东北哈尼泥炭沼泽中酚酸的组成、酚铁相互作用及其环境意义

大量研究表明,溶解性有机质与铁的螯合对生物可利用性铁的输出有重要影响.然而,对于天然有机质,尤其是泥炭沼泽源的酚类物质,与铁相互作用的地球化学机制仍然缺乏研究.以长白山西麓哈尼泥炭沼泽为研究对象,调查了泥炭沼泽源水体可溶性总铁、亚铁、水溶性总酚等理化指标.同时,测定了泥炭中酚酸的组成及含量,分析对比泥炭与土壤中铁的主要赋存形态.并开展了酚铁相互作用模拟实验,研究了泥炭沼泽源水体中酚铁相互作用机制.结果表明:哈尼泥炭沼泽水体中亚铁浓度与水溶性总酚浓度显著相关,说明水溶性总酚对亚铁的存在及运移有重要影响.哈尼泥炭中含有原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸、龙胆酸、丁香酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、对香豆酸、水杨酸、香草酸等多种酚酸.其中,具有儿茶酚或没食子酰基结构的原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸能与亚铁形成稳定螯合物,是泥炭沼泽源水体中Fe(Ⅱ)保持稳定并可以远距离迁移的关键.研究还表明,原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸和龙胆酸对Fe(Ⅲ)有显着的还原作用,有利于沼泽区水体中的保持较高Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)浓度.哈尼泥炭中铁主要以活动态(可交换态、络合态和无定形态)为主,为铁的迁移、转化和循环奠定了基础.鉴于泥炭沼泽在全球的分布面积巨大以及亚铁对海洋生物有促进作用,酚酸对铁的作用机制对陆地系统向海洋输送生物可利用铁具有重要意义,并对碳循环、硫循环以及气候变化有重要影响.      

泥炭沼泽的形成和演化

泥炭沼泽的形成可分为水域泥炭沼泽化和陆地泥炭沼泽化两大类。泥炭沼泽可分为低位泥炭沼泽、中位泥炭沼泽和高位泥炭沼泽。由泥炭沼泽发育的内在聚集规律所决定,泥炭沼泽形成后,可由低位泥炭沼泽经中位泥炭沼泽发展至高位泥炭沼泽。研究泥炭沼泽的形成和演化,对剖析泥炭层的生成以及成分和性质,具有实际意义;对分析成泥炭时的古气候和环境乃至构造活动的稳定性,也有一定的意义。     

大九湖泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性及其生态环境意义

为了研究泥炭沼泽源铁有机配合物的络合稳定性,利用pH电位滴定法和荧光淬灭滴定法测定了大九湖泥炭沼泽中不同分子量段的DOM和Fe2+、Fe3+的络合稳定常数.pH电位滴定法结果（4.0~6.1）和荧光淬灭滴定法（1.5~4.1）差异较大,这与高pH条件下OH被脱质子化及Fe2+的氧化有关.相对而言,pH滴定法更适用于探究不同分子量段DOM与铁的络合稳定性,荧光淬灭法不改变样品酸碱条件,更适于研究不同价态铁与DOM的络合稳定性.研究结果表明:DOM与Fe3+的络合稳定常数大于Fe2+,低分子量段（< 3 kDa）的DOM与Fe2+、Fe3+的络合稳定常数更大.泥炭沼泽源铁有机配合物具有较好的络合稳定性,分子量相对较小的DOM与铁的络合能力更强.即便Fe2+氧化为Fe3+,仍能与DOM络合并保持较强的稳定性,这有利于陆源溶解性铁向水生态系统的输出.沼泽源铁有机配合物的络合稳定性还会影响铁的生物可利用性.      

泥炭沼泽的演化及其机制

泥炭沼泽的演化普遍存在,演化的实质是在成因因素有利的配合下,沼泽植物群落发生了变化乃至更替。根据泥炭植物残体分析和煤层的煤岩、煤化学研究,可以了解泥炭沼泽的演化和形成煤层的原始泥炭沼泽的演化。     

神农架大九湖泥炭地溶解有机碳季节性变化及其影响因素

亚热带泥炭地在水源涵养、碳储存和生物多样性等方面有着重要的保护价值.溶解有机碳(DOC)是泥炭地中容易受到外界扰动的一部分碳,在气候变化和人类活动的双重影响下,DOC可能通过降解或横向迁移从泥炭地中流失,潜在地威胁了泥炭地的碳储存功能.然而,目前对于亚热带泥炭地DOC如何响应季节性尺度的环境变化还缺乏深入的认识.以位于...     

泥炭沼泽体系的建立及其成煤模式

现代和古代大量煤沉积学事实说明,占据煤层主体的全盆性或大范围分布的煤层,发育在不同的沉积体系之上,与下伏沉积体系之间存在着明显的沉积间断,煤层形成时下伏的沉积体系已经废弃。这些煤层(煤层组)构成了独立的沉积体系——泥炭沼泽体系。本文论述了泥炭沼泽体系的构成和成因。      

天目山泥炭有机碳同位素特征及其古环境意义

通过对浙江天目山泥炭剖面的高密度采样和有机碳同位素分析,重建了该地区4 ka BP以来的古植被特征和古环境演化历史.天目山3200 a BP之前,气候温和适度,晚期变冷变干,为中全新世末气候波动的过渡时期.3200~700 a BP,有机碳δ13Corg值在波动中降低,气候出现多次急剧冷暖变化,指示了几次温暖与寒冷事件.700 aBP以来,有机碳同位素迅速正偏,表明又一暖期的出现,到了后期气温又有所降低,植被转化为草原草甸景观.天目山地区近4 ka以来的气候变化与国内外不同区域的研究资料相一致,但又有区域的差异性.     

全球变化背景下北方泥炭地释放溶解有机碳的驱动机制

泥炭地（peatland）是一类储碳效率很高的特殊陆地生态系统,其碳储量约占全球土壤碳库的近1／3,对全球碳循环有着举足轻重的作用。有证据表明在过去20余年,北半球大范围的天然水体中溶解有机碳的浓度呈显著增升趋势。普遍认为与全球变化背景下北方泥炭地大规模释放溶解有机碳有关,但其驱动机制尚不十分清楚。已经提出的具有代表性...     

黄县盆地褐煤与油页岩的泥炭沼泽类型分析

对黄县第三纪褐煤与油页岩共生盆地中煤₁和油₁的煤岩学特征及煤相参数特征的分析表明,黄县盆地煤₁形成于较深覆水的森林沼泽,油₁形成于湖泊沼泽,而海水侵入控制着盆地的覆水变化,进而影响了植物群落的演化与更叠。     

河南山西组二_1煤古泥炭沼泽的类型及演化

河南省山西组二_1煤成煤古泥炭沼泽的类型及演化可明显地分为3个区:豫北区,二_1煤形成于上三角洲平原的淡水森林泥炭沼泽;豫西西部区,形成于泻湖海湾演化来的半咸水草本和森林泥炭沼泽,底部分层成煤植物为草本,煤层形成于最大海退期,结束于一次短暂的海侵;豫西中东部区,形成于潮坪演化来的淡水森林泥炭沼泽,上部分层形成于半咸水泥炭沼泽,结束于一次短暂的海侵。     

多金属矿山环境中矿物的微生物分解及环境效应研究进展

多金属矿山矿物的分解不仅可以形成酸矿水,而且可释放大量有害元素,造成严重的环境污染.在矿物分解、元素释放、迁移、沉淀和富集过程中微生物起了非常重要的作用.在总结微生物分解矿物的机制、微生物-矿物界面作用及生物膜在矿物分解过程中所起的作用基础上,概述了酸矿水中微生物群落的特征和种系演化,对矿山环境金属硫化物生物氧化释放的有害元素的微生物地球化学循环过程以及重金属元素对微生物氧化作用的影响做了系统的论述并讨论了微生物在环境修复中的作用.     

Reform of Carbonate Rock Subsurface by Crustose Lichens and Its Environmental Significance

Crustose lichens are distributed extensively in karst areas in Southern China. They can be found on the surface of carbonate rocks. Through biophysical and biochemical processes, crustose lichens reform the subsurface of carbonate rocks and in the meanwhile change their physical and chemical properties: (1) the mechanical strength decreases by 17.04° on average (up to 33.2° ); (2) the chemical solution surface area increases from 28.26% to 75.36% (lichen microholes considered only); and (3) the water-holding capacity is greatly improved. Comparative field experiments between biokarst samples underneath crustose lichens and fresh rock samples with the same composition and texture show that the corrosional rate of carbonate rocks of the former is 1.264-1.643 times higher than that of the latter. Crustose lichens are considered as an activator of the surface corrosion of carbonate rocks.     

有机酸对致密砂岩中黏土矿物的选择性溶蚀研究

提升致密背景下相对优质储层预测的能力,是当今油气勘探开发理论亟待破解的瓶颈和难题。致密油气储层的非均质性强,黏土矿物含量高且是吸附油接触最多的矿物之一。有机酸对黏土矿物的溶蚀影响,是实现致密油高效开采的关键。本文选择鄂尔多斯盆地三叠系延长组为研究对象,通过有机酸与砂岩的溶蚀模拟实验,对实验产物进行pH值、阳离子检测、孔隙度和渗透率测试以及扫描电镜观察。探讨了时间、温度和不同有机酸类型对黏土矿物的溶蚀影响。实验结果显示：①随时间的增长（1~9d）,孔隙度增幅呈先增长后降低的趋势,渗透率的增幅呈持续增长趋势;温度升高（80~95℃）对有机酸溶蚀致密砂岩中的黏土矿物具有促进作用;②不同类型的有机酸对黏土矿物具有选择性溶蚀作用。酒石酸溶蚀大量黏土矿物、碎屑长石以及少量方解石胶结物;乙酸则相反,主要溶蚀方解石;甲酸、乙酸和丙酸配比的合酸以及甲酸、乙酸、丙酸和酒石酸配比的合酸溶液,均优先溶蚀绿泥石化、泥化的长石和方解石,直至方解石完全溶解;③不同类型的有机酸对储层物性的改造能力不同,甲酸对孔隙度的改善不明显,乙酸和丙酸对孔隙度改善明显,合酸对孔隙度的影响是单一酸改善的综合反映。综合分析,有机酸流体与致密砂岩的溶蚀反应机理主要为两种：①有机酸流体提供氢离子,溶蚀致密砂岩中的易溶矿物;②有机酸直接与致密砂岩矿物发生络合反应,影响络合物稳定性的因素主要是有机酸种类和pH值。乙酸、甲酸、丙酸和酒石酸等不同类型的有机酸对致密砂岩中黏土矿物的选择性溶蚀,对储层物性影响程度不一致。     

柱撑粘土矿物层间域的性质及其环境意义

柱撑粘土矿物是近年来胺国内外矿物学广泛关注的矿物材料之一。柱撑粘土矿物层间域是一个特殊的化学反应场所。本系统评述了氮氧化物、重金属离子、阴离子、肥料养分及有机污染物等环境污染物在柱撑粘土矿物层间域中的催化还原、吸附、脱附、控释及光催化反应机理，着重阐述了柱撑粘土矿物的层间域性质，讨论了它们的环境化学行为对环境的影响和意义。     

不同类型沉积物中脂肪酸的分布、演化和生烃意义

对近代海洋沉积物、泥炭、福山凹陷第三系泥岩、茂名盆地第三系油页岩和辽河盆地东部凹陷第三系沉积岩剖面等样品中脂肪酸类型和分布特征进行了分析与研究。结果表明以低等浮游动植物为主的沉积中，二元肪酸丰度相对比一元酸占优势。随深程度增加，沥青中脂肪酸高碳数相对减少，低碳数相对增高，偶碳估势逐渐消失。在辽河盆地东部凹陷埋深２２６６ｍ的泥岩中发现脂肪酸仍具有偶碳优势，证明沉积有机质中偶碳脂肪酸优势可以保存到生油高峰前的较高演化阶段，对低熟原油烷烃的生成和具奇碳优势有重要意义。     

铁氧化物光催化氧化锰的实验研究及其环境意义

天然锰氧化物广泛存在于地表多种生态环境中,了解其形成过程对于厘清地表物质演化与元素循环具有重要意义.本研究首次开展了在常见氧化铁矿物催化作用下Mn2+的直接快速光氧化途径与反应机理实验.实验结果显示,不同水溶液体系中赤铁矿、针铁矿的光催化氧化Mn2+速率可达3.5～12.3 μM/h,可形成钡硬锰矿、斜方水锰矿等不同类型的氧化产物.反应过程中铁氧化物矿物价带上的空穴直接氧化Mn2+形成Mn(Ⅲ/Ⅳ),氧气充当导带电子的唯一受体.矿物催化剂种类和溶液化学成分能显著影响光氧化速率与最终产物的晶体结构.本研究揭示的光化学过程与地表暴露环境中广泛存在的铁锰共生现象吻合,可为揭示天然锰氧化物结构的多样性提供新的解释.     

湖北恩施渔塘坝自然硒的分布及其环境意义

自然硒在渔塘坝富硒碳质岩层及其附近的土壤、废弃“石煤”堆中广泛发育。渔塘坝自然硒的空间分布与富硒碳质岩层密切相关，其纵向分布整体与富硒碳质岩层的走向一致，局部地段呈片状或环带状；横向上沿着富硒碳质岩层的倾向方向，从二叠纪茅口组的碳质硅质岩层到吴家坪组的碳质页岩层，自然硒的发现由易到难。渔塘坝当前的地质环境有利于自然硒的形成和保存，且一旦在表生环境形成后将会在特殊的地段发生次生富集。但是，自然硒形成的地质环境一旦被人类活动打破，暴露于地表的自然硒也能够发生迅速的氧化而再次迁移，进入河流和当地居民的食物链系统。因此，渔塘坝及恩施地区广泛分布的富硒碳质岩层为硒中毒的发生提供了必要条件，当荒地开垦或开挖“石煤”等人类活动为自然硒的氧化和迁移提供充分条件时，硒中毒的发生仍将不可避免。     

洪积扇上全新世古土壤的特点及环境意义--以临汾盆地东坡沟剖面为例

通过对山西襄汾东坡沟全新世黄土剖面地层学和土壤学的研究,以及碳酸钙、铁和粒度的测定,发现全新世古土壤中碳酸钙经历了明显的淋溶与淀积,古土壤上部CaCO₃平均含量10.58%,下部为18.47%,CaCO₃结核的淀积深度约为1.1m,铁在古土壤顶部有微弱的淋移和富集,粘化作用不明显。成壤作用始于全新世大暖期之初,较为强烈的成壤作用发生于大暖期的晚期(4100aB.P～3100aB.P),这一阶段土壤湿度大,气候波动小,CaCO₃淋溶较强。大暖期结束后,冬季风在黄土高原占主导地位,土壤的淋溶作用和粘土作用均有一定程度减弱,显示气候干旱的趋势。该剖面位于古山前洪积扇前端,地形较高,降水易分散,淋溶作用总的说来不强烈,土壤上部CaCO₃残留较多,CaCO₃淀积深度较浅,土壤类型接近黑垆土。     

大陆水循环系统演化及其环境意义

通过大陆水循环构成及其特征分析,阐明了水文循环与地质循环的机制,剖析了大陆水循环与人类活动之间的关系,分析了国内外研究现状和趋势,明确了水文循环和地质循环的主要研究内容.在此基础上,提出了关于中国大陆水循环演化研究的一些认识和值得关注的科学问题.