海洋天然气水合物元素地球化学异常的实验研究

海洋天然气水合物在生成过程中会引起周围沉积物孔隙水中元素地球化学异常,这些异常是指示天然气水合物存在的重要标志。在自制的实验装置上,模拟了海洋天然气水合物的生成过程,对海水中各离子浓度的变化进行了初步研究。结果表明：在不同的反应条件下,水合物的生成对各离子浓度变化的影响不同。压力越大,耗气量越大,生成水合物的量就大、纯度高,其排盐效应也较强,导致海水溶液中离子浓度的增高,而水合物中离子含量却呈降低趋势。     

利用累加指数对老湾金矿带地表及深部含矿性评价

老湾金矿带是桐柏-大别山(北坡)金银成矿带的重要组成部分,位于金银成矿带的南亚带。在对该成矿带成矿地质背景和原生地球化学异常分析研究的基础上,采用矿体前缘元素As,Sb和尾部元素Mo,Pb(Ni)的累加比值: (As+Sb) /(Mo×10+Pb)和(As+Sb) /(Mo×10+Ni),确立了该矿带的累加指数评价指标。利用累加指数结合原生地球化学异常元素组合,对该矿带地表及深部的含矿性进行预测评价,扩大了原矿体规模且发现了新矿体。     

橄榄岩蛇纹石化过程中氢气和烷烃的形成

蛇纹石化过程中形成氢气、烷烃和有机酸,为海底热液区生命活动提供物质和能量来源,可能对地球和其他行星早期生命起源和演化有重要影响。目前关于蛇纹石化过程中氢气和烷烃形成的研究大多以橄榄石为初始物,且温度和压力较低(≤300℃,500bar)。本研究通过一系列的水热实验,研究300~500℃、1~3kbar时橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、橄榄岩、玄武岩以及玄武岩与橄榄岩混合物发生蛇纹石化反应后氢气和烷烃的生成。300℃、3kbar时,橄榄石蛇纹石化后产生的氢气远大于辉石蚀变后产生氢气的量。随着温度的增加,400~500℃、3kbar时,橄榄石蚀变程度极低,产生氢气的量低于斜方辉石。单斜辉石实验后没有发生蚀变,不产生氢气和烷烃。400~500℃、3kbar时,橄榄岩蛇纹石化后产生的氢气和烷烃远高于橄榄石、斜方辉石和单斜辉石。玄武岩蛇纹石化后生成氢气和甲烷的量低于橄榄岩,但与玄武岩和橄榄岩混合物相当。这是因为玄武岩的单斜辉石蚀变后形成富铁的透辉石(~8.1%FeO),透辉石的Fe以Fe2+为主,这降低了Fe3+和氢气的量。以上表明,橄榄岩的蛇纹石化不同于橄榄石和斜方辉石。不仅是海底热液蚀变产生氢气和甲烷,洋壳俯冲过程中地幔楔橄榄岩蛇纹石化也会生成氢气和甲烷,但由于洋壳玄武岩的加入,氢气和甲烷的量会远小于橄榄岩蚀变时的量。     

华南李家沱剖面寒武纪纽芬兰世海水氧化还原性质演化及其驱动因素

大气-海洋含氧量的演化对埃迪卡拉纪-寒武纪转折期的后生动物大爆发事件具有重要影响.为探讨寒武纪纽芬兰世中国南方海洋氧化还原性质的演化及其初级生产力、海水硫酸盐浓度等演化驱动因素, 分析了李家沱剖面纽芬兰世留茶坡组和小烟溪组微量元素、有机碳含量、有机碳同位素、总硫含量、黄铁矿硫同位素等.该剖面沉积于斜坡-盆地环境且出露齐全.该剖面上V/Sc、Th/U及Mo、U、V、Ni、Cu等元素的富集系数呈现出5个变化旋回, 其中留茶坡组中上部和小烟溪组中部各存在一氧化环境段, 其余层段处于缺氧环境, 而Re/Mo则显示仅在小烟溪组中部水体出现过短暂的氧化环境和含有游离H₂S的硫化环境, 其余层段处于没有游离H₂S的缺氧非硫化环境.Ba、Ni、Cu、Zn、Cd等微量元素的富集系数及TOC表明: 留茶坡组的有机质沉降量和埋藏量都明显小于上覆小烟溪组; 而在小烟溪组中, 其中部有机质的沉降量和埋藏量最低, 下部最高, 上部次之.TOC/TS、TS以及黄铁矿硫同位素的垂向演化趋势等都显示李家沱剖面纽芬兰世大都处于低海水硫酸盐浓度环境.低海水硫酸盐浓度是造成李家沱剖面纽芬兰世缺氧水体未富集游离H₂S的主要原因.大气含氧量的升高是导致李家沱剖面小烟溪组中部出现短暂氧化环境以及近硫化环境的主要原因.      

河流离岸排放污染物二维浓度分布特性分析

从河流移流扩散二维简化方程的解析解出发,考虑两岸边界反射作用,通过离岸排放条件下的系列计算实验、浓度图谱绘制、数学归纳和分析整理,提出了以相对离岸距离a'(=排放口离近侧河岸的距离a/河宽B)为自变量的宽阔与中宽河段的分类线x_1.2'方程;提出了断面最大浓度轴线的定义、分段方程以及简化分段条件,给出了最大浓度轴线x轴段与弯曲段的分段线x_e'方程、弯曲段与靠岸段的临界线x_k'方程以及断面最大相对浓度沿程分布的分段简化计算公式,提出了河流中心线和两岸线上相对浓度沿程分布的计算公式,为河流水环境影响预测与评价提供了理论支持.     

增温、施氮、CO2浓度升高对羊草(C3)、芦苇(C4)植硅体组合的影响

研究未来全球变暖和氮沉降下C3、C4植物植硅体的变化规律,对松嫩草原优势群落演替方向的预判、古植被及古气候的重建和全球环境变化的预测等工作具有重要意义.本文选取松嫩草原的优势物种羊草(Leymus chinensis,C3)和芦苇(Phragmites communis,C4),对其进行模拟增温、施氮、CO2浓度升高处理,研究叶片部位植硅体的组合规律及形态变化特征,试图寻找在改变某一单一环境要素条件下,C3、C4植物所含各类型植硅体百分含量及形态的变化规律,以探究C3、C4植物植硅体对不同环境因素响应的异同.结果显示:CO2浓度升高、增温对羊草植硅体发育具有促进作用,对芦苇植硅体发育起抑制作用;氮素过高对羊草和芦苇植硅体的发育都不利,但增温能减轻施氮对羊草植硅体的负面效应.棒型、板型、方型、块状、蜂窝状植硅体对模拟增温、施氮、CO2浓度升高反应敏感,可作为指示环境变化的新指标.     

中国近地面PM2.5浓度与排放的时空分布及其关联分析

PM_2.5是威胁人体健康的主要大气污染物之一。大量研究关注近地面PM_2.5浓度的监测及其时空分布,但目前针对PM_2.5排放及其与近地面浓度之间的关联研究较为缺乏。本文通过2000—2014年近地面PM_2.5浓度格网数据和PM_2.5排放格网数据,采用长时间序列分析法对PM_2.5浓度和PM_2.5排放从定性和定量两个角度进行时空变化趋势对比研究,并进一步结合标准差椭圆法和趋势分析法,分析了我国近地面PM_2.5浓度和PM_2.5排放的时空变化特征及其关联。结果表明,从总体时间序列趋势上,近地面PM_2.5浓度和PM_2.5排放之间在空间分布上基本呈现一致性,集中在胡焕庸线以东的人口密集区,但在时间上,PM_2.5浓度和排放之间存在动态变化时间差。且PM_2.5浓度的变化更为明显,2000—2007年高于35 μg/m³的国土面积占比增加了14.26%,2007—2014年减少了2.84%;从标准差椭圆分析来看,PM_2.5浓度椭圆和排放椭圆在覆盖面积和方位角上与人口和经济分布吻合,但前者面积更大,长轴更接近于东西方向,二者存在约17°差异,而两类椭圆的中心位置随时间变化呈现出较一致的轨迹特征并呈现出滞后特点;此外,受大气扩散、点源排放等因素影响,PM_2.5浓度变化趋势与排放变化趋势在胡焕庸线以东并不完全一致,部分区域排放呈降低趋势而浓度则反而呈升高趋势。因此,从全国层面来看,减排政策对浓度降低在时间上虽存在滞后,但边际效益显著,并已显露成效;而从局地来看,受地形、气象条件和大气化学过程等复杂影响,二者的变化在空间上仍会存在差异,有待进一步深入研究;从防控措施来看,在继续加强落实本地减排政策的同时,应考虑污染物的扩散迁移规律,加强联防联控,有效改善空气质量。     

贵州普定县人居环境气候条件分析

利用普定国家气象观测站1971年1月1日-2022年2月28日逐日平均气压、平均气温、平均相对湿度、平均风速、降水量等气象资料以及普定县空气污染物日均浓度、空气质量指数（AQI）等资料,运用人体舒适度指数、气象要素与污染物浓度的相关性、人体舒适度与空气质量相关性分析方法,分析普定县近50a的人居环境气候条件。结果表明：普定县平均气温、平均风速以及日照时数呈增加趋势,相对湿度、降水量以及气压呈降低趋势。常年体感主要为凉（3级）～最舒适（5级）之间,全年体感无寒冷及酷热等级,且体感舒适（含凉舒适及最舒适）月份主要为4-10月,占全年58%。普定县气温上升、风速增大、气压下降的趋势有利于污染物浓度降低,空气质量好,而相对湿度降低、降水量减少的趋势不利于污染物浓度降低,影响空气质量。普定县空气质量以4-5月、7-11月为优,且其四季空气质量均为优,表明空气质量好,人体舒适度高,适宜人居。     

风速和植被对内蒙古地区沙尘天气影响的数值模拟

利用WRF-Chem模拟研究了植被覆盖率和风速对内蒙古地区一次沙尘过程起沙、输送及沙尘粒径分布的量化影响。同时基于内蒙古地区119个国家站1991—2020年沙尘日数据及中国全球大气再分析数据统计了内蒙古地区1991—2020年沙尘天气频数、风速及植被覆盖率时空分布。结果表明,内蒙古地区1991—2020年沙尘天气频数减小,植被覆盖增加,纬向（经向）风在内蒙古沙尘多发区显著减小。植被覆盖增加对沙尘的影响强于风速减小：植被覆盖率增加5%与风速减小30%对起沙的削减相当,且植被和风速均对沙源地小粒径沙尘的削减作用更强。因此植树造林可以选在细沙粒为主的半荒漠化地区优先开始,在保护原生植被和合理利用水资源的基础上,植树造林最终使植被覆盖率增加10%～15%即可。     

乌鲁木齐市“煤改气”对SO_2浓度空间变化的影响

乌鲁木齐市冬季采暖期大气污染严重,SO2浓度呈现不断增加的趋势,超标频率逐年增多,已成为不容忽视的环境问题。2012年乌鲁木齐市实施"煤改气"工程,旨在改善乌鲁木齐市的大气环境质量。工程的实施是否对SO2浓度的控制起到决定性的作用?文中选用改造后的冬季采暖期(10月15日~翌年4月15日),采用Thermo Scientific TEOM 1405-F连续监测仪对SO2日均浓度值进行不间断的监测采样,并对"煤改气"前后城市不同区域的SO2日均浓度变化进行了分析。结果显示:"煤改气"对SO2浓度的降低效果显著,但降低幅度在区域间存在差异,"煤改气"前冬季SO2日均浓度普遍存在超标国家二级环境质量标准的现象,全市不同区域超标率在25%~40%之间;"煤改气"工程实施后,冬季SO2日均浓度在空间上呈现出由南向北逐渐增加的态势,市南(中)区SO2日均浓度基本达标,而北面SO2浓度虽有降低,但超标频率依然较高,值得当地政府在环境治理过程中关注。