雪冰训痕量有机物的环境气候变化记录研究进展

目前对雪冰中痕量有机物的研究，主要涉及雪冰中的甲烷气体、可溶性有机酸、痕量人为有机污染物等。研究表明，这些痕量有机物主要为天然来地环境气候变化的响应敏感，随着雪冰样品前处理和分析测试技术的将会推动雪冰中痕量有机物的记录研究的发展。。     

雪冰中微量有机物的生物地球化学研究进展

雪冰中微量有机物的生物地球化学研究进展龙江平，秦大河（中国科学院冰川冻土研究所，兰州７３００００）关键词雪冰，有机物，生物地球化学雪冰中微量有机物的生物地球化学主要研究雪冰中有天然来源的微量有机物和由人类活动、工业化发展带来的人为污染有机物。通过雪冰...     

离子色谱法测定冰川雪冰样品中阴离子含量不确定度评定

雪冰内化学成分的记录为全球变化的各个方面,如气候变化、生物地球化学循环、人类活动、地质和宇宙事件等诸多科学命题的研究提供了直接或间接依据,这些化学成分记录主要包括雪冰内的稳定氢氧同位素、重金属、微粒、气溶胶、黑炭、离子等.雪冰内的离子化学成分的研究在冰川雪冰化学研究中具有重要的地位.为了更为准确地反映冰川雪冰内的记录信...     

雪冰中生物有机酸研究的历史与现状

生物有机酸的研究有助于认识C、H、O等生源元素的生物地球化学循环 ,有助于认识大气酸雨的形成及其防治 .雪冰是记录大气中生物有机酸过去信息的良好载体 ,对其中生物有机酸记录的研究是认识过去大气中相应化合物的含量及其变化 ,认识有机酸的生物地球化学循环 ,进而恢复过去区域生态、环境乃至气候变化的有效途径 ,也是雪冰化学研究的前沿课题之一 .雪冰中常见的有机酸有甲酸、乙酸、丙酸、丙酮酸、草酸和羟基乙酸等 ,其中甲酸和乙酸是最主要的两种有机酸类 .过去十多年来 ,雪冰中生物有机酸的研究多集中在格陵兰地区 ,其次是南极 ,最近两年开始向中低纬度的山地冰川转移 .格陵兰冰芯中甲酸、乙酸的平均含量均不足 10ng·g-1,草酸含量则更低 .其有机酸主要来自北半球的森林大火和植物生长过程中的释放 ;南极洲雪冰中的甲酸平均含量不足 2ng·g-1,乙酸含量在 0 .15ng·g-1以下 ,它们主要源于不饱和有机物的大气氧化 ;格陵兰冰芯中MSA平均在 5ng·g-1以下 ,而南极洲的MSA平均不低于 7ng·g-1.它们的来源都与海洋浮游生物释放的不饱和有机物有关 .气候的变化影响两极地区生物有机酸的来源 ,进而影响冰芯中有机酸的记录 .我国天山乌鲁木齐河源 1号冰川为中纬度的山地冰川 ,其冰芯中的甲酸、乙酸分别是格陵     

梯度淋洗法在雪冰样品有机酸测试分析中的应用

离子色谱法是分析有机酸的有效方法之一,而梯度淋洗可一次分离与固定相亲合力差异较大的多种有机酸和无机阴离子,改善离子的色谱峰形,提高分离度和选择性.雪冰是记录有机酸的良好载体,对雪冰中有机酸的研究可认识过去大气中相应化合物含量及其变化,从而恢复过去生态环境和气候变化.利用Dx-600离子色谱仪及外加水梯度洗脱程序对南极雪冰样品中的有机酸离子组分进行了测试和分析,初步探讨雪冰中有机酸离子特征及其对雪冰化学记录的影响.     

三极雪冰中铅浓度变化及其污染来源同位素示踪研究进展

铅是一种对人类危害极大的有毒重金属元素,示踪铅的来源是控制铅污染的前提。由于铅同位素在自然过程中难以发生明显的分馏而保留了污染源区的特点,成为追踪铅污染源强有力的“指纹”工具。雪冰作为冰冻圈重要的环境介质,因具有保存大气铅的特征,对雪冰的研究可以重建区域和全球的大气污染变化,探讨过去铅排放的活动历史。本文系统地总结了三极地区(南极、北极、青藏高原及周边地区)雪冰中铅浓度与铅同位素记录、空间分布以及使用铅同位素对雪冰铅源进行识别与解析的相关研究。结果表明：三极地区雪冰铅浓度呈现第三极>北极>南极的空间分布特征,其中第三极北部地区雪冰中铅浓度整体较南部偏高且拥有更低的²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb比值。冰芯环境记录表明,铅污染显著发生在古罗马和中世纪时期、工业革命时期(采矿、冶炼、燃煤)和20世纪下半叶(含铅汽油使用前后),三极地区雪冰中铅浓度峰值主要出现在20世纪70年代左右。铅同位素示踪显示矿物粉尘是三极地区雪冰中铅的主要自然来源,其中南极不同地点雪冰还受到火山活动不同程度的影响。南极雪冰中的铅污染主要来源于澳大利亚和南美洲国家,北极雪冰...     

单颗粒黑碳光度计在青藏高原雪冰样品分析中的应用

大气中的黑碳主要由化石燃料以及生物质燃料不完全燃烧产生, 经由传输以及沉降等过程, 可到达并沉积于偏远地区的雪冰表面。相对于洁净的雪表, 较暗的黑碳可吸收更多的太阳辐射, 导致雪表反照率降低, 加速冰雪消融, 进而对区域气候环境产生重要影响。青藏高原的环境脆弱而敏感, 是全球气候变化的驱动机与放大器。根据青藏高原山地冰川雪冰样品矿物杂质多、 浓度变化大的特点, 优化了雪冰单颗粒黑碳光度计（Single Particle Soot Photometer, SP2）分析方法, 制定了规范详细的实验步骤, 评估了样品储存和分样、 进样方式、 样品稀释等过程对测量结果的影响, 并用该方法对研究区域的季节积雪及雪坑样品进行检测。结果表明： 青藏高原雪冰中黑碳浓度在0.21~47.96 ng·mL^-1之间, 平均值6.69 ng·mL^-1。测样过程中连续测定胶体石墨标样, 校正后的回收率在75%以上。因此, 优化的SP2方法能够获得青藏高原雪冰中准确可靠的黑碳含量信息, 对利用雪冰介质重建黑碳的历史变化过程, 进而准确评估其对气候环境的影响程度, 具有重要意义。     

青藏高原南部枪勇冰川雪冰中痕量元素的组成特征及其环境意义

为了认识青藏高原南部雪冰中痕量元素的组成特征、背景含量水平以及人为污染的可能影响,利用高分辨电感耦合等离子体质谱仪首次对2009年4月19日采自枪勇冰川一个40 cm 雪坑中 Al、 Fe、 Ba、 Cd、Co、Cr、Cu、Li、Ni、Zn、Pb、Sb、Sr、U 和 V 共15个痕量元素的浓度进行了测试和研究.分析表明,不同痕量元素之间浓度变化很大,从 Cd 的0.004 ng/g 变化到 Fe 的8628 ng/g;同一痕量元素的浓度变化范围也较大,最大值/最小值从13(Cd)变化到94(Sr).研究表明,不同痕量元素记录反映了人类活动与自然活动的不同影响.对痕量元素地壳富集系数分析表明,岩石和土壤粉尘是 Ba、Fe、Sr、Co、Cr、V 和 U 的主要来源;而人为污染是枪勇冰川中 Pb、Zn、Cu、Li、Ni、Cd 和 Sb 的一个重要来源.对比研究表明,无论是以粉尘源为主要来源的痕量元素,还是以人为源为主要来源的痕量元素,它们的浓度明显高于中亚有关地区冰川中痕量元素的浓度,更远远地高于格陵兰和南极雪冰中的相应浓度,揭示了该地区大气中痕量元素受到粉尘和人为源污染物带来的显著影响     

雪冰中生物质燃烧记录研究进展

生物质燃烧释放的大量温室气体和烟尘气溶胶能够显著改变大气化学组成、扰动大气环流和水文过程、影响地表辐射平衡,是地球气候和环境过程的主要影响因素之一。生物质燃烧产生的烟尘颗粒等能够随大气环流过程进行迁移输送,在重力作用下或随降水过程沉降到地球表面,成为沉积物地球化学的重要组成部分。雪冰中诸如黑碳、钾离子、左旋葡聚糖等特征标志物记录能够较好地反映区域乃全球尺度的生物质燃烧信息。利用雪冰开展生物质燃烧现代过程和历史记录的研究对系统认识地球气候环境演变过程具有重要意义。从雪冰中可用于开展生物质燃烧记录研究的特征指标、不同地区的研究现状以及生物质燃烧的影响因素等方面综述了近20年来国内外的主要研究成果。并对当前在青藏高原地区利用雪冰开展生物质燃烧记录研究存在的主要问题以及未来研究工作的重点进行了探讨。     

雪冰中NO_3~-浓度记录的研究进展

NO3-是雪冰中含量最高的含氮无机离子,雪冰中NO3-浓度记录的解读已成为研究全球变化的重要内容之一.近年来国内外已经就极地与中低纬高海拔地区雪冰中NO3-浓度记录开展了大量的研究,关于NO3-所指示的环境意义形成了一系列的认识.从雪冰中NO3-的可能性来源(包括太阳活动、陆源粉尘、闪电等自然源以及其他人类源)、时空变化特征以及气-雪-冰界面转化过程等方面综述了近年来该领域的研究成果,并结合全球变化的背景对其研究前景进行了展望.     

The content and composition of organic compounds in the snow-ice cover of the White Sea

This paper reports data on the concentrations of organic compounds (organic carbon, C_org; lipids; aliphatic hydrocarbons, AHCs; and polycyclic 0aromatic hydrocarbons, PAHs) in snow, ice, and subice waters from the mouth of the Severnaya Dvina River (2005–2007) and Kandalaksha Gulf (Chupa Bay, 2004) at the end of winter. It was established that organic compounds are accumulated in the snow and upper ice layer near the town of Archangelsk. The distribution of molecular markers indicates that pollution was mainly caused by local fallouts. In Chupa Bay, organic compounds are concentrated in the lower ice layers, which is typical of the Arctic snow-ice cover. The high contents of organic compounds in the snow-ice cover of the White Sea are caused by the pollution of its air and water during the winter season.     

现代冰川过程与全球环境气候演变

文章从宏观和微观两个方面扼要阐述了现代冰川过程与全球变化之间的关系。南极冰盖和格陵兰冰盖冰川物质平衡值目前还没有确切结论，虽然它与全球海平面的升降密切相关。山地冰川末端进退变化和冰川物质平衡与全球升温对应较好。极地冰盖现代降水中的稳定同位素比率，主要阴、阳离子、生物有机酸、微粒、超痕量重金属元素、宇宙尘埃以及火山灰等杂质的含量，为认识地球现代环境气候状况提供了丰富的资料。极地冰盖冰芯的分析结果为重建过去气候环境提供了大信息量，高保真度和高分辨率的资料为预测未来气候环境奠定了坚实基础，具有其它任何载体无法取代的优越性。山地冰川的现代和过去气候环境记录，对研究全球和区域性气候环境状况与变迁意义重大     

我国新疆北部积雪中痕量元素的时空分布及污染评估

积雪中记录的痕量元素含量,能很好地评估当地大气污染状况。利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）,对2018年1月和3月采自新疆北部的天山北坡、伊犁河谷、塔城地区和阿勒泰地区的积雪样品进行了16种痕量元素测试。结果表明：北疆地区积雪中痕量元素含量的平均值在0.06 ng·g^-1（Cd）～1 481.1 ng·g^-1（Al）之间。时间分布上,消融期多数痕量元素浓度低于积累期、稳定期;Pb、Cr等元素消融期含量高于其他时期,可能与外源输入有关。空间分布上,塔城地区和天山北坡的多数痕量元素含量高出伊犁河谷和阿勒泰地区1~3倍。与其他地区雪冰中痕量元素含量对比,发现新疆北部高出青藏高原北部1~3倍,与受人类活动影响较大的天山乌鲁木齐河源1号冰川相应痕量元素浓度接近,揭示了新疆北部积雪中痕量元素较高的浓度特征。元素富集系数表明,Fe、Be等元素主要来自地壳粉尘,Pb、Cd、Zn、As等元素呈显著富集（EFc>10）,受人类排放活动主导。结合后向气团轨迹分析,塔城地区的痕量元素可能受到哈萨克斯坦的影响,阿勒泰地区的痕量元素可能受到中亚、阿尔泰山南缘等地的影响,天山北坡与伊犁河谷主要受新疆本地气团的影响。     

中国南极冰川学研究10年回顾与展望

扼要回顾中国南极冰川学研究历程,当前国际南极冰川学研究背景和发展趋势,并从南极冰盖雪冰物理特征研究,冰盖气候环境记录的现代过程研究以及冰芯研究等方面总结我国南极冰川学研究取得的成果,认为８０年代后期以来,中国南极冰川研究成果显著,尤其是对南冰盖气候环境记录的现代过程研究取得了很大进展,居于国际研究的前沿地位。     

中国南极冰川学研究10 a回顾与展望

The study of Antarctic glaciology in China is reviewed with the emphasis on the past decade. Much progress has been achieved in the physical characteristics of the Antarctic ice sheet and caps and in the study of climatic and environmental records in Antarctic snow and ice. Through observations of snow profiles of numerous snow-pits and shallow cores in the Wilkes Land and Lambert Glacier basin and along the route of the 1990 International Trans-Antarctica Science Expedition (ITASE), the regional features of snow deposition and densification in Antarctica were revealed. The Nelson Island ice cap in South Shetland Islands was investigated in detail that　greatly enriched the knowledge of glaciers under a sub-Antarctic maritime climate. From the analyses of shallow ice cores and surface snow samples, in particular those taken along the ITASE route, the systematic data of stable isotopes, soluble impurities and heavy metal Pb in present precipitation in Antarctica has been obtained. Some suggestions are proposed through discussing the present hot points in the above fields.     

雪冰中汞的研究进展

汞是具有特殊物理化学性质的重金属元素,其较强的挥发性使之能够参与全球尺度传输,汞的高毒性又能对人类和高等生物体产生极大危害,因而汞是一种全球性污染物,在近几十年来备受科学界的关注.汞的全球生物地球化学循环演化规律是目前环境科学领域的研究热点.冰冻圈是地球系统的关键组成部分之一,是各圈层相互作用的重要环节;而雪冰是冰冻圈的主体,是环境和气候记录的良好载体之一.对南极、北极和中低纬高海拔冰川现代雪冰和冰芯中汞的季节变化、空间差异以及历史变化的研究成果进行了综述,总结了北极和亚北极地区汞的雪/气界面过程研究,归纳了汞的实验室检测手段和方法.针对该领域目前研究上的空白和热点,分别对利用冰芯高分辨率和长时间序列记录重建工业革命以来汞的变化历史(特别在青藏高原)、中低纬冰川区汞的雪/气界面过程、雪冰中汞的同位素分析等进行了展望.     

化学分析中雪冰样品采集和预处理应注意的问题

雪冰是重建过去时段甚至几十万年尺度气候环境状况的重要载体,其环境记录成为反演气候环境变化的重要依据。雪冰化学分析是实现这一目标的重要手段,其中雪冰样品的采集、运输及冰芯样品的提取和分割等过程是研究冰雪环境记录的关键环节。鉴于此,就上述过程的注意事项做了详细的阐述,并针对目前常规冰融系统中存在ICP-SMS样品颗粒溶解不完全、微量元素不精确等问题,引入了连续融解离散采样（CMDS）方法。     

青藏高原典型山地冰川中痕量元素的空间分布和来源分析

为了探究青藏高原雪冰中痕量元素的空间分布与主要来源,对2019年7—9月在青藏高原七一冰川、八一冰川、岗什卡雪峰、煤矿冰川、玉珠峰冰川、古仁河口冰川以及玉龙雪山白水河1号冰川采集的表雪样酸化后,利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测试了常量元素Al、Fe与痕量元素As、Ba、Co、Cr、Cu、Li、Mn、Mo、Pb、Sr、Tl、Zn、Cd共15种元素的含量,通过Jonckheere-Terpstra非参数检验分析痕量元素空间分布趋势。结果表明：中部煤矿冰川和玉珠峰冰川浓度最高,南部古仁河口冰川和玉龙雪山最低,东北部3条冰川居中;本研究与其他研究区关于冰川As、Cu、Pb、Zn、Cd浓度对比的结果显示,青藏高原冰川中元素含量的空间分布总体趋势为：中部＞北部＞南部。富集因子分析表明,Co、Cr、Cu、Tl、Fe、Li、Mn、Mo、Sr元素主要受粉尘输入影响,Pb、Cd、Zn元素受人为源影响较大（例如有色金属冶炼、交通排放、化石燃料燃烧等）。后向轨迹结果表明,东北部3条冰川主要受东北和西北部地区影响;中部冰川元素来源复杂,以青藏高原西部和北部的粉尘输入为主,且受西部临近煤矿和交通运输影响;南部冰川主要受南亚和青藏高原西南部地区影响。研究成果将进一步丰富青藏高原雪冰痕量元素数据库,为评估人类活动对青藏高原大气环境的污染和水源区的潜在环境风险提供科学依据。