海洋软土基础工程钢结构的腐蚀风险评价

海洋软土基础工程的腐蚀性检测指标和评价按照《公路工程地质勘察规范》或《岩土工程勘察规范》。然而,无论对于钢管桩,还是混凝土管桩接头,规范都没有考虑溶解氧、生物厌氧菌等腐蚀因素。为了提高海洋工程管桩基础的耐久性设计水平,文章针对典型的海洋软土土质特征,通过观察缺氧环境下钢材腐蚀电位变化规律,分析了海洋沉积淤泥质土中钢结构的腐蚀风险,提出了海洋环境下基础工程钢结构（钢管桩及混凝土管桩接头）微生物腐蚀和电化学腐蚀机理。文章认为硫酸盐还原菌腐蚀评价在三沙海洋工程建设的地质勘察中不可或缺,该检测项目应该列入国家标准。     

大气模式估算的东亚区域人为硫酸盐和黑碳气溶胶辐射强迫及其时间变化特征

本文利用大气环流模式及大气化学模式所得气溶胶资料,估算了相对1850s时期硫酸盐和黑碳气溶胶引起的全球及东亚区域人为辐射强迫,重点分析其在东亚区域的季节和长期变化特征.结果表明,就当前全球年平均全天空而言,人为硫酸盐气溶胶对大气顶的直接和云反照率强迫分别为-0.37和-0.98 W·m-2,黑碳气溶胶对大气顶和整层大气的辐射强迫值为0.16和0.47 W·m-2;中国东部区域是目前上述气溶胶辐射强迫最强的区域,硫酸盐的直接和间接辐射强迫分别超过-2.0和-4.0 W·m-2,黑碳对大气顶和整层大气的直接辐射强迫分别可达2.0和5.0W·m-2;估算的东亚区域上述气溶胶辐射强迫仍在不断增强,峰值预计出现在2010s时段,而且中国东部较强的辐射强迫还可能维持至2030s左右;在未来中、高排放情景下,东亚区域以上两种气溶胶预计对全球气溶胶辐射强迫有更大的贡献.分析还表明,夏季东亚区域较强的水汽会增强吸湿性硫酸盐气溶胶的光学厚度和晴空直接辐射强迫;云的作用一方面会强化东亚区域全天空条件下大气顶黑碳的辐射强迫,另一方面会影响硫酸盐气溶胶间接云反照率强迫的季节变化;上述气候特征的差异使得东亚区域的气溶胶辐射强迫表现出与欧美区域有所不同的特征.本文所用的气溶胶资料与模式气象场的偏差会给气溶胶辐射强迫计算带来一些不确定性,进一步改进气候模式中气溶胶过程、水汽和云等气象场的模拟将有助于获得更为合理的区域气溶胶辐射强迫估算结果.     

不同吸湿性的气溶胶对云和降水影响研究进展

气溶胶、云、降水相互关系是现今大气科学的前沿领域。本文总体概括了气溶胶作为云凝结核和冰核,对云宏微观物理特性及降水的影响原理研究的主要成果。并根据气溶胶自身化学性质的吸湿性,从吸湿性气溶胶和非吸湿性气溶胶两方面,重点探讨了模拟研究中,硫酸盐、海盐、沙尘、黑碳气溶胶对于云和降水的影响,以及各类气溶胶与其它类型气溶胶相比,作用于云降水的不同方式。提出之前研究工作的不足,以期为今后该方向的研究提供一些思路。      

Characteristics of Anthropogenic Sulfate and Carbonaceous Aerosols over East Asia： Regional Modeling and Observation

The authors present spatial and temporal characteristics of anthropogenic sulfate and carbonaceous aerosols over East Asia using a 3-D coupled regional climate-chemistry-aerosol model, and compare the simulation with the limited aerosol observations over the region. The aerosol module consists of SO2, SO4^2-, hydrophobic and hydrophilic black carbon （BC） and organic carbon compounds （OC）, including emission, advections, dry and wet deposition, and chemical production and conversion. The simulated patterns of SO2 are closely tied to its emission rate, with sharp gradients between the highly polluted regions and more rural areas. Chemical conversion （especially in the aqueous phase） and dry deposition remove 60% and 30% of the total SO2 emission, respectively. The SO4^2- shows less horizontal gradient and seasonality than SO2, with wet deposition （60%） and export （27%） being two major sinks. Carbonaceous aerosols are spatially smoother than sulfur species. The aging process transforms more than 80% of hydrophobic BC and OC to hydrophilic components, which are removed by wet deposition （60%） and export （30%）. The simulated spatial and seasonal SO4^2-, BC and OC aerosol concentrations and total aerosol optical depth are generally consistent with the observations in rural areas over East Asia, with lower bias in simulated OC aerosols, likely due to the underestimation of anthropogenic OC emissions and missing treatment of secondary organic carbon. The results suggest that our model is a useful tool for characterizing the anthropogenic aerosol cycle and for assessing its potential climatic and environmental effects in future studies.     

南海北部陆坡沉积物硫酸盐-甲烷反应界面深度的空间变化及其对甲烷水合物赋存状态差异性的指示意义

海洋沉积物中的硫酸盐-甲烷反应界面（SMI）的深度变化能够指示下伏甲烷水合物的赋存状态。本文通过对南海北部陆坡天然气水合物潜在分布区沉积物间隙水化学和自生碳酸盐氧、碳同位素组成资料系统分析和对比,探讨了南海北部陆坡沉积物的SMI深度空间变化对下伏甲烷水合物的赋存状态的指示意义。结果表明,南海北部陆坡沉积物的SMI的深度呈现出从西南-东北变浅的趋势,这一趋势与自生碳酸盐的碳同位素组成揭示的甲烷释放量增大趋势有很好的对应关系,进而表明在南海北部陆坡从西南-东北甲烷水合物的埋藏深度变浅或者甲烷水合物的分解程度增大。     

微生物成因鲕粒研究进展

鲕粒岩在古气候、古环境,以及古海洋领域有着独特的研究价值,然而学术界对于鲕粒成因目前仍没有统一认识.近年来,随着鲕粒形成过程中微生物诱导矿化证据的不断丰富,广为接受的"无机成因"观点正不断受到挑战.本论文从历史和当前视角,回顾了从"藻类参与"到"细菌参与",以及现在"有机矿化过程"在微生物成因鲕粒研究方面的历程,对鲕粒...     

微生物白云岩形成机理、识别标志及存在的问题

关于白云岩成因,前人提出了多种机理,但许多机理并没有过硬的证据,难以令人信服.近些年的研究表明,白云石借助微生物的作用在常温下可以沉淀出来,形成微生物白云岩.模拟实验证明了这种机理的正确性.微生物白云岩的发现表明,自然界中可以存在原生白云岩,因此具有重要科学意义.实验表明,多种微生物可形成白云岩.文章主要描述了其中4类...     

重大地质转折期的碳、硫循环与环境演变

碳、硫在表层储库和地质储库以不同的形式相互转换,在这个过程中都伴随着一定的同位素分馏。碳同位素的分馏主要受到光合作用以及海水溶解无机碳与大气CO2交换的控制,而硫同位素的分馏则主要受控于硫酸盐细菌还原作用。表层储库碳、硫同位素的组成通过地质作用被很好地保存在地质储库中,因此通过对地质储库中碳、硫同位素的分析和研究,可以很好地了解地球各圈层相互作用的规律,重塑地质历史特别是重大关键转折时期的演化过程。同时文中借助一些碳、硫同位素应用实例,进一步加深理解影响碳、硫同位素组成和变化的原因,以提高对不同时期全球环境变化的认知程度。     

Fe~(2+)活化过硫酸盐在石油污染土壤中修复实验研究

硫酸根自由基的高级氧化技术以高效率、污染少等优点被广泛用于环境污染治理。本文以实际石油污染土壤为对象,运用该体系对土壤进行修复研究,分别从Na_2S_2O_8/Fe~(2+)摩尔比、体系pH值、Na_2S_2O_8/Fe~(2+)投加量等方面开展了实验研究。实验表明:当Na_2S_2O_8/Fe2+摩尔比为2∶3时,石油污染物的降解效果最好,体系的pH值对降解效果影响不大,1 g土壤中浓度为0.1 mol/L的过硫酸钠和硫酸亚铁溶液的最佳加入量为2 m L、3 m L时,对土壤的降解效果最为明显,故每吨污染土壤的添加量大约为2×10~6m L、3×10~6m L。     

热化学硫酸盐还原作用(TSR)与贵州汞(金锑)矿床成因机制再探讨——从黔东锰矿古天然气渗漏沉积成矿理论得到的启示

受黔东地区南华纪锰矿的古天然气渗漏成矿理论启示,在研究贵州典型汞矿成矿作用的地球化学机理的基础上,本文将热化学硫酸盐还原反应(TSR)引入成矿过程。提出富含汞(包括气态汞)、还原硫、Cl^-的含矿—运矿流体与含汞围岩相互作用,进一步论证推断深部油气藏的圈闭体系和围岩都可能是汞的重要来源。在较高温度条件下,有油气(烃类)参与的硫酸盐热化学还原作用是还原硫(H_2S、HS^-、S^2-)的主要来源,而油气(烃类)在成矿作用中发挥了还原剂的重要作用。含矿的热流体(藏)渗漏或者喷溢,同时又溶解流经围岩中以辰砂、单质汞等形式存在的汞,转变为可溶解的汞—硫配合物而运移,在系统从封闭转为开放的构造作用下,气体组分逸失,在还原硫浓度m(S^2-)降低、Eh升高、pH降低、压力和温度降低以及盐度降低等物理化学条件下成矿。类比研究显示,贵州一些金、锑等金属矿床具有与此类汞矿床类似的成矿机理。故20世纪80年代以来的这类(汞、金、锑)金属矿床的沉积—改造成因及作者提出的相关地球化学机理应当加以适当修正。