不同预处理方法对水中溶解无机碳碳同位素的影响

<正>通过水中溶解无机碳碳同位素的分析可以了解碳同位素的来源和其动态变化。对于水中溶解无机碳碳同位素的采样方法,国内还没有统一的规范。林信吉1的研究结果表明水样需加入饱和氯化汞溶液,密封在350 ml透明的BOD瓶,4~7℃冷     

亚热带典型岩溶区地表溪流溶解无机碳昼夜变化特征及其影响因素

岩溶水体溶解无机碳(DIC)的转化过程是评价岩溶碳汇稳定性及效应的重要指标之一,为了解其在岩溶地下水补给的地表溪流中的变化特征和影响因素,于2013年7月8~14日对广西融安县官村地下河水补给的地表溪流进行7昼夜定位连续监测,利用高分辨率自动监测仪器每15分钟测定pH、溶解氧(DO)、水温(T)、电导率(SpC)等参数,人工每2小时采集水样用于测定常规离子和δ~(13)C_(DIC)等指标。结果表明溪流水体T,pH,DO,SpC,DIC(以HCO_3~-表示),Ca~(2+),δ~(13)C_(DIC),方解石饱和指数(SIc)以及水体二氧化碳分压(pCO_2)等水化学指标均表现出明显的昼夜变化过程。SpC,DIC,Ca~(2+)和pCO_2等指标白天降低,夜间升高;T,pH,DO,δ~(13)C_(DIC)和SIc等指标白天升高,夜间降低。SIc变化范围为0.70~0.89,表明溪流中可能发生了碳酸盐的沉积。通过热力学参数计算表明水温(昼夜变化幅度为5.8℃)对水体pCO_2的昼夜变化影响率为27.48%~54.88%。反映水体水生植物新陈代谢过程(光合作用和呼吸作用过程)的水体DO指标和水体δ~(13)C_(DIC)均在白天上升,夜间下降,而δ~(13)C_(DIC)和水体DIC呈明显负相关关系(R~2=0.71),这也证明溪流水体DIC的变化过程受到水生植物新陈代谢过程的影响,白天水生植物以光合作用为主,消耗DIC,释放O_2,水体δ~(13)C_(DIC)上升;晚上以呼吸作用为主,消耗O_2,释放CO_2,增加DIC,水体δ~(13)C_(DIC)下降,其对水体pCO_2的昼夜变化影响率为45.12%~72.52%。通过研究表明溪流溶解无机碳变化过程受到物理因素(太阳辐射和水温等)和生物作用(呼吸作用和光合作用)的共同影响,这为进一步了解岩溶地下水出露地表后溶解无机碳转化过程及岩溶碳汇稳定性评价提供了依据。     

土著微生物参与下河套平原地下水中砷的还原作用

为查明土著微生物活动对高砷地下水形成的影响,利用河套平原高砷地下水中分离出的土著微生物(YH002)进行了微宇宙实验研究.实验结果表明: 高砷地下水中加入的葡萄糖提供了微生物生长所需要的碳源,微生物大量繁殖,分泌的有机酸使溶液的pH值降低.在缺氧条件下,溶液中的OD值最高达到了0.189,pH值最低为6.22;在有氧条件下,OD值最高达到了0.286,pH值最低为6.04.溶液中As(III)的初始质量浓度为74 μg/L,占总砷质量浓度的11.2%,在加入微生物和葡萄糖后,在缺氧和有氧条件下,As(III)的质量浓度分别为278 μg/L和310 μg/L,占总砷质量浓度的42%和47%.微宇宙实验说明地下水中的土著微生物能将As(V)还原成As(III).      

南海中北部次表层水温与南海夏季风和广东旱涝

为了解南海与季风的相互作用，用实测资料分析了南海中北部次表层水温与南海夏季风和广东旱涝的关系。结果表明：南海中北部次表层水温在2月偏暖（冷）时，南海夏季风爆发偏早（晚）是主要现象；南海中北部次表层水温在8月偏暖（冷）时，南海夏季风结束偏晚（早）是主要现象。西沙平均水温时间系列的距平值自1978年1～3月开始有上升趋势，年平均水温距平值上升趋势出现在1979年。结论：南海中北部在2月次表层水温持续编暖（冷）时，夏季风爆发偏早（晚）、广东出现洪涝（干旱）灾害是主要现象。     

水样中溶解性无机碳同位素测试前处理方法对比研究

水中溶解性无机碳(DIC)的碳同位素前处理方法由传统的BaCl2沉淀法,逐步发展到野外采样后直接通过连续流系统(GasBench-IRMS)测试.当前对于BaCl2沉淀法和连续流测试结果的差异,以及最佳DIC的前处理方法均需要开展深入研究.本文应用BaCl2沉淀法、医用无菌高密度聚乙烯瓶装样、GasBenchⅡ顶空样品瓶野外直接生成CO2气体三种前处理方法,对比研究前处理方法对采自桂林盘龙洞洞穴滴水和地下河水样中DIC碳同位素测试的影响.结果表明,由于BaCl2沉淀法使水样中游离CO2逸出,导致测定的DIC碳同位素值相对于另两种方法均偏正:地下河水样的碳同位素值最大偏正0.26‰;洞穴滴水的碳同位素值最大偏正0.33‰.因为野外水样采集环境的温度、大气压强与实验室内部环境变化较小,没有引起CO2、HCO3的溶解度改变,用医用无菌高密度聚乙烯瓶和GasBenchⅡ顶空样品瓶采集水样的碳同位素测试结果相同;相对而言,利用GasBenchⅡ顶空样品瓶直接产生CO2气体,能够避免外界环境条件变化导致CO2、HCO3-的溶解度发生变化引起碳同位素分馏,是精确测定水中DIC碳同位素最佳的前处理方法.     

1970―2009年粤东(汕尾)沿海海平面变化研究

通过对汕尾站、遮浪站潮位距平资料(SLA)与卫星观测的附近海平面高度距平资料(SHA)以及全南海海平面高度距平资料(SSHA)的比对,探讨资料的代表性和长期变化。结果表明,绝对海平面与相对海平面的多年变化趋势基本一致。采用随机动态法和二次项拟合方法分析得出,汕尾多年海平面变化呈波动上升趋势,存在显著的1年、半年、4个月和19年周期,其中年振幅为10.6 cm,且海平面高低受厄尔尼诺事件影响明显。海平面的季节变化特征与季风呈现显著相关性,认为季风导致的海面增减水对海平面的高低存在一定的作用,预估2050年海平面较常年平均高31±3cm。     

1960―2011年海陵岛气候与极端天气变化趋势分析

根据海陵岛闸坡海洋水文气象观测及《台风年鉴》资料,对海陵岛1960―2011年的气候与旱涝、暴雨、台风、极端温度、海面温度(SST)热事件等极端天气变化趋势进行分析。结果显示:海陵岛为边缘热带气候,近52年的升温率为0.21℃/10a;1963年为特旱年,1973、2001、2008年为特涝年;累年平均暴雨日数为9.5d/a,大暴雨日数为2.4d/a;严重影响海陵岛的热带气旋(中心进入海岸线1个纬距以内)累年平均1.43个/a;寒潮未曾出现,但有过严重寒害。在气候变暖背景下,20世纪80年代以来≥35℃极端高温日数总体上呈显著增加趋势,而≤5℃极端低温日数呈减少趋势。SST≥30℃、持续10d以上的热事件共出现23次。     

激光同位素光谱法测量水中氢氧同位素组成的实验室间比对研究

激光同位素光谱分析方法是近些年使用较广泛的一种便捷、快速的测试稳定同位素组成的技术,能同时分析出水中δD、δ~(18)O同位素组成,因其操作简单,检测效率高,体积小,野外现场测试携带方便,迅速在环境、地质、生态和能源等领域得到广泛应用,但是该测试分析方法尚没有相应的国家标准,测试结果得不到有效的溯源,在使用过程中缺乏规范和统一。为此,本文通过在全国范围内12家实验室选取8个比对水样(δD值在-189.1‰~-0.4‰内,δ~(18)O值在-24.52‰~0.32‰内),利用激光同位素光谱法测试比对D/H和18O/16O值,探讨激光同位素光谱仪分析水中δD、δ~(18)O值的准确度和精密度。测试结果表明:各个协作实验室数据准确、稳定,方法的重复性和再现性良好;激光光谱法测定的δD精密度为0.4‰(1σ),δ~(18)O精密度为0.05‰(1σ),与传统稳定同位素质谱的精度几乎一致,因此适用于常规水样中δD、δ~(18)O测定,可以开展野外在线实时检测水中氢氧同位素组成。本研究为开展制定激光同位素光谱法测定环境液态水中δD、δ~(18)O同位素组成标准方法的工作推广和应用提供了参考。     

Gas Bench II-IRMS磷酸法在线测定水中溶解无机碳碳同位素分析条件及影响因素

采用Gas Bench II-IRMS 对水中溶解无机碳碳同位素在线测定影响因素进行研究,确立了分析方法。通过对影响因素的研究确定了水中溶解无机碳碳同位素测试的最佳平衡时间;样品水中溶解无机碳浓度与样品测试的信号强度呈明显正相关;测试过程中色谱柱温度的高低不仅会影响样品峰的出峰时间,还会影响样品峰宽、峰高及峰积分面积等,影响最终测试结果。为了确保水中溶解无机碳碳同位素测试方法的准确性与可行性,进行了方法试验验证,水中溶解无机碳碳同位素比值（δ13C）的测定值与验证单位给出的δ13C测定值相一致,此测试方法具有可行性。在线测试的高效率和小样量与传统方法比较有显著优势,这为拓展同位素分析技术的应用领域提供了一种快速、高效的手段。本测试分析方法适用于地下水、地表水、大气降水的溶解无机碳碳同位素组成的在线测定。      

典型岩溶区土壤呼吸作用的昼夜变化特征及其影响因素

为揭示桂林毛村岩溶地区夏季表层土壤呼吸作用昼夜演变规律。本次研究选用静态暗箱/气相色谱法,监测了无降水影响下毛村岩溶区域的表层土壤呼吸通量的昼夜变化规律。同时野外监测表层土壤的温度、大气温度、大气压强等环境参数,以综合分析影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。结果表明:受到大气温度变化的影响,研究区域土壤表层温度呈现单峰型的昼夜变化规律,表层土壤呼吸作用也存在明显的昼夜变化特征。土壤呼吸最大值出现在12:40至14:40,最小值出现在4:40-6:40。土壤呼吸作用强度和变幅均是白天大于夜间。大气温度与土壤呼吸作用呈显著正相关关系（P<0.01）,说明在土壤含水量未超过阀值时,大气温度是影响土壤呼吸作用昼夜变化的关键环境因子。本次研究明确了土壤呼吸作用在昼夜变化上的变异性,对精确估算整个生态系统的碳收支有重要意义。