超临界CO2参与下煤储层原位微生物甲烷化物理模拟研究

超临界CO₂能够破坏煤分子结构,提高生物甲烷的产量。为研究微生物在超临界CO₂参与的煤储层原位条件下的产气潜力,以新疆地区某煤层气区块目标煤层的初始储层压力、温度和气体组分作为原位储层条件,通过自主设计的煤储层原位厌氧发酵装置,模拟煤储层原位储层条件下的厌氧发酵过程,并对生物气产量、煤的官能团结构和微生物群落结构进行了分析。研究结果表明,在超临界CO₂参与的煤储层原位条件下,生物甲烷产量达到了32.9 mL/g,CO₂的生物转化率为17.4%。FTIR光谱表明,原位条件下微生物对苯酚、醇、醚、酯中含氧基团的降解能力要强于常规条件下的厌氧发酵。超临界CO₂参与下的储层原位厌氧发酵系统中,多种产甲烷代谢途径的产甲烷菌(氢营养型、乙酸营养型和甲基营养型)逐渐向单一的氢营养型产甲烷菌演化。高压环境下,细菌群落中芽孢杆菌Solibacillus silvestris成为水解产酸发酵阶段的优势菌。该研究为煤层气生物工程的现场实施和碳减排提供了实验基础。      

准南阜康区块煤层后生生物成因H2S的发现与成因机制

随着排采的进行准南东段阜康区块煤层气井产出的煤层气中H₂S浓度呈现逐渐增加的趋势,对安全生产构成严重威胁。基于煤层气勘探开发资料,结合实验室厌氧发酵实验,对该区块排采阶段煤层H₂S的异常原因进行初步探讨。煤层气勘探阶段含气量测试结果表明,煤层气原始气体中H₂S含量低,最高仅为2.152×10^-6;排采初期并未出现H₂S浓度异常现象,但随着排采的进行,部分井出现异常,如13号井在排采7 a后H₂S含量异常增加,高达700×10^-6。灰色关联分析表明,H₂S的浓度与煤层气井的产水量和水质密切相关,当地下水的补给带来充足的营养物质供给菌群代谢时,就会促进H₂S的产出。由该区煤和排采水作为发酵基液构建的厌氧发酵系统表明,H₂S的产量与发酵液中SO₄^2-含量成反比、与HCO₃^-含量成正比;CH...     

基于云团的分组Z-R关系拟合方案效果评估与误差分析

为了降低因Z-R关系不确定导致的雷达定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimation,简称QPE)误差,提出了基于云团的分组Z-R关系拟合方案,在风暴单体识别算法得到的不同降水云团或同一个云团内部的不同数据分组区域内,拟合并采用不同的Z-R关系反演地面降水信息。以2013年6月5—7日的梅雨锋过程为例,使用覆盖长江中下游地区的28部多普勒雷达和全国逐分钟雨量计的观测资料,对单一动态关系、简单分组Z-R关系以及基于云团的分组ZR关系反演的雷达1 h QPE进行效果对比和误差分析,结果表明:(1)基于云团的分组Z-R关系可以有效识别降水云系的局部特征,这是基于云团的分组Z-R关系优于其他两种Z-R关系方案的重要原因。(2)雷达波束部分遮挡导致的偏弱反射率因子,对雷达QPE数据场的不连续性和Z-R关系的不确定性均有影响。(3)雷达硬件或雷达标定引入的偏强(弱)的反射率因子,与简单分组Z-R关系得到的雷达QPE局部高(低)估相关,这降低了简单分组Z-R关系在大范围降水过程中的适用性,但对基于云团的分组Z-R关系的影响较小。     

大兴安岭北部诺敏河地区早石炭世A型花岗岩的年代学、地球化学及Hf同位素研究

大兴安岭北部诺敏河地区碱长花岗岩锆石呈自形—半自形短柱状—板状,具有结构清晰的振荡生长环带和较高的Th/U比值(1.10～2.18),指示其为典型岩浆成因锆石。LA-ICP-MS U-Pb年代学研究显示岩石形成于早石炭世杜内期(352.9±3.3 Ma)。岩石地球化学研究显示,岩石属于准铝质—弱过铝质高钾钙碱性岩石,富硅(SiO_2=73.25%～77.01%)、富碱(Na_2O+K_2O=7.72%～9.48%)、富铁(Fe_2O_3=2.06%～2.97%,Fe_2O_3+FeO=2.32%～3.33%),贫镁(MgO=0.08%～0.26%)。根据强烈亏损Sr、Eu、Ba、Ti、P等元素,REE分布曲线为右倾式海鸥型和明显的Eu负异常(δEu=0.26～0.31)的岩石地球化学特征,判断碱长花岗岩属于A型花岗岩。锆石~(176)Yb/~(177)Hf值为0.03778～0.133612,~(176)Lu/~(177)Hf值为0.001095～0.004155,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282824～0.282863。对应的锆石U-Pb年龄计算出锆石ε_(Hf)(t)=8.9～10.6,一阶段Hf模式年龄为t_(DM1)=560～658 Ma,两阶段Hf模式年龄t_(DM2 )=815～974 Ma,指示其源于新元古代源岩的部分熔融。与额尔古纳地块早石炭世A型花岗岩的对比表明,在兴蒙造山带东北部古亚洲洋盆的闭合发生在早石炭世;结合内蒙古中部地区古亚洲洋盆闭合时代为晚石炭世,表明古亚洲洋盆的闭合是东早西晚的"剪刀状"发展过程。     

GPS高程拟合代替水准测量的可行性

GPS测量已能够提供毫米级的平面坐标,但因似大地水准面与参考椭球面的差距,使得高精度的GPS大地高不能直接应用于生产实践。如何将GPS大地高转化咸水准高程,并使其保持一定的精度,一直是人们研究的热点。在介绍GPS高程拟合模型的基础上,通过实测数据验证了GPS高程拟合代替水准测量的可行性。     

苏北盐沼DMS、CS_2和CH_4排放通量沿高程梯度的变化

在中国东部海岸带盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定CH4、DMS和CS2气体的通量.结果表明,苏北海岸带盐沼整体上表现为CH4、DMS和CS2气体的源,其中,互花米草带(Spartina alternflora)排放率最高.CH4、DMS和CS2排放率之间的正相关关系支持DMS是甲烷生产底物的推断.高等植物地上部分是CH4、DMS和CS2气体的重要源,但植物排放这些气体的机制还不清楚.盐沼CH4、DMS和CS2气体的净排放可能与盐沼丰富的有机质含量有关,有机质为土壤微生物提供充足的碳源和能量.     

三亚东部近岸海域表层沉积物重金属元素地球化学特征及环境质量评价

本文对三亚东部近岸海域表层沉积物中7种重金属元素的地球化学特征和空间分布特征进行了研究,并应用地积累指数法和尼梅罗综合指数法对各重金属的污染程度进行了评价。研究发现, 三亚东部近岸海域表层沉积物中重金属含量总体较低,符合《海洋沉积物质量》一类标准,大多数重金属元素含量的空间分布主要受元素的“粒度控制律”制约,其物质来源主要为陆源细粒沉积。地积累指数法和尼梅罗综合指数法的评价结果均表明,研究区表层沉积物的重金属未达到污染程度,属清洁状态,环境质量良好。     

辽宁葫芦岛地区海陆风及热内边界层研究

根据2007年辽宁葫芦岛气象站资料分析了葫芦岛地区海陆风变化特征,并用MM5v3模式模拟了典型日的海陆风风场变化和热内边界层位温场结构变化。结果表明:海风和陆风出现的频率有明显的季节性变化。冬季陆风较多,春夏海风较多,春季、秋季易形成海陆风;海风起止时间夏季长冬季短,陆风起止时间秋冬季较夏季长;典型海陆风日中,海风造成陆地湿度变大,海风风速大于陆风风速;通过海风的数值模拟,海风由生成到成熟海岸吹向内陆其厚度可增厚到2 000 m以上,伸向内陆距离可到40 km;热内边界层向内陆呈舌状分布,海岸边界层高度在200-300 m之间,抛物面高度随着向内陆延伸的距离增加而升高。热内边界层最高达1 800 m。     

大兴安岭中段索伦地区早白垩世花岗岩锆石 Ｕ－Ｐｂ年代学、地球化学及构造意义

对大兴安岭中部索伦地区花岗岩进行了年代学和地球化学研究,探讨了其成因类型及构造环境。ＬＡ－ＩＣＰ－ＭＳ锆石 Ｕ－Ｐｂ定年结果显示,明水河林场、索伦马场、索伦镇岩体年龄分别为（１３６±１）,（１３４±１）,（１２８±１）Ｍａ,形成于早白垩世。明水河林场岩体高硅、富碱,贫钙、镁、钛和磷,Ａ／ＣＮＫ 介于０．８３～０．９０,具有强烈的 Ｅｕ负异常（δＥｕ＝０．３３～０．３８）,明显富集 Ｒｂ、Ｔｈ、Ｕ、Ｋ 等元素而亏损 Ｂａ、Ｓｒ、Ｐ、Ｔｉ等元素,具有 Ａ 型花岗岩的特征。索伦马场和索伦镇岩体属高钾钙碱性系列,Ａ／ＣＮＫ 介于０．８８～１．０,富集大离子亲石元素ＬＩＬＥ和ＬＲＥＥ,亏损高场强元素 ＨＦＳＥ,显示高分异Ｉ型花岗岩的特征。岩石地球化学组成显示索伦地区花岗岩岩浆源区为新增生的年轻地壳物质部分熔融。结合晚中生代大兴安岭地区的构造演化特征,认为索伦地区花岗岩形成于张性构造背景,可能与古太平洋俯冲作用引起的板内伸展作用有关。      

Fish-mediated changes in bacterioplankton community composition: an in situ mesocosm experiment

We characterized variations in bacterioplankton community composition(BCC) in mesocosms subject to three different treatments. Two groups contained fish(group one: Cyprinus carpio; group two: Hypophthalmichthys molitrix); and group three, the untreated mesocosm, was the control. Samples were taken seven times over a 49-d period, and BCC was analyzed by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) and real-time quantitative PCR(q PCR). Results revealed that introduction of C. carpio and H. molitrix had a remarkable impact on the composition of bacterioplankton communities, and the BCC was significantly diff erent between each treatment. Sequencing of DGGE bands revealed that the bacterioplankton community in the different treatment groups was consistent at a taxonomic level, but differed in its abundance. H. molitrix promoted the richness of Alphaproteobacteria and Actinobacteria, while more bands affiliated to Cyanobacteria were detected in C. carpio mesocosms. The redundancy analysis(RDA) result demonstrated that the BCC was closely related to the bottom-up(total phosphorus, chlorophyll a, phytoplankton biomass) and top-down forces(biomass of copepods and cladocera) in C. carpio and control mesocosms, respectively. We found no evidence for top-down regulation of BCC by zooplankton in H. molitrix mesocosms, while grazing by protozoa(heterotrophic nanoflagellates, ciliates) became the major way to regulate BCC. Total bacterioplankton abundances were significantly higher in C. carpio mesocosms because of high nutrient concentration and suspended solids. Our study provided insights into the relationship between fish and bacterioplankton at species level, leading to a deep understanding of the function of the microbial loop and the aquatic ecosystem.