南半球环状模与南极冰芯中气候信息关联研究综述

冰芯作为气候环境信息的良好载体,在研究过去大气环流异常中具有其他气候代用指标难以比拟的优势。本文重点综述了南极冰芯气候记录与南半球环状模(SAM-Southern Annular Mode)的关联特征:SAM与冰芯记录为同期变化,冰芯中NO-3、海盐组分(以Na+为代表)和水同位素比值δ18O同SAM指数具有较好的关联性;冰芯中SO2-4和MSA同SAM存在一定的关联,但相关性不显著;西南极冰芯记录的积累率同SAM具有较强的关联。需要说明的是,冰芯中各参数与SAM的相关性存在较大的空间差异。     

南极雪冰中硝酸根稳定同位素研究进展

硝酸根(NO_3~–)是南极雪冰中主要的化学离子之一,过去对雪冰NO_3~–记录与气候环境信息的关联开展了广泛研究。然而,不同于雪冰中其他化学离子,NO_3~–沉积进入雪层中会发生一系列复杂的沉积后过程,给定量解读雪冰NO_3~–的气候环境信息带来了严峻挑战。NO_3~–的稳定同位素构成则为定量解译大气氮的来源、氧化剂的相对丰度等提供了有力工具,受样品量(尤其是冰芯)和含量所限,目前对南极雪冰中NO_3~–稳定同位素研究仍非常薄弱。本文综述了目前南极雪冰中NO_3~–稳定同位素的空间分布特征和主要影响因素、NO_3~–的沉积后过程和相关机制及南极雪冰中NO_3~–稳定同位素记录,并指出了目前研究存在的主要问题,探讨了未来南极雪冰中NO_3~–稳定同位素可能的研究重点和方向。     

东南极冰盖中山站-Dome A断面表层雪中SO_4~(2–)和MSA的空间分布特征

中山站-Dome A断面考察是国际横穿南极科学考察计划(ITASE)的核心考察路线之一,具有重要的科学意义,在国内外产生了广泛影响。中国第31次南极科学考察内陆冰盖考察期间,采集了中山站-Dome A断面上约10 km间隔的表层雪样品,通过离子色谱实验分析,得出了断面上含硫化合物(SO_4~(2-)与MSA)的含量。在整个断面上,nssSO_4~(2-)和MSA含量表现出微弱的递减变化趋势,呈现出区域性变化趋势。在内陆高原区域(Dome A区域),nssSO_4~(2-)与MSA存在较好的线性关系([MSA]=0.1158×[nssSO_4~(2-)]–1.1497,r~2=0.75)。MSA/nssSO_4~(2-)比值在断面上的变化范围为0.04—0.47,均值为0.14,比值表现为沿海区域高于内陆区域,与低温条件下MSA/nssSO_4~(2-)比值大相矛盾,原因是由于源区的不同或风场而造成的。通过对断面上含硫化合物的研究,为进一步利用冰芯SO_4~(2-)与MSA记录研究过去气候环境提供了科学依据。     

磷酸铈共沉淀原子吸收光谱法测定硫酸钴中的痕量铁

探讨了用CePO4共沉淀火焰原子吸收光谱法测定CoSO4溶液中的痕量Fe3 。共沉淀效率受pH、Ce(NO3)3和H3PO4用量的影响。试验结果表明,在溶液pH为3.0～4.0时,CePO4能够定量共沉淀CoSO4溶液中的Fe3 。对于20mL的样品溶液,方法的检出限为24.8μg/L,铁的加标回收率为101.7%。方法用于CoSO4试剂中Fe3 的测定,6份样品测定的RSD<5%。     

冰芯流动分析技术研究进展

保存于冰芯中冰川化学信息的完整提取,一直是制约冰芯分析技术发展的瓶颈,离散的样品准备工作大大限制了样品分析的数量和样品分析速度,并且在样品准备过程中样品容易受到污染和破坏,造成样品重要信息的损失。冰芯流动分析技术突破了这一瓶颈,成为最有应用前景的冰芯样品准备技术之一。本文综述了冰芯流动分析技术现状及其近年来应用冰芯流动分析技术开展极地冰芯样品分析的主要进展,并对其前景及发展方向作出展望。     

增温对南极湖泊沉积物反硝化过程的影响

全球变暖导致的极地地区增温正深刻地改变着极地地区生态系统物质循环过程和速率。目前,增温对南极地区湖泊沉积物氮循环关键过程的影响还鲜有报道。中国第29次南极科学考察期间在南极中山站附近选取了5个湖泊,采集了1处含企鹅粪土的湖泊沉积物(莫愁湖)和4处自然湖泊沉积物(团结湖、大明湖、米尔湖和玉珍湖),利用样品瓶泥浆恒温培养法进行增温模拟,设置低温(1℃)、中温(5℃)、高温(11℃)培养实验。结果表明,低温条件下莫愁湖沉积物反硝化速率和反硝化潜势明显高于自然湖泊沉积物(277.37倍、244.13倍)。一定程度的增温促进了沉积物反硝化速率与反硝化潜势,但过高温度也会抑制部分样点的反硝化速率与反硝化潜势。总体而言,高温条件下自然湖泊沉积物平均反硝化速率分别是中、低温条件下的1.57倍、3.56倍,反硝化潜势为1.91倍、6.31倍;而含企鹅粪土湖泊沉积物反硝化速率为1.17倍、2.08倍,反硝化潜势为0.72倍、1.01倍。增温对自然湖泊沉积物反硝化速率和潜势的影响高于莫愁湖沉积物,但含企鹅粪的莫愁湖沉积物的反硝化速率和潜势具有更高的绝对增量。企鹅粪中较高的硝酸盐、铵盐、磷酸盐以及有机碳含量是...     

环境中高氯酸盐的来源、污染现状及其分析方法

高氯酸盐是一种持久性的无机污染物,它能够抑制碘的吸收并削弱甲状腺功能。随着高效灵敏的分离检测方法的发展,研究人员在多种环境介质中都检测到了高氯酸根,其环境污染问题引起了广泛的关注。最近的研究表明,环境中的高氯酸盐并非都来自于人为污染源及含有高氯酸盐的化肥,也有在大气中自然产生的,而且环境中存在大气来源的高氯酸根的背景值。在重点介绍了高氯酸盐的污染现状、分析方法以及自然条件下大气中产生高氯酸根的机理等方面的最新研究进展之后,提出今后应开展环境中高氯酸根背景值的调查研究。为此,应开发具有更低检出限的分析方法,并借助南极地区独特的地理优势开展南极雪冰中高氯酸盐的相关研究,从而获得不同历史时期环境中高氯酸根的背景值,并研究高氯酸根背景值的影响因素,为研究自然条件下大气中产生高氯酸根的机理提供基础数据。     

极地冰下生物地球化学过程研究进展

已有的研究结果表明:极地冰下存在生命活动的证据。生物地球化学过程以其独特的视角,从生物学和地球化学学科交叉的角度,对于诠释冰下环境微生物生存及其对全球气候的影响提供了一条新途径。目前对于冰下生命的研究多集中在温型冰川和多温型冰川,关于冷型冰川冰下环境的生物起源、生存条件、能源转化方式和生物体的空间分布特征及种属关系等研究均还处在起步阶段。在简要阐述冰下化学风化机理发展历程的基础上,对近年应用生物地球化学过程研究极地冰下环境的研究成果进行总结和分析。此外,针对该领域目前研究上的空白和热点,分别对利用生物地球化学过程研究冰下环境微生物生存和繁衍,冰下温室气体释放,重大古气候事件探索及星际生命探索等科学命题进行展望。     

华北铝土矿矿石分类

在铝土矿矿石结构分类（粗糙状、碎屑状、鲕豆状和致密状）的基础上，根据拜尔法工艺对矿石的要求，按矿石中主要组分的种类及其含量进一步划分为正常型、高岭石型、伊利石型、绿泥石型和混合型五个亚类。利用矿石中的Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｋ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３和ＴｉＯ２，根据Ｑ型聚类分析划分了三种化学成分类型。对不同矿石类型的可用性提出了结论性意见。     

非质量硫同位素分馏效应研究进展

非质量硫同位素分馏效应是目前国际上最前沿的稳定同位素地球化学研究领域之一。在简要介绍非质量分馏理论的基础上,对近几年非质量硫同位素分馏效应的最新研究成果进行总结和分析。关于非质量硫同位素分馏的微观来源机制存在较多争议,有待于进一步探索;采用SF6为工作气体是现有硫同位素高精度测定的主要制样技术;非质量硫同位素分馏效应研究为火星大气演化及火星生命痕迹探询、古代大气氧化条件、地球早期硫循环、火山活动对气候的影响等重大地质科学问题的解释开辟了一条独特的新途径。最后对非质量硫同位素分馏领域研究趋势进行了探讨。