台湾海峡北部夏季沉降颗粒物特征

<正>海洋中的悬浮颗粒物具有重要的生态系统功能,其水平与垂向通量是全球海洋通量研究的重要内容,在区域生物地球化学循及全球环碳循环中占有非常重要的位置。台湾海峡作为沟通南海与东海的重要通道,在物质与能量交换过程中扮演着非常重要的角色。台湾海峡不仅东、西两侧均有许多中小型山溪性河流携带大量水沙注入,南、北侧海域也有陆源物质和海源物质输入,从而使台湾海峡成为研究沉积物源-汇过程的理想场所。本文通过在台湾海峡北部上升流发育期间投放沉积物捕获器锚系,收集沉降颗粒物,     

流域盆地的风化作用与全球气候变化

介绍了岩石风化作用与流域盆地的物质输送对于研究全球海-陆物质循环和全球气候变化的重要意义。讨论了运用河流的颗粒相和溶解相载荷分别去估算机械剥蚀率和化学风化率的科学性及各种计算方法。从全球的观点对岩性、径流、地势、气候、植被以及人为活动 6个因素对于岩石风化作用及河流颗粒相和溶解相物质输送的影响进行了详细的讨论，得到岩性是决定机械剥蚀率和化学风化率的主导因素，径流和地势是影响河流颗粒物输送的重要因素，而径流和气候则对河流溶解离子的输送影响较大，此外植被和人为活动对河流化学及颗粒物输送的影响也越来越受到人们的关注。探讨了岩石化学风化作用消耗的CO₂量及其对全球气候变化的影响，在此基础上，归纳了岩石化学风化作用与气候变化的模式。     

杭州湾水系锋面研究成果达国际先进水平

海洋锋是一种重要的物理海洋现象,由于锋面能有效地聚集和输运悬浮物质,使之在环境保护、泥沙运移和沉积作用等方面具有重要地位。对海洋锋的研究,特别是对位于人类活动主要场所和河川泥沙、废弃物质进入海洋必经之地或贮存之区的河口羽流锋的研究,已成为目前国内外海洋学家研究的重要对象之一。     

河流活性物质入海通量:初步成果

河流是陆地与海洋相互作用的重要纽带,查明陆地河流活性物质入海通量是当前生态地球化学评价的一项重要任务。文中选择了中国东部入海河流中主要的35条河流,分丰、枯水期系统采集了悬浮物、过滤水、底泥等样品,利用河流径流量参数,计算得到了各河流主要重金属及营养元素的年入海通量及陆地河流年入海总通量,确定了各元素水溶态及悬浮物态迁移入海量的比例,为陆海相互作用研究、浅海生态地球化学评价提供了重要依据。     

全球海洋硅循环及研究中面临的主要挑战

海洋硅循环是海洋生物地球化学循环的关键过程之一,对调控全球二氧化碳浓度、海洋酸碱度和多种元素(氮、磷、铁、铝等)的循环具有重要作用。在当今气候变化和人类活动影响日益增强的背景下,硅循环与“生物泵”及碳循环的紧密联系,是其成为地球科学领域研究热点的主要原因。海洋中硅的外部来源主要为河流、地下水、大气沉降、海底玄武岩风化作用和海底热液输送5个途径,在全球气温变暖趋势的影响下,极地冰川融化成为高纬度海域不可忽视的硅源。生物硅在沉积物中的埋藏、硅质海绵和生物硅的反风化作用是重要的海洋硅移除过程。海洋硅循环过程复杂,受生物(生物吸收、降解)、物理(吸附、溶解)和化学(矿化分解和反风化作用)多重因素的影响,针对海洋硅循环关键过程的研究有助于综合评估海洋硅的“源-汇”和收支。本文总结了海洋硅循环的主要过程及海洋硅的收支,根据国际和国内研究现状讨论了当前海洋硅循环研究中面临的主要问题和挑战。现有研究成果显示,海洋硅的外源输入和输出通量比以往的评估分别增加了2.4和2.2倍。在短时间尺度内(<8 ka),全球海洋中硅的收支大致平衡,海洋硅循环基本处于稳定状态。气候变化和人类活动导致河流输送至陆架边缘海的硅通量发生变化,可能影响硅藻等海洋浮游植物种群结构,是未来海洋硅循环研究需要关注的问题之一。陆架边缘海较高沉积速率和强烈的反风化作用提高了该区域生物硅的埋藏效率,准确评估该区域生物硅的埋藏通量仍是亟须解决的难题。目前的研究评估了全球海洋浮游硅藻、硅质海绵以及放射虫生产力,而海洋底栖硅藻生产力的贡献受到忽视,未来需要关注底栖硅藻对生物硅的贡献及其在海洋硅的生物地球化学过程中的作用。     

陆源物质河流入海通量研究思路

大陆、海洋是地球两大生态系统,大陆与海洋之间物质与能量的交换是地球科学及全球变化研究的重要内容.陆源物质主要通过河流搬运输送、大气干湿沉降等方式进入海洋,陆地岩石风化和剥蚀所形成的砂、粉砂和粘土是海洋沉积物的重要来源.     

海南岛主要河流水体中重金属元素迁移富集特征

河流体系中的重金属元素主要存在于悬浮颗粒物、溶解相和沉积物三部分中.选择海南岛12条主要河流,分别在丰水期和枯水期采集过滤水、悬浮物及水系沉积物样品,分析重金属元素在过滤水、悬浮物及水系沉积物中的含量特征,总结水体中重金属元素的地球化学迁移方式及富集特征,查明重金属元素迁移富集的主要影响因素.     

吉林省典型城市大气颗粒物主要排放源成分谱对比研究

为建立吉林省典型城市大气颗粒物排放源源成分谱数据库,保障源解析结果的准确性,采用X射线荧光光谱分析技术对典型城市大气颗粒物主要排放源（道路尘、扬尘、建筑尘、土壤风沙尘、燃煤锅炉尘）的无机化学组分进行分析。结果表明：吉林市、白城市、通化市和四平市4个城市排放源成分谱组分含量虽有不同,但主量成分均为地壳组分;SiO₂含量在土壤风沙尘中最高,道路尘中最低,Ca含量在建筑尘中最高。元素富集因子分析表明：人类活动对道路尘元素Pb的富集贡献较大,主要来自汽车尾气排放;扬尘元素Pb、Zn、As有较高富集,具有道路尘、燃煤锅炉尘特征;建筑尘元素Ca富集显著;土壤风沙尘受人类活动影响较小,主要为自然源贡献;燃煤锅炉尘中元素As富集因子＞60,属极强扰动。     

植物中Cd同位素分馏特征研究——以Cd超富集植物龙葵及耐性植物蓖麻为例

<正>Cd是一种剧毒重金属元素,容易通过食物链的富集作用进入人体危及人类健康,Cd污染一直是科学界重视的研究课题之一,查明Cd污染源并从源头上加以控制,对实施污染治理改变环境现状具有十分重要的意义。近年来,多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS)的发展拓宽了Cd同位素的应用范围,Cd同位素已成功应用到陨石样品、海洋样品和岩石样品,研究行星演化、海洋体系的物质与循环,也逐渐的用于现代环境科学领域示踪Cd元素的污染来源,而对于植物中Cd同位素分馏特征研究报道较少,高等植物生命活动过程中Cd同位素的分馏、分馏大小及主要影响因素均尚不清楚。本研究通过对不同淋洗     

鄱阳湖流域水化学特征及影响因素分析

在地球表生系统中,化学风化作用强烈改变着岩石、水体、土壤和大气成分,是元素地球化学循环的最主要驱动力。河水溶解物质主要来源于流域内岩石化学风化,同时受到降水、人类活动的影响。文中通过对鄱阳湖流域河水样品的采集和化学成分分析,结合流域地质背景,研究了河水化学成分特征及其影响因素。结果显示,与20世纪80年代相比,本区河水Cl-、SO24-所占比例显著增高,有逐渐酸化趋势;与世界上其他主要河流相比较,该区Ca2+/Na+、Mg2+/Na+、HCO3-/Na+等比值偏低,反映了较强的蒸发岩溶解及人类活动影响特征。该区河水离子特征主要由岩石风化所控制,降水对该区河水溶解物质贡献率为10.3%,农业生产活动对鄱阳湖水溶解物质贡献率为4.9%,矿山活动对饶河丰水期、枯水期离子总量贡献率分别为8.9%、14.6%。     

亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统“源—汇”过程

中小型山溪性河流易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感,在大陆边缘物质循环过程中发挥着十分重要的作用,但学术界对它们的重视程度不够。以闽江—东海陆架系统为例,通过资料收集、遥感解译、样品采集与分析等方法,系统研究了亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统的“源—汇”过程。研究结果表明,人类活动引起的土地利用变化使得闽江入海径流量和泥沙通量在波动中略有增加,但水库的建设显著减少了入海泥沙通量,并且减弱了水沙通量的季节差异,河流入海泥沙通量变化对流域人类活动敏感且响应迅速;河口水体环境、悬浮体浓度、沉积物粒度组成及陆源有机碳埋藏的空间分布格局均显示,闽江入海泥沙主要分布在闽江河口附近海域,其中粗颗粒泥沙在水动力的作用下主要堆积在河口水下三角洲平原及前缘,细颗粒泥沙主要堆积在水下三角洲前缘斜坡及前三角洲附近海域,仅有少量细颗粒泥沙沿岸向外输运并沿途沉积,与大河流—宽陆架系统及中小型山溪性河流—窄陆架系统显著不同。河口人类活动及极端事件通过改变沉积物组成、环境动力、入海泥沙通量等方式对河流—陆架系统的“源—汇”过程产生显著影响。在当前流域来沙量锐减、河口地区海砂开采等人类活动强度增大的情况下,有必要加强相关研究。     

关于海洋物质消长关系研究的意义

海洋对人类而言是个巨大的物质生产工厂,又是净化槽。通过河流与大气,由大陆运到海洋的物质,经过多种多样的过程后,不久又在海洋中变成了沉积物。一种物质沉积在海洋中的平均长度,因该物质的物种和存在状态的差异而有很大的不同。已变残沉积物的物质,由于沉积物中的化学变化,也有再次回到海洋中来的。对这样以海洋为中心的物质运动经路和消长关系的研究〔全球海洋消长研究(global ocean blux stady简称GOFS),是由美国发起的旨在究明与海洋中的物质循环相关联的物理的、化学的、生物的过程的一项计划,该计划第一次专题讨论会已于1984年9月在华盛顿召开——译者),在掌握围绕海     

岩溶水体惰性有机碳含量及其存在机理

正通常认为全球超过1000 m的海洋深处稳定存在着不超过42μmol/L的溶解有机碳,并被认为是微生物难以利用的惰性溶解有机碳[1-2]。这为进一步评估水圈溶解有机碳的稳定性提供了研究依据[3]。河流不但是陆地水的主体、水圈的重要组成部分,而且还是海洋-陆地物质和能量交换的主要通道。近年来,河流的自然性质和作用过程不断受到人文活动的影响,特别是河流筑坝引发的"水库效应"[4-5]。然而"水库效应"下岩溶区筑坝河流中     

淄博市区大气颗粒物重金属元素分布特征及其来源分析

为科学认识淄博市区大气颗粒物污染状况,探讨颗粒物的污染水平和元素在颗粒物中的分布与分配特征,对颗粒物中元素的来源进行分析。于2015年冬季和夏季期间分别布设45个和16个采样点采集悬浮颗粒物（TSP）、PM₁₀及PM_2.5样品,分析了颗粒物和18种元素（或化合物）的质量浓度。结果表明：1）大气颗粒物中冬季TSP、PM₁₀及PM_2.5的质量浓度均值高于夏季;PM₁₀和PM_2.5质量浓度均超过国家标准,其中冬季PM_2.5质量浓度是标准限值的1.96倍。2）不同粒径的颗粒物中元素质量分数差别显著,As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等多数重金属元素主要富集在PM_2.5中,且PM_2.5约占PM₁₀的65%（冬季）和73%（夏季）。3）颗粒物PM_2.5中Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、K₂O、MgO等氧化物主要受土壤扬尘控制;As、Cd、Hg、Pb、Se、Zn等元素主要源于人为污染;Se的富集因子最高,反映了PM_2.5污染主要来源于燃煤;Co、Cu、Ni、Na₂O受土壤扬尘和人类活动的共同作用,而Cr具有混合污染的特点。     

北部湾东部海域表层沉积物常量元素地球化学特征及其物源指示意义

对南海北部湾东部海域61个站位表层沉积物的常量元素分析结果表明,研究区沉积物中的常量元素以SiO2、Al2O3和CaO含量最高,平均含量分别为61.83%、11.18%和5.32%,其中SiO2、Al2O3代表了陆源碎屑组分,CaO代表了生物碎屑组分。沉积物中常量元素的含量与沉积物类型密切相关,表明元素的丰度受沉积物粒度控制明显;而元素较低的富集系数,指示沉积物中的碎屑物质主要为地壳来源。元素相关分析和R型因子分析表明,沉积作用、粒度效应、海洋生物作用和自生作用等,对沉积物中常量元素的分布起着主要控制作用。在因子分析基础上,应用Q型聚类法并综合元素空间分布规律和富集特征,把研究区分为六个地球化学分区:Ⅰ区沉积物主要来源于北部湾北部的河流输砂和近岸侵蚀物;Ⅱ区为琼州海峡东侧来砂、昌化江以及红河等其他河流输砂以及北部湾周边近岸侵蚀物的混合沉积;Ⅲ区主要为红河输砂;Ⅳ区沉积物主要来源于海南岛西部和南部近岸侵蚀物,另外海洋生物活动和自生作用也是该区沉积物的重要物质来源;Ⅴ区和Ⅵ区为北部湾湾内沉积物与外海沉积物共同作用下的混合沉积,其中Ⅵ区部分海域的沉积物受到自生作用影响。     

地表过程与人类活动对硅产出影响的研究进展

硅元素是地球第二大组成元素,深刻影响着地表物质循环,是陆海相互作用研究、全球碳循环研究的关键元素之一.从自然风化、生物过程和人类活动3个方面综述了国内外有关地表过程对硅产出影响的研究进展,重点分析了生物过程和人类活动在硅生物地球化学循环过程中的作用.综合分析指出,应着重开展生物参与下原生/次生硅酸盐矿物风化速率的研究,重视高等植物在区域硅循环中的作用;富营养化与筑坝对于河流硅的滞留都十分重要,因筑坝产生的水库清水下泄在中下游河道产生的潜在效应很可能对河口硅输入产生重要的影响.应采用地球化学示踪技术,加强这方面的定量研究、模型研究、过程研究以及系统的综合性研究,特别是对流域地表过程的改变以及与筑坝、富营养化过程的联合作用,应进行深入的多学科交叉综合研究.     

我国平原区土壤地球化学异常成因研究

我国平原地区土壤地球化学异常普遍存在,但是目前对这些异常的成因缺乏系统认识。这里以长春和南京地区的Hg、Cd异常试验研究结果为例,利用元素相关关系法,对此进行了系统研究。结果表明,城镇及其周边地区的土壤地球化学异常,异常组分叠加量表现出表层累积型特点,此类异常的成因与人类活动有关。分布在河流沿岸的土壤地球化学异常,在垂向上,异常组分叠加量表现出了连续型分布特点,且异常组分含量主要受土壤物质组成的控制,此类异常是在河流沉积物自然沉积过程中形成的。     

河西走廊及其毗邻地区地表物沉积元素特征

笔者分析了河西走廊及其毗邻地区的戈壁(石漠)、河流平原(石羊河与黑河流域)、沙漠(腾格里和巴丹吉林)以及祁连山北麓等地表沉积物的元素组成,并对研究区不同地表类型沉积物和洛川黄土的元素组成进行对比。结果表明:研究区不同地表类型松散堆积物之间地球化学特征具有较好的一致性,可能来自于祁连山的高山作用过程,即从祁连山至沉积尾闾的物质搬运导致研究区物源趋于一致;洛川黄土和研究区微量元素以及特征元素配分模式吻合较为良好,暗示了黄土高原的粉尘物质源区可能主要为河西走廊及其毗邻地区的戈壁、河流平原以及沙漠;细粒物质在祁连山向河西走廊的搬运过程中,物质经过一定程度的风力和水力分选,造成粗颗粒物质富集。因此,戈壁、河流平原和沙漠地表细粒物质风化指数较祁连山坡麓沉积物偏低。其中,腾格里和巴丹吉林沙漠又经受风力作用,中值粒径最大、风化指数最低。     

兰州市宛川河中段表层沉积物中重金属元素迁移富集特征

通过对兰州市宛川河中段双店子河段表层沉积物元素分析,结合有机质含量和粒度测试,运用聚类分析和相关分析的方法,研究了重金属元素在河流表层沉积环境中的分布及迁移富集等地球化学行为与特征。结果表明Zn元素在研究河段有轻度污染;相关分析表明重金属元素含量与沉积物粒度之间无显著相关性,重金属元素主要是在固-液平衡体系中、通过多相化学反应形成沉淀。污染源分析表明,造纸污水的排放是造成研究区域中上游河段有机质含量较高的主要原因,大分子有机物质的存在不仅改变了此段河流沉积物粒度的变化,且有机质对重金属元素的富集有一定减缓作用。     

辽宁省典型地区大气颗粒物重金属元素分布特征及对土地质量影响研究

大气颗粒物是大气质量评价中的一个通用的重要指标,近年来,对于大气颗粒物污染这一热点问题开展了大量的研究。文中选取辽宁省沈阳市、锦州市和葫芦岛市等典型地区研究大气颗粒物(TSP、PM10、PM2.5)中Cd等重金属元素的分布特征。结果表明,辽宁省大气可吸入颗粒物中Pb和Zn的含量最高,其次是Cu、Mn、As、Cr、Cd。燃煤、燃油和工业污染源等方面可能是造成这些元素含量较高的主要原因。此外,文中还对大气颗粒物对土地质量的影响研究进行一些有益尝试。研究表明,大气颗粒物中重金属元素含量对土地质量的影响是显而易见的。政府管理部门应该重视对大气颗粒物中重金属元素含量的监控,努力减少其对土地质量的影响。