海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用”大洋多金属结核调查“期间”海洋4“号调查船HY₄-871、881航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品,对比研究了稀土元素(REE)在海底水-沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明,在大洋氧化性沉积物间隙水中REE相对于底层水亏损。除Ce外,沉积物与多金属结核REE含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水REE配分特征极为相似,都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集,Ce表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向,但Ce主要表现为正异常。随深度的增加,沉积物REE含量增加,但其配分模式不变。     

大亚湾沉积物间隙水的无机磷硅氮营养盐化学

1988～1989年对大亚湾14个站的沉积物间隙水和上覆水中的溶解性磷酸根、硅酸根、氨氮和硝酸根+亚硝酸根进行了3次调查研究.它们在间隙水及上覆水中的浓度表现出不同的空间和时间变化:除个别情况外,间隙水中的营养盐浓度比上覆水高.间隙水中的营养盐除硝酸根+亚硝酸根浓度随沉积物深度而降低外,其他的随深度增加.根据沉积物界面上的营养盐浓度梯度计算了它们的扩散通量.     

防污染液压活塞式间隙水采样器

研究海洋底质间隙水中化学元素的存在形态及沉积物与间隙水之间的化学交换反应,对阐明海洋底质间隙水溶液的成岩作用、元素海洋地球化学过程以及海洋污染物质的转移机理,都具有极为重要的意义。 从底质泥样中提取间隙水的方法大致可分为四种,即压滤法、离心法、稀释法和有机溶     

海洋沉积物间隙水中Cd、Pb、Cu的差示脉冲溶出测定

海洋沉积物间隙水是联系水和沉积物的桥梁,它对于元素在沉积物和水相间的迁移、沉积和成岩作用都具有重要的意义。目前文献[1-5]中已报道的侧重于间隙水的主要成分(常量元素和营养盐)分析,且较多地采用原子吸收方法。对于间隙水中的痕量元素研究不多,在国内就更少见。     

草鱼不同混养模式的上覆水、间隙水及沉积物中各形态碳的分布特

设定3种草鱼(Ctenopharyngodon idellus)混养模式:草鱼、鲢和鳙混养(GSB),草鱼、鲢、鳙和凡纳滨对虾混养(GSBL),草鱼、鲢、鳙和鲤混养(GSBC)。于2013年4—9月采集不同混养池塘的上覆水和底泥样品,分析上覆水、表层间隙水及沉积物中各形态碳的含量及相关关系。研究显示:(1)不同混养池塘表层间隙水中DOC和DIC含量显著高于上覆水(P0.05),DOC和DIC含量在GSB、GSBC组中于8月出现最大值,而在GSBL组中于7月出现最大值;上覆水DOC和DIC含量在不同模式中的变化规律与表层间隙水基本一致。(2)上覆水和表层间隙水中DOC含量整体均表现为GSBCGSBLGSB,DIC含量整体均表现为GSBCGSBGSBL,各组间的DOC和DIC含量在8月的差异显著(P0.05);表层沉积物TOC和TIC含量则整体均表现为GSBGSBLGSBC,在8、9月各组间TOC差异显著(P0.05),而6、7月GSB组的TIC显著高于其它2组(P0.05)。(3)间隙水DOC、DIC和沉积物TOC、TIC垂直分布规律与养殖模式关系密切:总体而言,GSB、GSBL组仅在0~2cm变化明显;GSBC组在0~2和2~4cm均有明显变化,且2层含量在养殖中后期较接近。(4)上覆水DOC和DIC含量之间呈极显著正相关关系(P0.01);上覆水DOC与表层间隙水DOC呈极显著正相关关系(P0.01),与表层沉积物TOC也呈正相关关系,但相关性不显著;上覆水DIC与表层间隙水DIC呈显著正相关关系(P0.01),而与表层沉积物TIC呈显著负相关关系(P0.01)。间隙水及底泥中各形态碳含量的垂直分布特征主要受生物扰动作用的影响,其次是扩散作用。GSBC模式中间隙水及底泥中各形态碳含量受生物扰动作用影响最明显,GSBL模式次之。     

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。     

大连湾沉积物-水界面BAP 交换通量的影响因素

利用实验室培养法研究了不同因素对大连湾沉积物-水界面间生物可利用磷(BAP)交换通量的影响,并利用实验室培养法和间隙水浓度梯度法估算了大连湾已疏浚区和疏浚点邻近海域沉积物-水界面BAP的交换通量.结果表明,随着上覆水pH和温度的增加,BAP由沉积物向水体释放量逐渐增加;灭菌和贫氧条件下,也会导致沉积物BAP的释放量增加;上覆水中磷酸盐浓度的升高会导致BAP由沉积物向水体释放通量降低,且随着上覆水磷酸盐浓度的不断升高,BAP逐渐转化为由水体向沉积物中扩散.实验室培养法和间隙水浓度梯度法测定结果均显示,受到疏浚工程的影响,大连湾疏浚点邻近海域沉积物-水界面BAP的年均通量大于已疏浚区.不同季节,大连湾沉积物-水界面BAP的交换通量有所不同,表现为夏季最高,冬季最低.但由于受疏浚活动的影响,冬季疏浚点邻近海域沉积物-水界面BAP的交换通量也维持在较高水平.     

海底水－沉积物界面系统中稀土元素的变化及配分特征

本文利用“大洋多金属结核调查”期间“海洋４”号调查船ＨＹ_４－８７１、８８１航次在东太平洋海盆取得的底层水、沉积物、间隙水及多金属结核样品，对比研究了稀土元素（ＲＥＥ）在海底水－沉积物界面系统不同物质相中的分布变化及配分特征。结果表明，在大洋氧化性沉积物间隙水中ＲＥＥ相对于底层水亏损。除Ｃｅ外，沉积物与多金属结核ＲＥＥ含量较为接近。底层水、沉积物、间隙水ＲＥＥ配分特征极为相似，都表现出中稀土相对于轻、重稀土的轻度分离和富集，Ｃｅ表现为负异常。多金属结核中中稀土也有类似的富集倾向，但Ｃｅ主要表现为正异常。随深度的增加，沉积物ＲＥＥ含量增加，但其配分模式不变。     

长江口邻近海域沉积物间隙水的地球化学

长江口及其邻近海域的水文、地质情况极为复杂,对沉积物的成岩作用和间隙水中元素的生物地球化学过程,均有显著影响。本文作者曾于1980年7月对长江口邻近海域沉积物与间隙水的地球化学特征进行了调查,调查船为“金星”号,工作范围为122°00′—126°08′E,30°30′—32°31′N,共测定18个站位(图1)表层沉积物氧化还原性质的参量及间隙水主要化学成分、营养盐和微     

南黄海中部海水、间隙水和沉积物中多环芳烃的分布及源分析

利用液液萃取、固相微萃取及快速溶剂萃取法对2007年9月南黄海中部海洋环境调查采集的31个调查站位的表层、30 m层、底层海水及表层沉积物样品进行前处理,并采用气相色谱-质谱检测其中的多环芳烃(PAHs).结果显示:站位表层、30 m层和底层海水中总PAHs的质量浓度分别为37.77～233.39 ng·L-1,39.45～213.27 ng·L-1,15.76～202.55 ng·L-1;表层沉积物(干重)总PAHs的质量比为16.33～229.58 ng·g-1,间隙水和上覆水中总PAHs的质量浓度为11.98～386.66 ng·L-1.间隙水的总PAHs普遍高于上覆水的,而沉积物和间隙水中的大于表层、30 m层及底层海水中的.经特征PAHs组分分析判定南黄海中部海水中PAHs的来源主要为石油及其产品,而表层沉积物中PAHs的主要来源可能为高温燃烧后的矿物燃料残余物.     

长江口及邻近陆架区沉积物和间隙水中铁及其与细菌的关系探讨

本文通过对长江口及邻近陆架区12个站位的柱状沉积物、间隙水和细菌资料分析,指出了研究区沉积物和间隙水中铁的分布特征,并与细菌、地质资料对比研究、从生物地球化学角度对间隙水中铁的来源及其控制因素作了初步探讨。资料研究表明,沉积物中铁主要赋存于细粒沉积物中,腐植酸中铁由河口向陆架减少。间隙水中铁主要来自沉积物中高价铁,在弧菌科(Vibrionaceae)和假单孢菌属(Pseudomonas)细菌的媒介下,参加了沉积物中某些有机物的降解反应,接收了有机物的电子后被还原,其含量和分布主要受控于参加媒介作用的细菌。     

利用半透膜渗透装置富集-超声萃取分析表层沉积物间隙水PCBs的方法

本文建立了半透膜渗透装置(semi-permeable membrane device,SPMD)富集-超声萃取-凝胶渗透色谱净化-气相色谱法测定沉积物间隙水中多氯联苯(PCBs)的方法。比较了有机溶剂透析法与超声萃取法从膜袋内提取PCBs的回收率,发现超声萃取法在节省时间和溶剂方面有明显优势。应用凝胶渗透色谱分离与净化SPMD提取物,收集11—17min的流出液能达到最佳分离效果。基于此方法测定了大连湾沉积物间隙水中自由溶解态PCBs的含量(C_(W-SPMD)),同时又分析了沉积物中PCBs的总量(C_(SED))、间隙水中PCBs的含量(有机碳含量校正法,C_(W-SED))和间隙水中PCBs的总含量(离心法,C_(PW))。结果表明,C_(PW)值显著高于C_(W-SED)和C_(W-SPMD)值。因此,考虑到生物可利用性,无论采用沉积物中或者间隙水中的PCBs总量进行污染物生态风险评价均会造成风险被高估,建议采用间隙水中可溶解态含量。     

西北太平洋楚科奇海沉积物-水界面营养盐输送通量估算

陆架区沉积物间隙水的营养盐再生是水体营养盐补充的重要途径之一。楚科奇海陆架区中部沉积物间隙水中的营养盐分布,是物理和生物扰动较弱状态下的沉积物-水界面的典型分布。本文对中国第4次北极科学考察采集的4个多管短柱沉积物样品及多管样站位的上层水样进行分析,得到沉积物间隙水、上覆水以及水柱中营养盐数据。结果表明,沉积物间隙水各营养盐浓度均先随沉积深度增加而呈指数快速升高,记为Ⅰ层;然后进入沉积物再矿化作用与营养盐移出速率相互抵消的稳定变化层,营养盐浓度在该阶段基本不变,记为Ⅱ层;最后是营养盐缓慢递减层,记为Ⅲ层,由于该层有机质降解作用耗尽氧气,NO-3和PO3-4被还原细菌利用而失去氧离子。通过双层模式和Fick第一扩散定律,计算得出楚科奇海沉积物-水界面硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的扩散通量分别为1.660mmol/(m2·d)(以Si计量)、0.008mmol/(m2·d)(以P计量)、0.117mmol/(m2·d)(以N计量)(以R06站为例)。四个调查站位沉积物中硅酸盐的扩散通量分别为3.101mmol/(m2·d)(以Si计量,CC1站)、1.660mmol/(m2·d)(以Si计量,R06站)、1.307mmol/(m2·d)(以Si计量,C07站)、0.243mmol/(m2·d)(以Si计量,S23站),含量呈现明显的纬度分布特征。沉积物间隙水N*的分布表明,楚科奇海沉积环境具有很强的反硝化过程,沉积物脱氮作用是硝酸盐一个重要的汇。     

东海间隙水中若干微量金属离子的分布

海洋沉积物中间隙水的元素分析测定,我国研究得不多,特别对于间隙水的微量金属元素测定就更少。六十年代初期,有人用压取法分析测定了沿岸及海湾间隙水中的几种常量元素及营养盐,但收集的资料是零星的,且方法也不够完善。     

海底冷泉区沉积物-水界面甲烷通量原位观测研究进展

海底沉积物-水界面作为冷泉跨圈层活动最关键的界面，近年来已成为冷泉区碳循环研究调查的重点目标。为准确获取海洋沉积物-水界面的流体通量，客观重建界面环境过程，评估环境效应，必须发展一整套精确、高效、科学的水下原位甲烷通量测量技术。综述了当前海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量研究的意义与价值，详细介绍了多种较为成熟的海洋沉积物-水界面甲烷原位通量测试技术工作原理、使用方法和优缺点等，如测试游离气泡态甲烷通量的渗漏帐篷、声学反射、时序影像等技术方法，原位溶解态甲烷膜脱气技术的甲烷传感器、激光拉曼光谱测量方法等，同时对全球该领域已经调查的地区、研究现状和进展进行了详细的介绍。最后从技术层面对这一研究领域未来的发展方向和趋势进行展望，以期为未来国内海洋冷泉区沉积物-水界面甲烷通量原位观测研究提供思路与方向借鉴。     

辽东湾沉积物间隙水中卤素的地球化学

辽东湾沉积物间隙水中卤素(氟、氯、溴、碘)等的测定结果表明,间隙水中氯含量接近于上覆海水,且随深度无明显变化.氟、溴、碘由于受有机质吸附作用的影响而富集在间隙水中,随着深度增加多呈极大值或指数增加分布.基于这种分布,我们讨论了间隙水中卤素的化学成岩过程,提出了卤素的早期成岩作用模式,计算了沉积物-水界面的扩散通量.间隙水中卤素的地球化学过程,主要受有机质分解和固相沉积物的移去反应所控制,沉积物-水界面的质量转移特征是卤素离子自沉积物中向上覆海水扩散.     

春季长江口崇明东滩沉积物-水界面营养盐交换过程研究

2005年3-5月,选取位于长江口崇明东滩的3个典型站点,对沉积物间隙水中营养盐剖面进行了观测;同时,通过模拟现场环境培养的方法测定了营养盐在沉积物-上覆水界面的交换通量.结果表明,间隙水中NH4+和SiO32-浓度比PO43-和NO2-+NO3-一般要高2-3个数量级.沉积物-水界面交换过程在春季表现为对NO3-和SiO32-的吸收,吸收的量在很大程度上取决于上覆水中这两种营养盐的浓度;由上覆水和表层间隙水浓度梯度所决定的分子扩散通量对实际交换通量的控制有限.对NO3-,分子扩散通量占交换通量的比例为到21%;对SiO32-,前者和后者的方向相反;对NH3+,较大的浓度梯度支持显著的释放通量,而在培养过程中并没有发现上覆水中NH4+浓度持续的增长.以上结果都说明其它因素,如浮游植物吸收、颗粒物吸附以及底栖动物扰动在更大程度上决定着崇明东滩沉积物-水界面营养盐的交换过程.     

太平洋CC区多金属结核成矿元素迁移规律的界面地球化学研究

本文通过对太平洋ＣＣ区东区上覆水,间隙水,沉积物,结核中的环境参数、元素含量进行分析,研究了成矿元素在界面间（上覆水－沉积物,间隙水－沉积物、上覆水－间隙水、沉积物－结核）的迁移变化规律,为了解和揭示大洋多金属结核成因及成矿规律提供了依据。     

太平洋CC区多金属结核成矿元素迁移规律的界面地球化学研究

本文通过对太平洋 Ｃ Ｃ 区东区上覆水、间隙水、沉积物、结核中的环境参数、元素含量进行分析,研究了成矿元素在界面间（上覆水沉积物、间隙水沉积物、上覆水间隙水、沉积物结核）的迁移变化规律,为了解和揭示大洋多金属结核成因及成矿规律提供了依据。     

黄河口北部海域硫的地球化学特征

硫作为海洋生物地球化学循环中的重要元素,在本学术领域内备受重视。研究表明,硫的化合物是许多海域海水、沉积物、间隙水中重金属、氧化还原环境等的控制性因素(宋金明,1990,1991,1992a,1992b,1993; Andreae,1990; Fossing et al,1992; Kiene,1992; Lerman,1979)。黄河口附近海域是我国著名的渔场,特别是近年来近海发现了油气田,使此区域成为近海河口区研究的典型场所,因而该海域的建港和油气田开发前期的评价等急需与之相关项目的调查研究。近年来,我所的研究人员对渤海的辽东湾、南黄海、忡绳海槽以及东海等海区硫的体系做了较为系统的调查研究(宋金明,1990,1991,1992a,1992b,1993;李延等,1991),其中重点研究了间隙水中的硫酸盐和-2价硫化物,结果发现,硫酸盐是海洋沉积物中重要的氧化剂,硫化物是控制间隙水中重金属的重要体系。 本文通过对黄河口北部海域的海水、沉积物中间隙水的调查取样分析,讨论了海水和间隙水中SO42- 、 ΣS(-Ⅱ)和S2-在该海域的分布特征,估算了沉积物一海水界面附近硫的扩散转移通量,对该海域元素的地球化学过程和腐蚀环境研究均具有重要的意义。