抗坏血酸还原海水中硅酸盐化学工艺优化研究

为了满足硅酸盐水下自动测量的要求,采用抗坏血酸作还原剂对硅酸盐进行检测,并对该工艺进行了优化.实验研究了溶液浓度、显色时间与吸光度的关系,确定了盐度对测量结果的影响,给出了硅酸盐现场自动分析工艺优化流程图.将此方法应用到水下现场分析仪上,能连续测量43 d,数据重现性较好.     

新生相形成的模拟实验研究

通过模拟实验制备了硅酸盐类不溶性固体，从Ｘ射线衍射特征和红外光谱特征两方面看，制得的硅酸盐类与河口新生相成分，结构相似，表明铁水解成的β－ＦｅＯＯＨ胶体吸附Ｓｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｋ等元素，经结构重组可形成硅酸盐矿物，这可能是河口体系新生相的形成原因。     

厦门西港海域硅酸盐浓度的变化特征

对１９８７年厦门西港赤潮调查表层海水硅酸盐等资料的研究表明，该海区表层海水中硅酸盐浓度的分布一般呈由湾口朝湾内降低的趋势，这在浮游植物繁盛的春季更为明显，硅酸盐浓度的日较差值春季明显高于冬季的。受浮游植物活动和咸淡水消长的综合影响，硅酸盐浓度呈明显的季节变化，介于１３．９－７２．４μｍｏｌ／ｄｍ＾３之间，春季为低值期，冬季为高值期，春夏季大，小潮时硅酸盐浓度呈显著变化，一般为小潮时的高于大潮时，文     

大鹏澳养殖网箱水体的磷酸盐、硅酸盐

根据1998年8月至10月每月一次对大鹏澳海区养殖网箱水体定点26h连续观测，统计了各网箱水体中磷酸盐和硅酸盐的周日变化范围和平均值；分析了磷酸盐和硅酸盐的周日变化特征；讨论了磷酸盐和硅酸盐与环境因子的相互关系；估算了各网箱水体的磷负荷；初步评价了网箱水质的营养状况。     

海水硅酸盐原位快速检测方法研究

基于顺序注射(SIA)原理研制了海水硅酸盐原位检测仪,通过改进《海洋监测规范》中硅酸盐的硅钼蓝标准分析方法,优化了进样方式及显色反应时间,压缩了样品与试剂进样之间的时间间隔,在保证硅酸盐测量准确性及精度的前提下,将显色反应时间缩短至50 s,将单次样品分析时间缩短至2 min。针对原位测量,就环境因素对测量结果的影响进行了研究,结果表明,盐度从0~35变化时,吸光度减小20%,但盐度在28~35之间时,吸光度并无明显变化。基于10 cm液芯波导比色管,仪器的检测限可达5.8 nmol/L。     

冲绳海槽中段表层沉积物物质来源的定量分离:Sr-Nd同位素方法

利用1994年85－904航次获取的冲绳海槽中段表层沉积物样品，测定其硅酸盐相的^87Sr/^86Cr和^143Nd/^144Nd比值，以定量研究冲绳海槽中段表层沉积物硅酸盐物质的来源，结果表明，冲绳海槽中段陆坡区表层沉积物硅酸盐相的^87Sr/^86Sr/^143Nd/^144Nd与东海陆架沉物硅酸盐相的^87Sr/^86Sr和^143Nd/^143Nd相当，槽底和东坡沉积物硅酸盐相的^87Sr/^86Cr和^143Nd/^144Nd值介于中国大陆硅酸盐物质和海槽水山碎屑的^87Sr/^86Sr,^143Nd/^144Nd比值之间，并大致具有两端员混合特征，利用以Sr同位素为参数的二端员混合方程进行物源定量分析的结果表明，冲绳海槽中段的西坡和槽底表层沉积物硅酸盐相以陆源物质为主，最大值为91．07％，由西向东，陆源物逐渐减少，在海槽东坡含量最小，最小值为9．93％，火山源物质在东坡含量最高，量大值为64．92％，由东向西，由北向东，火山源物质逐渐减少为零。     

黄河流域硅酸盐风化的讨论

根据2007年6月和7月采集的黄河干流及部分支流水样和河床砂样品数据,对黄河流域硅酸盐化学风化进行了探讨。在充分评估黄河流域的K+,Na+来源的基础上,确定了硅酸盐风化的K+量,并通过选定的硅酸盐风化(K/Na)比值,得到了硅酸盐风化的Na+量;通过测定流域内不同岩石类型分布的河床砂样品,得到河床砂样品硅酸盐部分(Ca/Na)和(Mg/K)的比值,确定了钙镁硅酸盐风化的Ca2+,Mg2+量;并据此估算了流域硅酸盐化学风化的CO2消耗率。如果选用黄河入海多年径流量58.02×109km3/a进行计算,则得到全流域硅酸盐风化CO2消耗率约为26.22×103mol/km2/a。若选用2007年的平均径流量24.83×109km3/a进行计算,则黄河流域硅酸盐风化引起的CO2消耗率约为11.19×103mol/km2/a。     

大亚湾西南部全年磷,硅酸盐含量分布特征

根据１９９１年在大亚湾西南部水域进行全年性环境调查的结果。综合讨论该水域磷，硅酸盐含量分布特征，调查结果表明，磷，硅酸盐春季较低，冬季最高，跟叶绿素ａ密切相关，其中磷，硅表，底层含量差值与水温、溶解氧表，底层差值呈负相关。     

三门湾海域4、7月营养盐分布及其稀释效应

利用2005年4、7月三门湾海域26个站位的两次水化学要素调查资料,描述了表层盐度和营养盐平面分布特征,对营养盐和盐度进行相关分析,并探讨了24 h连续站的营养盐变化规律,结果表明:(1)表层硝酸盐、硅酸盐浓度基本呈东低西高分布,磷酸盐的分布规律不明显。(2)7月硝酸盐、磷酸盐平均浓度比4月低,而硅酸盐、亚硝酸盐平均浓度比4月高,氨平均浓度在4、7月无显著变化。(3)4、7月表、底层的硝酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐浓度均为湾内高湾口低,且与盐度呈显著的负相关,表明在调查时间内受强潮汐作用的三门湾海域呈现出硝酸盐、硅酸盐的保守稀释效应,磷酸盐稀释效应则表现不明显。(4)7月25-26日连续站(29°06′33″N、121°39′03″E,三门湾中部猫头山嘴附近,水深为27-34 m)24 h盐度变化与潮汐变化几乎一致,硝酸盐、硅酸盐浓度与盐度变化呈显著负相关。硝酸盐、硅酸盐的浓度变化可以指示海水与淡水的稀释与混合效应。     

中国东部边缘海冬季硅酸盐的分布特征及主要来源

利用2007年1～2月的调查资料,分析讨论了中国东部陆架边缘海(南黄海、东海)冬季硅酸盐的分布特征及其主要影响因素。结果表明:近岸海域硅酸盐的高值区位于受长江冲淡水影响的区域;东海的硅酸盐浓度高于南黄海。长江冲淡水和黑潮水是影响东海和南黄海硅酸盐分布的主要因素。黑潮中层水是东海陆架区硅酸盐的主要来源。     

化学发光动力学法分析海水总有机碳研究与实现

提出了一种基于化学发光动力学方法的海水总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)分析手段,利用臭氧与海水中有机污染物进行氧化反应进行化学发光,结合微光光电转换检测技术和对发光动力学曲线进行时间序列积分方法,实现了对海水TOC的快速、实时的现场测量。针对这个方法,进一步讨论了化学传感器、光电检测及动力学算法的设计。实验证明,该设计方法运行可靠、操作简单,为研究海洋环境提供了新的方法和思路。     

The future of chemical in situ sensors

Many of the sampling methods used in oceanographic sciences today date back decades, if not centuries. Although there has been a marked change in how sampling for chemical oceanography is carried out it still relies on taking samples of seawater from a research vessel in most cases. Assessing processes on small timescales as well as transient events requires higher temporal and spatial resolution of measurements; long time series stations require high duration deployments of instruments. Both requirements can only be adequately satisfied by in situ sensors; for the physical parameters off the shelf instruments are available, in the field of chemical oceanography only a few parameters, such as oxygen, are covered by off the shelf instruments, for most parameters adequate instrumentation only exists in the form of prototypes, if at all. Chemical in situ sensors are needed to gain new insights in how the oceans and the life in it works.     

构造生烃

生烃是岩石中所含的有机质产生流体有机化合物的化学反应。岩石有机质化学反应存在两种系统：封闭系统和开放系统,随着埋深加大,烃源岩越来越致密,岩石的化学反应逐渐由开放系统转变为封闭系统。目前的生烃理论仅仅是开放系统下烃源岩成熟与生烃理论,烃源岩成熟与生烃是不匹配的。封闭系统下烃源岩成熟与生烃是不匹配的,烃源岩成熟但不生烃,而是形成另外一种成熟的固体有机质。大多数情况是烃源岩为半封闭系统,烃源岩处于欠生烃状态。构造运动形成的断层和裂隙将烃源岩与疏导层沟通,烃源岩迅速由封闭、半封闭系统转变为开放系统。这种生烃系统的转变形成短时间内过量生烃,笔者将这种生烃作用命名为构造生烃,意味着构造运动期即为主生烃期,伴随着多次构造运动可以形成多个幕式生烃高峰。构造生烃理论开拓两个极其重要的勘探领域：第一,新构造勘探。以往认为已经过了生、排烃期的构造得以解放,如渤海湾郯庐断裂带第四纪圈闭不是过了主生烃期,而是正处于构造生烃的过生烃高峰期。以PL19-3为代表的油气运聚强度只有构造生烃能够解释;第二,超深勘探,特别是天然气勘探。深层勘探的下限将大大延伸,生烃门限,特别是生气门限将大大加深,仅生烃而言万米都不是天然气勘探的极限。     

Dredged marine sediments used as novel supply of filling materials for road construction

The dredged marine sediments are classified as waste and how to deal with such kind of abandoned materials is a great challenge. The main objective of this experimental work is to provide a novel way to reuse dredged sediment as filling materials in road section. The laboratory dewatering test is performed to model the in situ evaporation and dewatering process of untreated and treated sediment with chemical binder. The impact of binder amount and time is discussed on the change of water content influenced by evaporation. To valorize dredged sediments as roadbed materials, a hydraulic binder is incorporated to investigate its effect on the bearing capacity and strength performance. The suitability of stabilized sediment is assessed based on the obtained mechanical results followed by a detailed discussion on the in situ test roads.     

A new deep-sea probe for in situ pH measurement in the environment of hydrothermal vent biological communities

In situ measurements have been shown to be the most relevant means to characterise the chemical properties of the highly dynamic medium surrounding hydrothermal vent organisms. However, few instrumental devices can perform such measurements at great depth, and there is great need to extend the range of chemical parameters that can be determined in situ. To investigate the spatial and temporal variations of pH within the habitats of vent organisms, a deep-sea probe was developed and successfully tested during the HOPE’99 diving cruise (13°N, East Pacific Rise). In situ measurements allowed us to quantify the pH range over different biological communities, highlighting differences between the habitats, as well as micro-scale variations. As pH is expected to play a significant role in major biogeochemical processes occurring in the seawater/fluid-mixing zone, this probe should be of great utility for the study of interactions between vent communities and their environment.     

应用于海洋监测的负二价硫化学传感器研究

海水中负二价硫的含量是表征海洋环境质量的重要参数。文章主要对负二价硫化学传感器研制过程中的关键技术,包括透气膜、电极的稳定性和可靠性、内参比电极和盐桥的设计、温度补偿和数据处理方法等方面的研究,确立用于监测海洋中负二价硫参数的现场监测传感器研究和实验方法。     

甲醛前处理对提取海带褐藻胶质与量的影响

褐藻胶(Na-alginate)工业在国外已有半个多世纪的历史,其工艺流程及生产设备等都日趋标准化,产品的种类及其在工业上的用途也走向多样化。我国在五十年代初期曾呈奎和纪明侯就用野生的马尾藻作为原料进行了褐藻胶的提取研究,井确立了褐藻胶的生产工艺,从而诞生了我国的褐藻胶工业。六十年代以来,由于海带的大量人工栽培，褐藻胶生产便采用海带作为原料,由此,这个新兴工业迅猛发展。目前,中国的褐藻胶生产的规模和产量在世界上已名列前矛,除了主产品褐藻胶以外,还同时生产甘露醇、碘等联产品。但这个工业还存在不少问题,特別是褐藻胶的粘度、透明度及色泽等质量指标是人们极为关切的问题。本文拟就海藻原料的前处理工艺对胶的质量和产量的影响做一系统的研究。     

崂山花岗岩地区含锶、偏硅酸矿泉水的形成机理

报道了崂山花岗岩地区矿泉水的特征。指出其矿泉类型为含锶、偏硅酸型，并讨论了其形成机理。     

海水为溶剂合成纳米粉煤灰沸石及其性能表征

以海水为溶剂,采用熔融法合成了纳米粉煤灰沸石。粉煤灰与NaOH的质量比为1:1.2,熔融温度550℃,熟料质量与海水固液的体积比为1:5(g/mL),晶化温度100℃,晶化时间6h。通过仪器分析和化学方法,对产物的结构、形貌、性能进行表征。同时,研究了产物的矿物组成、形貌、比表面积、阳离子交换量及化学组成。结果表明:产物为NaX型沸石和羟基方钠石的复合型沸石,海水晶化粉煤灰通过碱熔融法得到沸石质量优于传统水热法。合成沸石的性能和各项应用指标表明,所合成的沸石具有良好的实际应用价值。     

构造生烃理论及其在页岩气上的应用

生烃是地层有机质生成油气的化学平衡。由于油气的密度低于干酪根,它是典型的体积增大化学反应。与实验室开放系统不同,地层有机质生烃反应能等于活化能加排烃能。成熟阶段的地层比较致密,排烃能较大,与开放系统相比,形成了欠生烃。构造运动形成裂隙网,大大降低地层排烃能,使欠生烃的有机质短时间集中生烃,笔者称之为构造生烃。成熟地层通常较致密,排烃能较高,较多欠生烃有机质成为页岩气的物质基础。致密地层在过成熟条件下还有大量欠生烃有机质。经典生烃理论认为Ro大于2.0就基本不生烃,而许多Ro达到3.0,个别甚至4.0的页岩气发现,证明欠生烃的存在。分子越小,排烃能越低,相对致密地层生气的反应能通常最低,更多的有机质形成了页岩气,页岩气资源潜力巨大。页岩气的开采速度比地层自然排烃速度高出多个数量级,天然气排出最快的,最有利于生成天然气的化学平衡。勘探开发实践表明页岩含气量与其TOC成正比,笔者认为这正好预示着页岩中存在游离气、吸附气和有机质的化学平衡。游离气压降低,吸附气就会解吸附;吸附气解吸附,有机质就会生烃。有些过成熟岩石存在未—低成熟度Tmax值。这样低的Tmax值预示着,有机质能够在地层被压裂后随着排烃能的降低而满足反应条件,而成为潜在资源。页岩气的开采与普通气层相比更复杂、更漫长、更巨大。