痕量物质的循环大都还是谜,这需要通过发展新方法来测定和判明物质的形式、转移过程和通量。     

海洋中锰的生物地球化学循环研究

痕量元素在海洋生物地球化学循环中起的作用已受到越来越广泛的关注,近年来形成了新的国际科学计划———痕量元素及其同位素的海洋生物地球化学研究(GEOTRACES)。锰是GEOTRACES关键参数之一,国际GEOTRACES组织推荐各国组织的GEOTRACES航次对其在全球大洋中的分布进行重点研究。本研究就痕量元素锰的海洋生物地球化学研究进行了较为详细的综述,介绍了锰在海洋中的来源及输送通量、分布、水体中的赋存形式及其迁移转化、生态学功能以及主要的分析方法等。总结了在这一研究领域所取得的成果及存在的不足,并对今后的发展方向进行展望。     

海洋中化学过程的Φ(z/l,x)规律及其应用——Ⅶ.海洋中元素的迁移与失屏参数

海洋中元素的迁移变化规律性及其理论的研究是海洋化学的一个主要任务。石桥雅义和东慎之介曾从宏观角度研究过此问题,认为溶于海水中元素的量主要由如下三个因素决定:(1)元素在地壳中的存在量;(2)元素通过河川进入海洋的难易程度;(3)元素进入海洋后沉积到海底比率的大小。这就是说,影响元素迁移的因素十分复杂,涉及到地球的形成和地壳的组成、岩石的风化作用、雨水的侵蚀溶解、元素的物理-化学特性、(介质)海水的pH与氧化-还原电位、无机和有机悬浮物对溶解元素的吸着作用,海洋生物的活动、以及洋底岩石圈的活动和大气圈的影响等等,直到目前,还只能说是初步了解,许     

东太平洋多金属结核中稀土元素的测试及其地球化学特征

本文研究了大洋多金属结核中稀土元素的测试方法.多金属结核这种特殊地质样品,含铁、锰一般在20%～40%左右,而铁、锰属富线光谱元素,对稀土元素谱线均有干扰.本文根据样品特性,仅取250mg多金属结核样品,碱熔后,通过小型阳离子树脂交换柱,采用不同类型酸和不同酸度,洗脱交换柱上的杂质和稀土元素,使稀土元素与杂质元素分离.采用此方法测试国家一级多金属结核标准物质GBW07249中的稀土元素,取得了满意结果.同时利用本法测试了东太平洋多金属结核中稀土元素,并对其地球化学特征进行了初步研究.     

“化学要素与区域海洋生态环境变化的关系”专辑报道

正当今人类面临的全球变化环境问题,极大推动了化学海洋学向综合交叉领域的快速发展,特别是对揭示全球变化至关重要的海洋生物地球化学过程的研究,得到了人们前所未有的重视和关注。近年,人们对生源要素、微/痕量元素、同位素等化学要素与区域海洋生态环境变化关系的认识获得了重大进展,为了系统总结该领域的前沿信息和研究成果,本刊副主编宋金明研究员策划和组织了"化学要素与区域海洋生态环境变化的关系"专辑,该专辑即将在《海洋学报》     

南沙群岛珊瑚礁生态系中稀士元素的垂直转移过程研究

海洋沉积物中稀土元素的分布、转移行为已有许多报道。地球环境中稀土元素的行为是当今地学研究的热门课题,稀土元素的分布特性和转移行为研究与环境有极大的相关性,通过研究环境中稀土元素的转移行为就可了解环境演变的信息,所以海洋环境中稀土元素的研究具有重要的意义(Fleet,1984; Piper,1974; Schijf et al.1995;赵一阳等,1994;王中刚等,1989;张丽洁等,1995)。海洋中颗粒物质垂直转移过程研究对研究海洋在全球变化(特别是全球气候变化)中有重要意义,但目前的研究仅集中于以碳为核心的生源要素和某些微量元素(宋金明等,1996;宋金明,1997),至今稀土元素在海水中垂直转移过程研究尚未见报道。珊瑚礁生态系是最重要的海洋生态系之一,研究珊瑚礁生态系中稀土元素的垂直通量,即热带海域稀土元素在海水中垂直转移过程,继而椎测对全球气候变化的影响,为研究海洋在全球气候变化中的作用提供了新课题。 本文首次报道用沉积物捕捉器(ST)收集南沙珊瑚礁潟湖中颗粒物质,研究稀土元素的垂直通量和不同形态稀土的垂直通量,以及稀土元素垂直转移的控制因素。     

海水介质中Zn（Ⅱ）在蒙脱石／针铁矿混合物上交换的加和性研究

海水中元素在悬浮物上的固-液界面作用是控制海水中元素迁移变化的重要因素，长期以来一直是海洋化学的主要研究课题之一。     

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。