灰色关联分析鉴别海面溢油

建立了灰色关联度分析的海面溢油鉴别模式,给出了常见的14种油鉴别的灰色关联度分析值,提出了油种受风化和实验误差影响而造成其关联度不可辨识的模糊区的概念.任丘原油和0#轻柴油实验误差和风化的关联度模糊区分别为1≥r_0i≥0.9805和1≥r_0i≥0.9149,30#重柴油风化的关联度模糊区为1≥r_0i≥0.9647,大庆原油和20#重柴油实验误差的关联度模糊区分别为1≥r_0i≥0.9359和1≥r_0i≥0.9363.使用油种的关联度模糊区域值和关联度的择近原则,可以鉴别常见的14种油.海面溢油案例的鉴别结果表明,本方法同Euclid贴近度聚类分析一样,较指纹谱图辨识法的准确度高.     

偕胺肟树脂的吸铀机理

通过对偕胺肟树脂对铀的吸附等温线和吸附速率测定,研究了偕胺肟树脂在海水中的吸铀机理,实验表明树脂吸铀量随温度上升而增加,亦随pH值不同而变,由热力学计算的吸附焓变为ΔH=42.4千焦尔/摩尔,由动力学计算的吸附表观活化能为41.2千焦尔/摩尔,结果表明吸附过程是通过树脂的偕胺肟基对铀酰离子的化学吸附,而树脂对铀酰离子吸附能力的次序为:UO₂2+>[UO₂(OH)₃]->[UO₂(CO₃)₃]4-。     

渤海自由生活海洋线虫多样性的研究

首先介绍Warwick和Clarke(1995)提出的等级生物多样性指数以及在自由生活海洋线虫中的应用,重点以1998年9～10月和1999年4～5月两个航次的沉积物样品,用物种数目(S)、Margalef物种丰富度指数(d)、优势度Simpson指数(λ)、多样性Shannon-Wiener指数(H')、Pielou的均匀度指数(J)、Hill多样性系列指数(N₁,N₂和N_+∞)、分类多样性指数(△)、分类差异指数(△*)、等级多样性指数(△+)对渤海自由生活海洋线虫的多样性进行了研究。结果表明,黄河输入的泥沙对渤海自由生活海洋线虫多样性的变化有一定的作用,距离黄河口越近的站位,群落具有的物种多样性和均匀性越低,优势度越高;距离黄河口越远的站位,群落具有的物种多样性和均匀性越高,优势度越低。     

东海溶解氧垂直分布和季节变化

本文主要讨论了1984年8月至1985年5月东海溶解氧垂直分布和季节变化。结果表明:春、夏季节水体明显分层,密度跃层强度大,春季透光层光合作用强烈,氧的净增量(AO₂)大,在水文条件和生物活动占优势的情况下,春季氧含量形成了垂直分布有一最大值;并且发现跃层上界面以上水体中△O₂和叶绿素a垂直积分值之间存在着相关性,相关系数(r)为0.97(n=9)。△O₂季节变化明显地展示了上层光合作用和底层氧化过程在各个季节的强弱程度,而且间接地反映了春季初级生产力为全年最高.     

铀酰络离子在水合氧化钛上的吸附作用 Ⅱ.红外光谱研究

本文测定了Na₄[UO₂(CO₃)₃]、Na[UO₂(OH)₃]和水合氧化钛(HTO)在海水中及NaCl-NaHCO₃-U水溶液中吸附铀的红外光谱,得到它们的铀酰振动光谱带,计算了表面吸附态和某些铀酰络合物配位体与中心原子的电荷迁移量,研究红外光谱特性与络合物性质之间的关系.研究还发现,海水中铀在HTO上的吸附,除了HTO作为配位体外,吸附态的其他配位体是H₂O和OH,也有一部分CO₃2-基团.提出了吸附态结构和吸附作用机理.     

长江口潮滩表层沉积物对NH4+-N的吸附特征

沉积物对NH₄+-N的吸附是氮素生物地球化学循环的关键过程之一,它在河口潮滩生态系统内氮素循环过程中起着非常重要的作用.以长江口滨岸潮滩为研究区域,运用实验模拟的方法,研究了沉积物对NH₄+-N的吸附特征,结果表明,在长江口潮滩上覆水和孔隙水中NH₄+-N含量的变化范围内,沉积物对NH₄+-N的吸附呈线性变化;研究区域内沉积物对NH₄+-N的吸附系数为3.81~9.00,且与沉积物中有机碳(TOC)含量有良好的相关关系,它揭示了有机质控制着长江口潮滩沉积物中NH₄+-N的吸附行为.实验模拟与实测结果对比发现,在潮滩自然环境条件下,研究区域内沉积物对NH₄+-N的吸附处在非热力学平衡状态过程中.盐度是影响NH₄+-N吸附过程的重要环境因子,且导数方程关系式在低盐度范围内,盐度的微小变化对NH₄+-N的吸附有显著的影响.     

基于WOA18数据集的印度洋等密度面年代际变化研究

基于WOA18(World Ocean Atlas)温盐数据集,分析印度洋等密度面的气候态分布,而后选取1985—1994年、1995—2004年和2005—2017年3个时段,分析等密度面的年代际变化。研究给出了11个等密度面深度的气候态分布,其中σ₀=26.00 kg/m³的等密度面(参考压强为0 dbar)在 40°S附近露头,随着位势密度的增大,等密度面露头区逐渐南移直至消失;位势密度大于σ₀=26.95kg/m³且小于等于σ₂=37.00kg/m³的等密度面最深处均位于马达加斯加南侧,在北印度洋的深度变化不大。重点分析了σ₀=26.00 kg/m³,σ₁=31.87 kg/m³(参考压强为1 000 dbar),σ₂=36.805 kg/m³(参考压强为2 000 dbar)3个等密度面深度和盐度的年代际变化,研究表明两者均存在显著的年代际变化。对于σ₀=26.00kg/m³等密度面,深度先变浅后加深,年代际变化主要位于30°S—40°S(等密度面深度快速变化区);等密度面盐度在1995—2004年和1985—1994年的差异与2005—2017年和1995—2004年的差异中基本呈现相反的变化。 σ₁=31.87kg/m³和σ₂=36.805kg/m³的等密度面深度年代际变化都集中于40°S—50°S海域;总体上盐度的年代际变化前者表现为减小,后者表现为增加。     

含偕胺肟基和羧基纤维状吸附剂的研制及其吸铀作用

在聚丙烯腈纤维上导入偕胺肟基和羧基,制得具有高吸铀量和高吸铀速度的纤维状吸附剂,每克纤维10天能从天然海水中吸铀4.6毫克,研究了纤维吸附剂的平衡吸铀量X_m和吸铀速度常数K与基团含量的关系,发现X_m和K分别与偕胺肟基和羧基含量相关,因而得出结论:偕胺肟基为吸铀活性基团,羧基为加快吸铀速度的促进基团,同时研究了纤维对铀的吸附机理,用分子轨函观点讨论吸附态的螯合结构.     

氧化多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附研究

本文研究了强酸(体积比为3︰1的硫酸与硝酸)氧化的多壁碳纳米管对水中钠离子的吸附特性,考察了温度、初始浓度、吸附时间对钠离子吸附的影响。实验结果表明:多壁碳纳米管对钠离子的吸附能力随温度升高而下降;其吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,但是在钠离子浓度较高时多壁碳纳米管的吸附特性更符合Freundlich等温模型;在温度为274K条件下,多壁碳纳米管对钠离子的吸附能约为-5.53KJ/mol即-57.3meV;化学反应焓变约为-9.31KJ/mol,表明混酸氧化的多壁碳纳米管对钠离子的吸附过程基本为物理吸附。     

双层环境中圆桩柱对斜坡异重流动力特性影响的试验研究

利用开闸式异重流水槽试验,结合高速相机和粒子图像测速技术,量化不同强度双层环境中圆桩柱对斜坡异重流传播模式、速度与涡度场、波流作用等宏微观特性的影响。试验结果表明：在低理查森数Ri_ρ环境中,圆桩柱的存在抑制了异重流混合层厚度的增加,但延展了其在流向的长度;在高理查森数Ri_ρ环境中,圆桩柱打破了侵入流在密度跃层处对称的传播模式,并促进了异重流与环境流体的剪切过程。当内波弗劳德数Fr> 1时,产生锁定波,异重流头部出现强漩涡,在密度跃层产生有利压力梯度使内波尺寸增大;当内波弗劳德数Fr <1时,振荡产生发射波,波谷与异重流头部相互作用而使波形变平整;当内波弗劳德数Fr≈1时,锁定波和发射波并存。在低理查森数Ri_ρ环境中,圆桩柱的存在导致波流耦合作用减弱,而在高理查森数Ri_ρ环境,波流耦合作用反而增强。     

渤海湾M2分潮的季节变化:增强调和分析的应用

M₂分潮的季节变化对沿海的海洋环境有着重要影响。增强调和分析(EHA)既可以提取主要分潮时变的振幅和迟角,同时可以得到其他分潮不随时间变化的振幅和迟角。本文利用EHA分析渤海湾两个站点的水位数据,研究了渤海湾M₂分潮的季节变化。为了评估EHA方法的准确性,在理想实验中设计了人造“水位数据”。利用EHA分析得到的M₂分潮时变振幅和迟角以及S₂、K₁、O₁分潮不随时间变化的振幅和迟角均比其他方法得到的结果更接近给定值,表明了EHA的有效性和可用性。当使用EHA分析渤海湾实际海平面观测数据时,得到的M₂分潮振幅具有明显的季节变化特征:夏季较大,冬季较小。敏感性实验表明,分析所得渤海湾M₂分潮振幅的季节变化趋势不受实验设置的影响,是鲁棒的,能够反映该海域真实的M₂分潮季节变化。此外,渤海湾M₂分潮振幅的季节变化可能是东亚季风通过影响平均海平面、层化和涡动黏性系数的季节变化而引起的。     

钱塘江中下游沉积物磁性特征及其对沉积动力环境的指示意义

利用2010年1月与2010年8月采集的钱塘江中下游河床沉积物粒度和磁性测量数据以及2010年8月测量的流速数据,分析了沉积物粒度和磁性的时空分布特征,探讨了粒度和磁性参数对沉积动力环境的指示意义。结果表明:(1)冬季河床沉积物以粉砂和黏土为主,夏季以粉砂和砂为主,沉积物粒度呈现从中游到富春江水库逐渐变细、近口段到河口段逐渐变粗的规律,并且冬季粒度总体上细于夏季,指示夏季以及河口段较强的水动力环境。(2)磁性矿物含量从中游到下游呈现逐渐减少的趋势,夏季磁性矿物含量比冬季高。磁性矿物中亚铁磁性矿物占主导地位,夏季亚铁磁性矿物的含量高于冬季。(3)χ_fd%、χ_ARM、χ_ARM/SIRM和χ_ARM/χ可以作为这个区域冬季<16μm的细颗粒沉积物的代用指标,χ_fd%和χ_ARM/χ可以作为夏季<32μm细颗粒沉积物的代用指标。(4)沉积物磁性参数χ_fd%、χ_ARM、χ_ARM/χ和χ_ARM/SIRM同样呈现出从中游到富春江水库逐渐变大、而从近口段到河口段逐渐变小的趋势,这与沉积物磁性矿物晶粒对沉积动力环境的响应是密切相关的,其中参数χ_fd%与χ_ARM更能有效地反映沉积动力环境。     

海水中铀的测定

江河湖水资源调查,水源污染控制以及海水提铀工作的开展,都促使人们开展对微量铀分析的研究.天然水中微量铀的分析大体上由二步组成,一是从大体积水样中浓集铀,二是浓集物中铀的分离和测定.人们广泛采用的富集方法之一是吸附共沉淀法(作为吸附剂有Al(OH)₃[1]、Fe(OH)₃[2]、活性炭[3]、AlPO₄[4]等)、胶体吸附浮选法以及有机共沉淀法等.     

末次冰期以来南极斯科舍海东南部沉积物来源与环境变化

本文通过南极斯科舍海东南部海域DC-11岩芯稀土元素(REE)特征及其与生源硅(BSiO₂)、磁化率、Al₂O₃、Fe₂O₃的耦合关系,深入探讨了34 ka BP以来研究区沉积物的来源及冰山-海流-大气搬运历史。结果表明,DC-11岩芯沉积物REE含量变化与Al₂O₃相似,主要赋存于陆源碎屑之中,BSiO₂对其有明显稀释效应。末次冰期REE含量高,页岩标准化模式平坦,Eu正异常弱,La_N/Yb_N比值较大,沉积物主要来源于地壳相对较老的威德尔海周边地区,磁化率、△Al₂O₃、TFe₂O₃/Eu比值证实该时期沉积物中南美风尘物质多。冰消期早期(19.6～14.1 ka BP)气候快速回暖,西风带与海洋锋面南移,南美风尘输入迅速减弱,南极绕极流南部分支增强,导致南设德兰群岛-南极半岛的冰山...     

垂直分辨率对长江口海域M2分潮模拟的影响

基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模式建立了长江口及其邻近海域的三维水动力学模型, 研究模型的垂直分辨率对该海域M₂分潮模拟的影响。结果表明:垂直分辨率的变化对M₂分潮传播方向的模拟结果影响较小, 但其可通过底摩擦和湍流耗散两个计算过程来影响潮能通量的模拟结果, 最终对长江口和杭州湾内的M₂分潮振幅产生显著的影响。最底层厚度较大时, 上层自由水体的高流速特征在最底层过于明显, 进而导致计算的底摩擦应力偏高, 此时提高底层的垂直分辨率会降低底摩擦对能量的耗散。另一方面, 垂直湍流混合作用会随垂直分辨率的增加而增强, 所以垂直分辨率增加到一定程度后, 上层自由水体的高流速会经由增强的湍流混合而更多的传入底层, 使计算的底摩擦应力随垂直分辨率的提高而有重新增加的趋势, 进而又增强底摩擦对潮能的耗散。     

珊瑚脂质是其共生虫黄藻密度降低时的重要能量来源

近年来珊瑚白化现象日益严峻。白化意味着珊瑚共生虫黄藻密度的降低,然而目前关于珊瑚体内的脂质在虫黄藻密度降低时对维持能量供给稳定的意义尚不清楚。本研究以2020年3月和6月在西沙群岛采集的帛琉蜂巢珊瑚(Favia palauensis)和澄黄滨珊瑚(Porites lutea)样品为材料,通过生理参数(虫黄藻密度、脂质含量)与地球化学指标(虫黄藻的稳定氮同位素δ¹⁵N_z值)相结合的方法,探讨了珊瑚脂质对虫黄藻密度及其光合作用强度变化的响应。结果显示,夏季两种珊瑚的虫黄藻密度和δ¹⁵N_z值均显著下降,意味着夏季虫黄藻密度降低导致了其光合作用强度的降低。与此同时,两种珊瑚的脂质含量也显著下降,并且脂质含量与虫黄藻密度、δ¹⁵N_z值之间均呈正相关关系,这说明珊瑚脂质含量与虫黄藻光合作用强度的变化之间存在耦合关系。当光合作用强度降低时,珊瑚可以通过消耗其自身储存的脂质更好地维持能量供给的稳定,这对提高环境胁迫的适应能力以及抗白化能力具有重要意义。     

深海锰结核中铀、钍分离与测定新方法的研究

本文研究了铀和钍在HNO₃-NH₄NO₃体系中的阴离子交换分离,提出了仅用一根离子交换柱就能从深海锰结核这种复杂体系中有效地分离出微量的放射化学纯的铀和钍的新方法。结果表明HNO₃-NH₄NO₃体系阴离子交换分离铀和钍具有较高的选择性,而且体系的酸度下降或硝酸铵浓度提高均有利于铀或钍在树脂相的吸附。该分离方法可定量回收锰结核样品中的铀和钍,且流程简短、操作方便,特别适用于成批的海洋环境样品的分析。     

二维物性界面深度重磁反演的一种非线性迭代解法──样条函数法

提出一种重磁导演非线性反演的直接解 ,它是基于迭代法求解一个非线性各分方程。当物性界面起伏分布△ｈ满足｜△ｈ｜〈√２－１）ｈ时,积分的补积函数可展成△ｈ的幂级数,考虑△ｈ高次项的影响,应用简单迭代法可将问题化成相应的线性积分方程,并可用Ｂ样条函数求解。在不同磁化方向的△Ｔ和Ｚα异常上和变密度界面引起的重力异常上实现了模拟反演。精度显著高于线性直接解。在南海东沙群岛地区进行了莫霍面的反演计算,效果良     

南黄海沉积物中活性铁氧化物对有机碳的保存作用

土壤和沉积物中活性铁对有机质的吸附对有机质具有长期稳定和保存作用,从而在地质时间尺度上缓冲大气CO₂浓度。本文利用连二亚硫酸钠还原性溶解提取活性铁氧化物（FeR）及与之结合的有机碳（Fe-OC）,定量研究了南黄海沉积物中FeR与OC之间的结合方式以及FeR对OC的保存作用,讨论了深度增加对二者相互作用的影响。结果表明,南黄海沉积物中Fe-OC占沉积物总有机碳的份数（f_Fe-OC）为（13.2±7.47）%,即活性铁对OC的年吸附量为0.72 Mt,占全球边缘海沉积物TOC年埋藏通量的0.44%。Fe-OC的平均OC:Fe为4.50±2.61,表明共沉淀作用对有机质的保存起重要作用,且其比值随海源有机质含量增加而增加。Fe-OC稳定碳同位素（δ13C_Fe-OC）结果表明,FeR优先保存活性有机质,但这种选择性随OC:Fe增大而减弱。随深度增加,f_Fe-OC和δ13C_Fe-OC均未表现出显著变化,这与该海域沉积物中有机质活性较低、铁还原作用较弱有关。     

氨基酸在改性黏土上的吸附机制研究

研究了四种氨基酸(赖氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸)化合物在改性黏土的吸附特征, 考察了改性剂PACl 添加比例、介质pH 及离子强度对吸附过程的影响, 并探讨了吸附机制。结果表明, 在一定比例的PACl 改性能促进氨基酸在高岭土上的吸附, 最佳改性比例为5%, 赖氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸的最大吸附量分别为827、712.56、723.14、732.56 μmol/g; 氨基酸在改性黏土上的吸附动力学符合伪二阶动力学模型; 利用Weber-Morris 模型测定四种氨基酸内部粒子扩散常数, 5%改性条件下赖氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸的内部粒子扩散常数分别为0.847、0.567、0.780、0.603。热力学研究表明, 氨基酸在改性黏土上的吸附等温线是C 型等温线, 5%改性条件下四种氨基酸(赖氨酸、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸)的热力学自由能分别为?1.99、?2.41、?3.16、?2.94 kJ/mol, 说明氨基酸在改性黏土上的吸附是一个自发的吸附过程。介质pH 及离子强度对吸附过程具有重要影响。