类脂化合物单体碳稳定同位素在古气候环境研究中的意义

类脂化合物极大地扩展了全球变化研究的深度，尤其是单体碳稳定同位素技术在古气候、古环境重建上有着重要作用。基于近些年来国内外的最新研究成果，就类脂化合物单体碳同位素在古气候环境方面的应用研究进行了较为全面的评述。已有研究表明利用类脂化合物单体碳同位素组成可以追溯到海洋和湖泊环境中陆源有机质的物源，其母源区历史时期 C3、C4植被的变迁以及区域性的古气候、古环境重建。     

东海表层水体中的多环芳烃及其沉积通量估算

以东海陆架水体中溶解态多环芳烃(PAHs)含量为基础,引入颗粒相-水相间的物质吸附系数(Koc)计算悬浮颗粒物中PAHs有机碳归一化含量,结合陆架沉积物有机碳的年埋藏通量,估算东海陆架沉积物中PAHs沉积通量。结果显示:水体中溶解态的15种PAHs总含量为(701±392)ng/L,变化范围为412~1 032ng/L,PAHs组成以3环为主。计算得到的悬浮颗粒物中15种PAHs有机碳归一化含量为20~28μg/g,对应的PAHs沉积通量为150~210t/a。估算结果与实测沉积物中PAHs含量和沉积通量结果基本吻合,表明实验室模拟实验获取的化合物Koc值适用于东海颗粒相-水相间的分配模型,证实悬浮颗粒物有机碳含量在控制PAHs两相分布过程中起着重要作用。同时,该方法为海洋沉积物中PAHs沉积通量的估算提供一种新途径。     

广州及附近地区地表水中稀土元素空间分异的景观效应探析

景观格局与生态过程的关系一直都是地球科学研究中关注的重点,地表水中稀土元素的迁移是一种连贯的地球化学行为,也可能受到景观格局的影响。本研究基于景观视角,对广州及周边5个区域的地表水进行采样,结合土地利用数据与数字高程数据,分析各采样区地表水中稀土元素浓度分布特征,并以各采样点为中心进行不同空间尺度的缓冲区分析,计算各缓冲区内的景观格局指数,通过Spearman相关性分析与冗余分析(RDA)定量研究地表水中稀土元素浓度与地形因子以及景观格局指数的关系。结果表明:(1)地表水中稀土元素的空间分异程度与高程存在显著正相关关系,海拔越高,地表水中稀土元素浓度越高,而与坡度、坡向无明显相关关系。(2)地表水中稀土元素浓度与景观格局指数存在显著相关关系,景观异质性程度越高,地表水中稀土元素浓度越低,反之景观连接度越好,地表水中稀土元素浓度越高。(3)不同空间尺度下景观格局对地表水中稀土元素浓度的影响具有明显差异,多数景观格局指数与地表水中稀土元素浓度的相关性在缓冲区空间尺度达到4000 m以上时才最显著,且在4000 m缓冲区中景观格局指数对地表水中稀土元素浓度的解释度最高。若通过景观规划对区域地...     

广东新丰江水库XFJ-1孔DDTs和HCHs的沉积记录

以~(210)Pb对广东新丰江水库XFJ-1孔进行了定年,以GC-ECD测定新丰江水库沉积钻孔中DDTs和HCHs的含量,通过对比其剖面变化特征与该类农药在我国的生产、使用历史,探讨了水库中DDT、HCH的历史输入途径.过去30年来,XFJ-1孔平均沉积速率为1.42cm/a,沉积物中HCHs和DDTs的含量分别为1.26-3.90ng/g和1.00-3.96ng/g.DDTs、HCHs含量从20世纪80年代初逐渐下降,总体上与我国1983年开始禁止DDT、HCH的大规模生产和使用这一历史事件相符.DDTs、HCHs及其化合物比值的剖面变化特征均表明:流域内后期土壤侵蚀、搬运的再循环污染物质(即二次污染源)对水库DDT和HCH的贡献不明显;相反,农药历史使用(即一次污染源)是其主要来源,大气沉降是其主要输入途径.此外,γ-HCH、o,p′-DDT和p,p′-DDT含量的垂直变化表明,大规模禁用以后这些化合物仍有少量新的输入,需引起重视.     

青岛大气中有机氯农药(OCPs)的初步研究

2005年4月至2006年3月,利用大流量采样器采集青岛大气中气相和颗粒相样品,并分析气相和颗粒相中的有机氯农药(OCPs).结果表明,青岛大气中α-HCH、y-HCH、HCB、o,p′-DDT、p,p′-DDT和p,p ′-DDE的浓度平均值分别为(78±41) pg/m3、(289±236) pg/m3、(221±186) pg/m3、(81±62) pg/m3、(54±49) pg/m3和(60±44)pg/m3,远低于广州、天津等城市.大气中的有机氯农药浓度在一定程度上受温度影响,但相关系数并不高(R2＜0.4),斜率较缓,表明大气的长距离迁移对其浓度也有一定的影响.用后向气流轨迹法对气团来源追踪,发现当青岛受到东亚沙尘暴的影响时,有机氯农药的浓度升高,而当有来自黄海较干净的气团到达青岛时,大气中有机氯农药的浓度明显偏低.     

水体悬浮颗粒物中溶解态黑碳(DBC)的含量估算——以渤海为例

溶解态黑碳(DBC),通常被认为是黑碳或降解产物中可溶解于水的组分.作为一类具有高疏水性稠环芳香结构的物质, DBC完全可能以吸附在悬浮颗粒物或颗粒态有机物的形式存在(PDBC),并且不等同于黑碳颗粒物(PBC).然而,目前环境样品中测量黑碳的主流方法,尤其是颗粒物的处理方式,并未对这一部分黑碳进行测定.因此,自然界中DBC的量在很多研究中有可能被低估,使得目前关于DBC地球化学行为以及定量研究结果的可靠性存疑.本研究基于之前在渤海工作的详细数据,包括PBC、 DBC,以及颗粒有机碳含量、悬浮颗粒物浓度、多环芳烃含量,通过对比实测多环芳烃固液分布情况,圈定出渤海表层水体中PDBC固液分布系数(Kd)大致在0.018～0.072之间,含量在1.637～6.449μg C L^-1之间.同时,估算出渤海水体悬浮颗粒物上PDBC储量(2.049～8.194Gg),低于PBC储量(15.16Gg),却同属一个数量级,该结果表明, PDBC是渤海水体环境中DBC的重要存在形式.明确DBC在水体中的吸附解吸附过程是厘定DBC源汇定量关系以及完善海洋DBC迁移转化过程的重要一环.     

北黄海泥质区多环芳烃与黑碳的沉积记录

在北黄海中部泥质区采集柱状沉积物样品,对多环芳烃(PAHs)和黑碳(BC)的含量和来源进行研究。结果表明:(1)PAHs的含量变化范围为207~611ng/g;BC的含量变化范围为0.560~1.32mg/g;(2)对比低分子量(LMW)和高分子量(HMW)PAHs含量的历史变化趋势,发现1980s之前的PAHs主要来自于生物质的低温燃烧,之后主要来自于化石燃料的高温热解;(3)1920s之前,PAHs与BC含量基本保持稳定且处于较低值。1920s-1980s,PAHs含量受工业化和煤炭发展的影响较大,开始出现增长趋势。1980-1990s,由于能源消耗量的大幅度增加,导致PAHs和BC的含量迅速升高并达到最大值(1996年)。1990s初期-2000s初期,由于清洁能源的使用等原因,PAHs与BC含量都开始下降。(4)对PAHs和BC含量进行Spearman相关性分析,得出在1920年之前和1920-1980年之间,BC和PAHs含量无显著性相关(r=-0.25,P0.05,n=34;r=0.06,P0.06,n=11);而1980年之后,BC和PAHs含量呈显著性相关(r=0.90,P=0.04,n=5)。     

我国渔港沉积物的重金属污染及潜在生态风险评价

分析了青岛、宁波、舟山、厦门、深圳、珠海、澳门、茂名和三亚共9个渔港（包括综合港口区）表层沉积物中的Cd、Cu、Pb、Zn、Co和Ni等典型重金属元素的含量,探讨了其可能的来源。采用沉积物质量基准法和Hakanson潜在生态风险指数法,评价了各渔港重金属的污染状况和潜在生态风险。结果表明：（1）渔港沉积物中重金属Cu、Zn、Pb和Cd的富集较为严重,位于珠江三角洲的渔港重金属含量显著高于其他渔港,尤其是Cu和Zn,最高含量分别达到1249mg／kg和664mg／kg,而Cd和Pb的污染也不容忽视;（2）珠三角渔港具“高”或“中等”潜在重金属生态风险,其中Cu和Cd具有高的潜在生态风险,其他渔港均属低生态风险,渔港总的潜在生态风险由高至低顺序为：澳门〉深圳〉珠海〉茂名〉三亚〉厦门〉青岛〉宁波〉舟山;（3）渔港沉积物中重金属主要来自工业废水、生活污水、污灌土壤以及大气沉降的污染和渔船防护漆的使用。而船体防护漆中Cu／氧化亚铜的大量使用是渔港中Cu污染的主要来源。     

东海泥质区单体正构烷烃的碳同位素组成及物源分析 *

利用气相色谱(GC)和气相色谱/同位素比值质谱(GC/IRMS)对东海近岸泥质区、济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部表层沉积物中正构烷烃的单体碳同位素组成及分布进行了分析。结果显示东海不同泥质区典型海洋藻类源正构烷烃C₁₉同位素组成基本相似,在-27.4 ‰ ~-28.0 ‰ 之间,平均为-27.7 ‰ 。典型海洋水生植物源C₂₃同位素组成在-28.5 ‰ ~-31.6 ‰ 之间,平均为-30.5 ‰ ,碳同位素组成从近岸泥质区到冲绳海槽北部逐渐变重,表明海槽区与陆架区海洋水生植物种类有所不同。陆架区长链正构烷烃(C₂₅~C₃₁)部分随着碳数的增加,其同位素组成逐渐变轻,但海槽区这一变化不大,显示陆架区的陆源高等植物蜡具有相似的物源,而冲绳海槽北部由于黑潮主干区和黑潮分支(对马暖流)对陆架沉积物进入深海的控制性阻隔作用,其物源与陆架区区别较大。现代输入东海的陆源植物以C₃植物为显著优势,C₃植物对近岸泥质区北部、近岸泥质区南部、远端济州岛西南泥质区和冲绳海槽北部陆源植物的贡献分别为83 % ,95 ％,75 % 和70 % 。     

西北太平洋海域黑潮区有机氯农药和多氯联苯的浓度及其组成特征

由于传统持久性有机污染物（POPs）如有机氯农药（OCPs）和多氯联苯（PCBs）在全球范围内被广泛的限制或禁用,各种环境介质中的污染物浓度呈现逐年降低的趋势。西北太平洋作为远离大陆的开放性海域,无明显的污染点源,其洋流在POPs的输送和扩散过程中扮演重要的角色。本研究采集西北太平洋黑潮区表层和次表层（2～5 m和150 m）水体为研究对象,分析其中溶解态OCPs（六六六（HCHs）、滴滴涕（DDTs）、氯丹（CHLs））和PCBs的浓度及组成特征。结果显示,黑潮区表层水体中HCHs、DDTs、CHLs和PCBs的浓度范围分别为30.7～68.8 pg/L、6.16～23.8 pg/L、1.07～5.75 pg/L和49.8～124 pg/L;次表层水体中分别为27.3～68.4 pg/L、7.06～14.1 pg/L、0.518～10.1 pg/L和34.1～68.4 pg/L。HCHs各异构体的比值特征表明该海域以林丹输入为主,而DDTs和CHLs的比值结果显示,该海域水体中滴滴涕和氯丹均主要是来自于历史残留。水体中PCBs主要以三氯联苯、四氯联苯为主,与东亚多氯联苯的历史使用情况吻合。黑潮水团体量巨大且内部分布均匀,对污染物的垂直分布产生重要影响,即不同深度水体中OCPs、PCBs浓度及其组成相当;同时黑潮带来的高温、高营养盐水团对其海域生物体内污染物的富集形成潜在风险。