中性环境中微生物介导下的厌氧铁氧化及生物矿化效应

铁是地球上最丰富也是生物圈利用最频繁的过渡金属元素。它是许多细胞化合物的组成成分,参与了众多的生理功能。在自然界中,随着水体pH和化学组分(如氧浓度)的不同,铁的存在形式和循环途径也大不相同(图1),它既能形成稳定的二价铁化学组分,也能形成稳定的三价铁化学组分。在有氧情况     

我国海岸潟湖卫星遥感分类方法研究

参照Landsat-5TM和HJ-1CCD遥感影像,依据实地踏勘资料及解译经验,分析各种海岸潟湖地貌学成因和发育演变阶段,提出基于潟湖地貌学成因的遥感分类方法。并将我国海岸潟湖划分为滨外坝型、沙坝型、沙嘴型、湾顶坝型、连岛坝型和河口型共6种地貌类型。建立基于发育演变阶段的潟湖遥感分类标准,将海岸潟湖分为青壮年期、老年期和死亡期共3个发育演变过程;结合潟湖在影像中的特征,以近红外、红、绿波段组合后的假彩色影像为例,从色彩、纹理、地物邻接关系等方面建立不同潟湖类型的遥感解译标志;根据所建立的遥感解译标志,对山东省53个海岸潟湖进行遥感分类验证,结果吻合。     

海底裸置与埋置管线自沉过程对比研究

海底管线是海洋油气输运系统的重要组成成分,其稳定性和安全性尤为重要。通过有限元软件ABAQUS,应用Mohr-Coulomb模型,模拟海底裸置与埋置管线自沉过程。通过平衡初始地应力,设置管土接触,考虑重力和浮力作用,进行土体固结分析,计算裸置与埋置管线的土体与管线竖直位移,并进行管线悬跨研究。计算结果显示,对于裸置管线,参数的改变使土体更容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量更大;对于埋置管线,当管线埋深较浅、管线上方土体重量不大时,参数的改变使管线平均密度与周围土体密度相差越大土体越容易发生塑性屈服,土体的竖直位移量越大。当管线悬空时,悬跨长度过大易使管线两端支撑土体被压溃,管线易产生大变形而失稳,因此在管线安装与维护过程中,一定要采取措施降低悬跨长度,保证管线运营安全。     

夏季珠江口外近海沉积物/水界面营养盐的交换通量

基于2002年夏季(7月)对珠江口外近海的生态环境调查,获取了该海域沉积物间隙水的营养盐剖面资料,估算了沉积物/水界面的营养盐交换通量,并且与实验测定的沉积物/水界面交换通量进行了对比。结果表明,沉积有机质在厌氧环境下降解大大提高了间隙水中的铵盐、磷酸盐和硅酸盐含量,导致这些营养盐总体上从沉积物内部向沉积物/水界面转移。但在该界面附近,铵盐被不同程度地硝化,所形成的硝酸盐又被不同程度地反硝化;磷酸盐和硅酸盐交换通量则受到自生矿物沉淀与溶解、吸附与解吸作用的影响,因此营养盐的净交换通量是各种物理、化学和生物作用的综合结果。模拟实验研究显示,该海区NH4+、NO3-、NO2-、PO43-和SiO44-的沉积物/水界面交换通量分别为-0.197—1.93、-0.558—0.178、-0.064—-0.009、-0.079—0.126和-6.89—7.00 mmol.(m2.d)-1。根据营养盐剖面资料计算的交换通量不仅很小,交换通量方向也往往与实验结果不符。     

冲绳海槽热液柱动力过程的数值模拟

本文以冲绳海槽伊平屋北部热液区(126o53.80′,27o45.50′)的现场水文数据作为背景条件,使用k-ε湍流模型模拟热液柱的动力过程。模拟计算得到的羽流速度、温度和湍流耗散率等基本物理量展现了热液柱的时空演化过程。模拟结果显示,羽流最大上升高度及中性浮力面高度与海底的距离分别为83.62m和68.97m,和2014年先导专项在此附近热液区所观测的温度异常和盐度异常的深度位置(离海底约66—86m)接近。羽流的上升速度满足高斯分布,其半径b与距喷口高度z-H成正比:b=0.0985(z-H),其中z为距海底高度,H为热液烟囱体的高度。羽流的最大体积通量比喷口的初始值增加了878倍,达1.034m~3/s;在中性浮力面位置附近,动量通量达到最大值,为0.156m~4/s~2,比初始值增加了882倍;浮力通量在中性浮力面以下和BM2000(Bloomfield et al,2000)理论模型符合良好,在中性浮力面以上则呈现随高度先增加后减小的特征。本文计算得到的平均卷挟率为α≈0.0807,与背景流较弱的热液区的声学现场观测结果相符。     

海洋微塑料物理迁移过程研究进展与展望

微塑料作为一种新型污染物, 在海洋中广泛分布, 给海洋生态系统带来潜在的生态风险。充分认识海洋微塑料迁移途径和归趋行为, 掌握其运移规律及影响因素, 能够为治理海洋微塑料污染提供理论指导和科学依据。本文综述了微塑料在海洋中物理迁移过程的研究进展, 系统分析了影响微塑料运移过程的各种影响因素, 包括风、浪、流等海洋动力过程, 生物作用和塑料的粒径、形状等物理性质; 并对该领域未来的研究工作进行了展望。     

面向作战任务的战场环境仿真过程对象模型

针对目前战场环境仿真系统与指控系统之间互操作性还不完善,需要构建一种面向作战任务的战场环境仿真过程模型来有效解析指控系统的关键信息需求。分析了仿真过程结构化特征,采用面向对象的方法构建仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立仿真过程的逻辑语义模型;定义仿真过程对象数据结构,构建任务驱动下的仿真过程数据映射模型。最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证其合理性与可扩展性。     

类钠Ni17+离子双电子复合过程理论研究

使用基于相对论多组态方法的FAC程序,研究了类钠Ni¹⁷⁺(3s)离子通过双激发态Ni¹⁶⁺(3pnl,3dnl)(Δn=0激发)的双电子复合过程,得到了态选择的双电子复合截面和速率系数,并与文献中的实验和理论数据进行了对比.结果发现,计算通过3p_3/210l和3p_1/211l共振态的双电子复合积分截面在实验误差范围内与实验测量     

台湾海峡西南部海域春季悬浮体及沉积物来源与输运机制

台湾海峡作为连接东海和南海的重要通道,其悬浮体和沉积物的来源和输运格局非常复杂。2005年4~5月利用带有浊度传感器和荧光传感器的SD204型CTD对台湾海峡西南部海域627个站位的悬浮体特性进行了综合调查,并采集了底层沉积物。在室内分别利用英国Marlvern公司生产的Mastersizer 2000型激光粒度仪和德国ELEMENTOR公司生产的ELEMENTOR varioELIII型元素分析仪对表层沉积物进行了粒度分析和沉积物碳、氮含量测定,结果表明,台湾海峡西南部海域春季受粤东沿岸流、韩江冲淡水、九龙江冲淡水及台湾海峡混合水影响,其中粤东沿岸流在向北输运过程中影响强度逐渐减弱,韩江冲淡水影响范围较大,并且在西南季风的控制下向东北方向输运;长时间尺度的沉积物输运格局表明,近岸沉积物由岸向海输运,远海地区沉积物由海向岸输运,并且在汕尾南部海域、南澳岛东南部海域形成了沉积物的汇聚区,沉积物以陆源为主;表层沉积物的输运过程受控于区域内水团、悬浮体分布及运动格局;在春季上升流形成早期尽管叶绿素荧光值相对较低,但其对表层沉积物的输运过程起着非常重要的控制作用。     

团聚-分散行为对悬浮液Zeta电位的影响

试验研究了NaCl和CaCl22种电解质加入量对不同粒径玻璃微珠(S1,S2,S3)和蒙脱石(M0)悬浮液Zeta电位的影响,以考察颗粒性质、颗粒粒径和电解质对Zeta电位和悬浮液稳定性(分散或团聚)的影响。试验结果表明,粒径较大的玻璃微珠S1和S2悬浮液Zeta电位随电解质的增加而逐渐增加,与文献中的描述基本一致;但粒径较小的玻璃微珠S3和蒙脱石M0悬浮液的Zeta电位随电解质的增加呈现出一些异常的变化,特别是在零电点附近发生了剧烈波动。分析S3和M0悬浮液Zeta电位出现异常变化的原因,可能是微细颗粒在零电点附近发生了较为明显的分散-团聚-再分散过程,团聚或分散过程又反过来影响到悬浮液的Zeta电位和粒度分布。