Simulated Impacts of Sulfate and Nitrate Aerosol Formation on Surface-Layer Ozone Concentrations in China

The authors quantify the impacts of sulfate and nitrate aerosol formation on surface-layer 03 concentrations over China using the one-way nested-grid capa- bility of the global three-dimensional Goddard Earth Ob- serving System chemical transport model （GEOS-Chem）. Chemical reactions associated with sulfate formation are simulated to generally increase 03 concentrations in China. Over the North China Plain （NCP） and the Si- chuan Basin （SCB）, where simulated sulfate concentra- tions are the largest, ozone concentrations show maximum increases in spring by 1.8 ppbv （3.2%） in the NCP and by 2.6 ppbv （3.7%） in the SCB. On the contrary, nitrate formation is simulated to reduce 03 concentrations by up to 1.0 ppbv in eastern China, with the largest reduc- tions of 1.0 ppbv （1.4%） in summer over the NCE Ac- counting for the formation of both sulfate and nitrate, the surface-layer O3 concentrations over a large fraction of eastern China are simulated to increase in winter, spring, and autumn, dominated by the impact of sulfate forma- tion, but to decrease in summer because of the dominant contribution from nitrate formation.     

高浓硫酸盐溶液中氯离子汞量法的改进

结合标准加入法,对高浓硫酸盐样品中低浓度氯离子测定的经典汞量法进行了改进。实验证实,改进后的汞量法能更好地用于高浓硫酸盐样品中低浓度的氯离子定量测定,具有终点颜色突变明显,测定结果准确可靠,实验操作十分简便,有利于节约实验时间和成本等优点。     

川东北飞仙关组甲烷为主的TSR及其同位素分馏作用

川东北开江-梁平陆棚东北侧飞仙关组多孔鲕粒白云岩中发生了以甲烷为主的热化学硫酸盐还原作用(TSR),产生高达20%的H₂S;而西南侧鲕粒灰岩以低孔、低H₂S天然气为特征。东北侧白云岩主要发育白云石粒间溶孔或粒间扩大溶孔,这些溶孔可与方解石(δ¹³C=-10‰~-19‰)、储层沥青、元素硫、黄铁矿和石英紧密共生,可分布于片状储层沥青与白云石晶体之间,说明白云石溶解作用发生在沥青形成以后。白云石的溶解作用导致现今天然气以无机CO₂为主,δ¹³C_CO2主要介于-2‰~+2‰之间。这种溶解作用是在酸性条件下,硬石膏或天青石参与下发生的,可能先产生MgSO₄配对离子,而后MgSO₄又与甲烷反应产生H₂S,净增大了孔隙。研究还发现,普光气田及以东天然气的来源不同于河坝和元坝天然气;对普光气田及以东天然气分析显示,甲烷δ¹³C值与残余烃含量 之间存在对数相关关系。这表明TSR过程中,甲烷同位素分馏作用遵从封闭体系下瑞利分馏原理。据此计算显示,渡4井约有15%甲烷被氧化了。     

海洋环境中甲烷厌氧氧化机理及环境效应

作为全球碳循环的重要环节之一,甲烷厌氧氧化作用（Anaerobic Oxidation of Methane,AOM）不仅是微生物生态学领域最具科学魅力、充满学术争议的问题之一,也是调节地质历史时期地球环境和气候变化的重要因素之一。近年来,针对包括海洋在内的各种环境中的AOM展开了大量的研究,然而迄今为止,对该反应的运作机制仍缺乏足够了解,其中包括该作用对海洋环境和气候系统在过去、现在和未来的影响机理和程度问题,这说明对于甲烷最重要汇的了解还存在着盲区。以现代海洋地质环境中的AOM为研究对象,综述了其产生机理、反应底物、电子受体、以及涉及到其中的微生物等方面的最新研究成果,探讨了该作用对于地球环境、气候的影响意义及地质学启示,并尝试展望了需要进一步研究的几点方向,希望藉此能引起广大研究者的兴趣与重视。     

长江干流丰水期河水硫酸盐同位素组成特征及其来源解析

碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与碳循环的关系是全球碳循环研究中最为关注的科学问题之一, 其关键问题是识别硫酸盐来源.通过分析长江干流丰水期SO₄2-浓度及其硫、氧同位素组成特征, 探讨长江硫酸盐的来源及其主要控制因素.长江河水SO₄2-含量呈现逐年增加的趋势, 并且年增幅度逐渐加大.δ34S_SO4和δ18O_SO4变化范围为-3.5‰~5.6‰和3.7‰~9.2‰, 二者呈现显著的线性负相关关系.δ18O_SO4值从上游到下游的增加趋势受长江水δ18O_H2O值的空间组成特征的影响.研究表明, 大气降水(酸雨)和硫化物氧化是控制长江干流丰水期河水硫、氧同位素组成及其来源的主要机制, 为研究长江流域化学风化侵蚀作用和碳循环过程提供重要的理论依据.      

神狐海域Site4B表层沉积物中脂肪酸组成及其碳同位素分布特征

通过对神狐海域表层5个沉积物样品进行脂肪酸组成及其碳同位素分布特征测试和研究,结果表明总脂肪酸含量分布为5.14~8.99 μg/g,碳数分布范围从C₁₂到C₃₂,类型包括正构饱和脂肪酸、支链脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和类异戊二烯酸等计48种;样品中饱和的短链脂肪酸主要来自细菌与浮游生物,而长链饱和脂肪酸来自陆源高等植物,其比例表明研究海域中海洋细菌与浮游生物输入量远远大于陆源高等植物的输入。支链脂肪酸10me16:0与单不饱和脂肪酸18:1ω9、16:1ω9主要来自硫酸盐还原菌,而单不饱和脂肪酸16:1ω7很大可能来源于硫氧化菌,比较相对含量得出神狐海域表层沉积物为还原环境。样品中检测出8种类异戊二烯酸,主要是植烷酸和17,21-ββ二升藿烷酸,及少量的姥鲛酸,推测为叶绿素a和细菌微生物的共同贡献。     

东亚地区云和地表反照率对硫酸盐直接辐射强迫的影响

文中利用区域气候模式深入探讨了东亚地区云及地表反照率对硫酸盐直接辐射强迫的影响 ,同时定量估算了东亚地区云区气溶胶的直接辐射强迫 ,讨论了硫酸盐对地表和大气短波辐射平衡产生的不同影响。研究表明 :云对气溶胶的直接辐射强迫具有很强的减弱作用 ,这种减弱作用不仅取决于云覆盖份数 ,而且取决于云的光学厚度。就区域平均而言 ,文中模拟的东亚地区气溶胶直接辐射强迫为 - 0 .0 97W /m2 ,占总直接辐射强迫的 10 .4%左右。表明云对硫酸盐直接辐射具有很强的减弱作用 ,在估算其总的直接辐射强迫时 ,云区的贡献不可忽视。较高的地表反照率会减弱硫酸盐的直接辐射强迫 ,而较低地表反照率则会增加硫酸盐的辐射强迫。硫酸盐气溶胶对大气辐射平衡影响非常小 ,但对地表辐射平衡产生重要影响 ,影响程度与大气几乎一致。     

Thermochemical Sulfate Reduction in the Tazhong District,Tarim Basin,Northeast China: Evidence from Formation Water and Natural Gas Geochemistry

<正>Systematic analyses of the formation water and natural gas geochemistry in the Central Uplift of the Tarim Basin(CUTB) show that gas invasion at the late stage is accompanied by an increase of the contents of H_2S and CO_2 in natural gas,by the forming of the high total dissolved solids formation water,by an increase of the content of HCO_3~-,relative to Cl~-,by an increase of the 2nd family ions(Ca~(2+),Mg~(2+),Sr~(2+) and Ba~(2+)) and by a decrease of the content of SO_4~(2-),relative to Cl~-.The above phenomena can be explained only by way of thermochemical sulfate reduction(TSR).TSR often occurs in the transition zone of oil and water and is often described in the following reaction formula:ΣCH+CaSO_4+H-_2O→H_2S+CO_2+CaCO_3.(1) Dissolved SO_4~(2-) in the formation water is consumed in the above reaction,when H_2S and CO_2 are generated,resulting in a decrease of SO_4~(2-) in the formation water and an increase of both H_2S and CO_2 in the natural gas.If formation water exists, the generated CO_2 will go on reacting with the carbonate to form bicarbonate,which can be dissolved in the formation water,thus resulting in the enrichment of Ca~(2+) and HCO_3~-.The above reaction can be described by the following equation:CO_2+H_2O+CaCO_3→Ca~(2+)+2HCO_3~-.The stratigraphic temperatures of the Cambrian and lower Ordovician in CUTB exceeded 120℃,which is the minimum for TSR to occur.At the same time,dolomitization,which might be a direct result of TSR,has been found in both the Cambrian and the lower Ordovician.The above evidence indicates that TSR is in an active reaction,providing a novel way to reevaluate the exploration potentials of natural gas in this district.     

西南太平洋汤加岛弧的海底火山和高温热液喷发

西太平洋中大多数已知的高温热液喷发都出现在洋内弧后环境中,如劳海盆、北斐济海盆和马里亚纳海沟.在弧前的海底火山上已经发现了热液喷发和相应的矿床,其中许多火山还在排气,并有释放到海底的岩浆挥发物的证据,但是只在水深超过1 km的最深的塌陷火山口发现了黑烟喷口、典型深洋中脊和弧后扩张中心.本文描述了汤加岛弧浅海底火山上首次发现的高温热液喷发和大面积的硫化物-硫酸盐烟道.     

锌赤铁矾的再研究

锌赤铁矾是一种含Zn~(2+)和Fe~(3+)的硫酸盐矿物,属赤铁矾族。本文在前人工作的基础上,对锌赤铁矾进行了重新研究。所得结果不仅补充了锌赤铁矾的穆斯堡尔谱、红外吸收光谱和可见吸收光谱等数据,而且修正了前人所得出的基础矿物学某些结论,如矿物的解理、光性和差热分析结果等。同时把锌赤铁矾与赤铁矾的主要性质和特征做了对比。