中太平洋海盆Ca、Mg的沉积聚集及其控制因子

本文对1983年中太平洋锰结核调查中所取的10个站沉积物、间隙水以及表层上覆水体等样品,进行了沉积物固相Ca、Mg、碳酸盐含量以及间隙水和上覆水体中Ca2+、M2+等项的测定,并与东海陆架区某些有关资料进行对比,以探讨Ca、Mg的分离、聚集及过程的制约因子和机制等问题。结果表明,测区沉积物Ca、Mg的分离和聚集与水深制约有密切的关系。在固相与水相之间的关系上,从水相中Mg2+优势转变为沉积物固相Ca优势的过程事实上就是Ca、Mg分离与聚集的质变过程,其原因与Ca、Mg碳酸盐的溶解度有关。文章着重探讨了间隙水与上覆水体之间的分离、聚集关系和环境pH对过程的重要影响。     

莱州湾南岸平原地下水化学特征研究

用2009年莱州湾南岸地下水最新监测数据,将研究区地下水淡水区、微咸水区、咸盐水区和卤水区进行经典统计分析、相关分析、等值线图和Piper三线图绘制,阐述了水化学类型和成分特征从南往北的变化:EC、TDS、Na+、K+、Mg2+、Cl-、SO42-的平均浓度从南部淡水到北部卤水呈现逐渐增大趋势,因为在卤水区普遍发生碳酸钙沉淀,Ca2+和HCO3-则在咸盐水区浓度达最高;pH值从淡水到卤水呈现从弱碱性到弱酸性的转变;从淡水区向卤水区地下水化学组分阴离子由HCO3-为主变为Cl-为主,阳离子由Ca2+为主变为Na+为主;此外河流对地下水起到淡化和冲刷的作用。主成分分析法提取了水化学3个主成分,分别代表了地下水盐化指标、生物化学作用和碳酸钙沉淀。进一步结合系数比值法和饱和指数计算,在对本区水文、地质以及离子水文地球化学特性分析基础上,指出地下卤水阴阳离子中占绝对优势的Cl-、SO42-、Na+、Mg2+的毫克当量百分数与正常海水的值非常相近而与地下淡水的值相差甚远,反映出本区地下卤水起源于古海水,为沉积海水。此外卤水绝非海水简单浓缩的产物,其间还包括复杂的水化学变质过程及后期演化如矿物沉淀、阳离子交换(K+-Ca2+;Na+-Ca2)+、去白云岩化作用和硅酸盐蚀变等。饱和指数的计算表明石膏在卤水矿化度达100 g/L之后才开始缓慢沉淀,而文石、方解石和白云石基本一直处于饱和沉淀状态,且文石和方解石的饱和指数散点分布极为相似,说明两者可能同时发生沉淀。     

莱州湾东岸地下水化学及盐化特征

以莱州湾东岸为研究区,利用统计分析、相关性分析、Piper图、饱和指数以及离子比例等方法系统研究了该区的浅层地下水化学特征及盐化机理。结果表明,水化学参数Cl-、HCO3-和Ca2+离子浓度较高,而Mg2+、K+离子浓度很低,研究区硝酸盐污染严重,平均离子浓度高达172.88 mg/L,为劣五类水质;Cl-、SO42-、Na+和K+的离子浓度变异系数较大,是随环境变化的敏感因子,是决定地下水盐化的主要变量;该区地下水中Ca2+、Mg2+和Cl-占主要优势,地下水化学类型复杂,按阳离子主要划分为Ca、Ca·Mg(Ca·Mg·Na)、Ca·Na(Ca·Na·Mg)及Na·Ca型水;按阴离子主要有Cl、Cl·HCO3(HCO3·Cl)、HCO·Cl·SO4(Cl·HCO3·SO4)、Cl·SO4、Cl·SO4·HCO3以及HCO3·SO4·Cl(SO4·HCO3·Cl)型水;TDS质量浓度呈现显著的空间结构性特征,表现为从中部向两侧浓度逐渐升高,由海向陆TDS质量浓度逐渐降低,南部TDS质量浓度要显著大于北部;蒸发沉积、溶滤、阳离子交换作用以及人类活动的影响是浅层地下水盐化的主要控制因素;岩盐、白云石、方解石以及石膏等矿物是地下水常规离子的主要物源。     

莱州湾沿岸地下水水化学特征分析

对2009年6月在莱州湾沿岸采集的地下水样品进行水化学特征分析,结果表明:(1)莱州湾东、南岸海水入侵区地下水中的Na+和Cl-与TDS之间呈显著相关,地下淡水中对应的相关系数较小;海水入侵区地下水中K+、Ca2+、Mg2+、SO24-也与TDS有较为明显的正相关关系。(2)根据离子比值特征分析,南岸海水入侵区地下水阳离子交换程度普遍高于东岸,其淡化历史也较东岸长。(3)莱州湾沿岸地下水,由电导率推算的矿化度值同实测值之间的相对误差均较小,在海水入侵监测中可以利用电导率作为矿化度的替代指标。     

海洋沉积物分析中值得讨论的几个问题

近年来,在按照现行海洋调查规范进行沉积物化学成分分析时常遇到下述几个问题,现归纳如下,与大家商榷。 首先,海洋沉积物化学分析试样是在船上直接烘干或带回湿样经干燥后进行成分测试。因此,随着沉积物类型的差异及采样方式的不同,试样中所夹带的海水体积也就不同。在试样干燥过程中,随着水分的蒸发,海水中盐类的析出,从而沉积物被稀释。由于海水的主要成分(主要是钠盐、镁盐)的引入,使沉积物中Na、Mg、Ca、K等的分析结果相应偏高。同时,使得沉积物主要成分(如Si、Al、Fe、H_2O等)的分析结果相应偏低。这种现象均是由于按现行海洋调     

东北西部碱水水域对虾生存和生长与K~+,Ca~(2+),Mg~(2+),Na~+/K~+及M/D的关系

利用盐碱化湖泊和池塘水进行凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)淡化幼虾的生长试验,研究对虾生存和生长与水环境 K+,Ca2+,Mg2+,Na+/K+ 及 M/D(离子系数)的相关性,为内陆碱水水域养殖提供科学依据.结果表明,在碱度为 10.32～38.50 mmol/L,盐度 1.02～3.34,pH 8.5～9.5 的试验水环境下,幼虾存活率差异极显著(P< 0.01),体重特定生长率(SGRW)无显著性差异(P>0.05).存活率和 SGRW 值与水环境因子间的相关性存在因子间的互作效应,其简单相关系数都受到其他因子组合的负效应影响.存活率与 K+,Ca2+,Mg2+ 质量浓度和 Na+/K+ 及 M/D 的相关性不显著;SGRW 值与 Ca2+,Mg2+ 质量浓度和 Na+/K+ 及 M/D 显著相关,与 K+ 质量浓度的相关性很小(P>0.05).投施 KCl,CaCl2 及 MgCl2,可以改善内陆碱水水域 K+,Ca2+,Mg2+,Na+/K+ 及 M/D 的组成结构,有利于对虾生存与生长.     

辽东湾西部滨海地区海水入侵研究

通过对19个观测井2年定期、连续的水位观测,以及水质主要9种离子浓度分析,阐述了辽东湾西部沿岸海水入侵的分布特征。根据海水入侵区地下水中主要离子浓度与地下水的相关关系,总结了随着海水入侵的发展地下水化学类型的变化。地下水化学类型分为5大类型:Na+-Cl-型、Cl-.HCO3-或HCO3-.Cl-型(阳离子为Ca2+.Na+)、HCO3-.Cl-.SO42-或Cl-.HCO3-.SO42-型水(阳离子为Ca2+)、SO42-.HCO3-型(阳离子为Na+.Ca2+)、HCO3-型(阳离子为Ca2+.Na+)。该区地下水水化学类型呈带状分布,类型变化规律明显,反映了海水入侵分布特征。当淡水开采时,水位降深越大,微咸水入侵强度越大。控制淡水开采是防止微咸水入侵的主要措施。     

咸淡水驱替过程中的水文地球化学作用

在现场水文地质调查的基础上,分别采集大沽河下游地下淡水、海水和含水介质样品,并测定它们的性质和组成,然后用渗流装置模拟海水驱替淡水的过程,测定驱替过程中含水介质渗透性(渗透系数、孔隙度、弥散系数等)和主要离子(Na 、K 、Ca2 、Mg2 )的变化规律,最后,采用数值模拟方法定量研究驱替过程中的水文地球化学作用。研究结果表明,驱替过程中发生了多组分的离子交换作用,Ca2 和Mg2 最大值高于海水和淡水中的离子浓度值,Na —Ca2 、Na —Mg2 发生离子交换;Mg2 达到最大值后有一个降低的"台阶"阶段,此时Mg2 —Ca2 发生离子交换;K 在驱替过程中主要表现为化学吸附。离子交换过程中伴随着矿物溶解-沉淀,海水比例40%后,方解石处于过饱和状态;在驱替过程开始阶段,石膏饱和指数逐渐升高,达到峰值后又开始下降,最后饱和指数又有所升高,但始终处于非饱和状态。     

Ca2+突变对褐牙鲆幼鱼血清渗透压和组织离子转运酶活力的影响

研究了Ca2+由自然海水浓度突变到低浓度和高浓度时,褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼渗透调节能力的变化。通过测定实验鱼的血清渗透压、鳃、肠、肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力及血清离子含量的变化,探讨了褐牙鲆幼鱼应对水体Ca2+突变时的渗透调节机制。结果表明,海水盐度不变,Ca2+浓度在1.25～100mmol.L-1之间发生突变时,褐牙鲆幼鱼血清渗透压无显著变化,其主要通过调节鳃、肠、肾Na+-K+-ATPase和Ca2+-ATPase活力及改变血清Ca2+和Mg2+含量来维持体液离子的动态平衡。     

环球海洋大气气溶胶化学研究 Ⅰ.Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F的特征

利用我国“极地号”科学考察船的南极和环球科学考察,采集了太平洋、南极海域、南大西洋、印度洋及航线近岸海域大气的58个气溶胶样品,对Na、Mg、K、Cl、Ca、Br、F进行多元相关分析表明,气溶胶中的Na、Mg、K主要来自海洋,它们之间的比值接近其在大洋海水的平均比值;Cl和Ca在大洋上空也主要来自海水,但近岸海域大气,却明显受到陆源物质输送影响,呈现出不同的Cl/Na和Ca/Na比值;Ca、Br、F在大气中的富集,在大洋上空可能归因于海洋生物活动或海洋微表层富集作用,而在近岸大气,归因于陆源输送影响。     

海洋沉积物孔隙水中阴阳离子含量的离子色谱法分析方法

分别采用Metrosep A Supp4-250型阴离子柱和Metrosep C 2-150型阳离子柱,以1.8 mmol/L Na2CO3 1.7 mmol/L NaHCO3和4 mmol/L酒石酸 0.75 mmol/L吡啶二羧酸为阴阳离子淋洗液,用离子色谱仪来测定海洋沉积物孔隙水中阴离子Cl-、Br-和SO42-浓度和阳离子Na 、NH4 、K 、Ca2 、Mg2 的浓度。特别是针对高Cl-和高Na 背景下Br-和NH4 的测定做了专门分析,得到了较理想的结果,建立了一套离子色谱法测定海洋沉积物孔隙水中常见的阴阳离子含量的实验方法。     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物和间隙水中Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学

本文利用太平洋北部铁锰结核富集区(富集度1.1—22.0kg/m~2)7个柱状样的沉积物和间隙水资料,详细探讨了其Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学特征。结果表明:(1)沉积物中Mn明显的比河口、陆架及贫结核洋区富集,而Fe则与河口沉积物相接近;(2)沉积环境不同,沉积物和间隙水中元素的垂直分布和进入间隙水的途径不同;(3)沉积物中Fe,Mg主要来自粘土吸附,Ca来自生物化学作用沉积,而Mn则可能通过河口、陆架及半深海沉积物次表层Mn的迁移、生物化学及附近海底火山作用而富集;(4)由于钙、硅软泥区生物作用强烈,使间隙水中Mn~(2+)/Fe~(2+)比值明显的比钙质软泥和褐色粘土区大,这在某种程度上支持了结核中Mn组元素的沉积物来源。     

南黄海和东海北部沉积物地球化学Ⅰ——主要元素的地球化学

本文测定了取自黄海南部和东海北部的某些表层沉积物主要元素的含量.根据主要元素的丰度、概率分布及其共生组合得到下列结果: 1.Al、Fe、Mg、Na、K的高含量分布地区与粘土沉积物相一致.Si的高含量区与砂质沉积相一致.Ca的高含量区与生物碎屑沉积物相一致; 2.Al与K、Mg、Na、Fe呈正相关.Mg与Fe之间,Si、P和Al之间也是正相关,Ca和Mn与Al没有明显的关系; 3.沉积物中Al、Fe、Mn、Mg、Na、K和P的含量随着远离海岸和海水深度增加趋于降低,Ca的变化没有规律。相反,在东海北部随着水深Ca含量增加,而Si与水深没有明显关系; 4.黄海沉积物来源于黄河,东海北部沉积物来自长江。     

冠瘤海鞘幼体附着和变态的离子控制

研究了人工海水中三种金属离子K+,Mg2+和Ca2+分别在不同浓度下对冠瘤海鞘(Styelaca nopusSavigny)幼体附着和变态的影响,同时采用K+通道阻滞剂TEA检验其可兴奋细胞膜上的K+通道特性,对冠瘤海鞘幼体附着和变态的离子控制机制进行初步探讨,结果表明:K+的浓度为20~40mmol/dm3时诱导幼体附着和变态的效果最佳,低于45 mmol/dm3和高于80mmol/dm3的K+浓度都表现出抑制效果;Mg2+浓度在0~32 mmol/dm3时显著促进幼体附着和变态,达88mmol/dm3时起抑制作用;在人工海水中无论添加或减少Ca2+,均有效抑制幼体变态.TEA不能阻抑增加K+的诱导作用,这表明冠瘤海鞘幼体可兴奋细胞膜上的K+通道对外部TEA不敏感.另外,人工海水中缺乏K+或Ca2+或K+浓度达80mmol/dm3都会对冠瘤海鞘幼体产生毒害作用.     

合浦珠母贝精子激活机制的初步研究

分别用氨海水、不同盐度的氨海水、Na＋,K＋,Ca2＋,Mg2＋的氯化物及Na＋,K＋的硝酸盐和NH4Cl,NH4NO3,（NH4）2SO4和（NH4）2CO4为激活剂,对人工解剖获得的合浦珠母贝Pinctada martensii精子进行激活。实验结果表明,合浦珠母贝精子的细胞膜离子通道为闸门控制类型。其激活途径主要是通过NH4＋或HCG类激素开启该闸门,发生Na＋和Cl－的交换,使精子细胞获得或释放能量而激活。pH太低则会影响它们的激活作用。     

保存液中Ca2+、Mg2+、K+对中华绒螯蟹（Eriocheir sinensis）精子体外保存存活率的影响

提要以伊红染色法检测样品精子存活率为依据,研究了4℃下5种保存液及Ca2 、Mg2 离子对中华绒螯蟹精子体外保存效果的影响。5种保存液分别为人工海水(ASW)、2倍钙离子人工海水(2×Ca2 -ASW)、无镁离子人工海水(Mg2 -FASW)、无钾离子人工海水(K -FASW)、无钙离子人工海水(Ca2 -FASW),经4天保存后,各保存液中精子样品的存活率和精子密度均出现明显差异,K -FASW、ASW及2×Ca2 -ASW三种保存液中的精子因发生顶体反应而大量死亡,而Mg2 -FASW、Ca2 -FASW的保存效果较好。在此基础上,进一步探讨了不同Mg2 和Ca2 浓度对精子存活率的影响,结果发现,经24h保存后各实验组精子存活率均随着两种离子浓度的增加而明显下降。上述结果表明:K -FASW、ASW及2×Ca2 -ASW不适合精子保存,而Mg2 -FASW和Ca2 -FASW均可作为该蟹精子的保存液;Ca2 因可引起精子顶体反应而造成保存液中精子的大量死亡,其浓度与存活率呈明显的负相关;无K 的保存液中,Ca2 、Mg2 的存在与否对精子的保存效果起关键作用;无Mg2 人工海水之所以具有较好的保存效果,可能与Mg2 的缺乏而导致Ca2 逆浓度差转运受阻,避免了因Ca2 进入而诱发顶体反应有关。     

海水中Cu,Zn,Cd与γ-Al2O3作用的分级交换等温线

实验得到海水中Cu,Zo,Cd与)r-AJ_2O_3体系的一种具有两个台阶的新型等温线。根据分级离子/配位子交换理论导出了相应的等温式。应用作图法求出了液-固界面络合物的稳定常数H_1和H_2。由交换的pH范围曲线知:Cu,Zn,Cd分别以CuCl~+或CuOH~+ZnCl~+,CdCl~+化学存在形式在r-Al_2O_3表面上进行阳离子/配位子交换。     

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。     

Ca2+、Mg2+及盐度对凡纳滨对虾体内代谢酶的影响

为探讨Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾体内代谢酶的相对独立作用和相互影响,进而为提高凡纳滨对虾生长力和免疫力提供理论依据,本实验采取L49(78)安排7水平Ca2+、Mg2+、盐度,L8(27)安排2水平Ca2+、Mg2+、盐度,开展60 d凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖试验,通过比较对虾体内消化酶、ATP酶及免疫类酶的活性以分析Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾生长力和免疫力的影响。结果表明:水体中Ca2+、Mg2+、盐度对消化酶具有显著影响(P<0.05),其中与对虾消化吸收联系最紧密的蛋白酶中,盐度对胃蛋白酶影响显著,盐度为10时酶活最高,Ca2+、盐度对类胰蛋白酶影响显著,Ca2+为200 mg/L,盐度为20时,酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度对ATP酶具有显著影响(P<0.05),其中对Na+-K+-ATP酶都有显著影响,Ca2+为300 mg/L,Mg2+为500 mg/L,盐度为30时酶活最高,Ca2+、Mg2+对Mg2+-ATP酶具有显著影响,Ca2+为200 mg/L,Mg2+为500 mg/L时酶活最高,Ca2+对Ca2+-ATP酶具有显著影响,Ca2+为200、300 mg/L时酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度对凡纳滨对虾体内免疫酶具有显著影响(P<0.05),Ca2+、Mg2+、盐度对ACP都有显著影响,Ca2+为100 mg/L,Mg2+为150 mg/L,盐度为30时酶活最高,Mg2+对AKP具有显著影响,在150 mg/L时酶活最高,Ca2+、盐度对SOD酶活具有显著影响,Ca2+为100 mg/L,盐度为35时酶活最高;Ca2+、Mg2+、盐度间的交互作用对体内代谢酶也有一定影响。     

莱州湾南岸晚更新世后地层中沉积海水的特征及其形成环境

本文阐述了莱州湾南岸晚更新世和全新世地层的地质特征、从山前冲洪积平原淡水到海积平原沉积海水的水化学特征,以及沉积海水的形成及其演化过程.研究表明,莱州湾南岸晚更新世和全新世地层具有3个赋存着沉积海水的海相沉积层,沉积海水与海水的化学成分相似,与冲洪积平原淡水化学成分不同.在古海水浓缩过程中,存在着方解石和石膏的沉淀以及钠长石和钙长石的蚀变.在沉积海水入侵淡水的混合带,存在着Na+与Ca2+和Mg2+之间的离子交换.沉积海水的形成是晚更新世后期三次海侵期间的海水,经过蒸发浓缩、下渗富集和埋藏变质等作用的结果.