我国岩溶地区碳汇研究进展与展望

20世纪90年代,我国率先开展了岩溶作用与碳循环研究。文章在系统总结相关研究进展的基础上,阐明岩溶碳汇的原理,提出基于地球系统科学理念的岩溶流域6种碳循环过程模式,揭示了岩溶碳汇的稳定性并回答有关学者对岩溶碳汇的质疑,从四大圈层的碳循环角度提出发掘岩溶地区碳汇潜力的新理念。在综述岩溶地区碳汇人工干预研究进展的基础上,分析了石漠化综合治理、岩溶土壤改良、水生生物固碳、加速岩溶过程等人工干预措施的碳汇潜力及研究应用方面的不足。提出了下一步岩溶流域碳汇调查研究监测和技术创新发展方向,以及固碳增汇试验示范工作思路。     

珠江流域岩石风化作用消耗大气/土壤CO2量的估算

以流域的岩性、径流量和水化学分析数据为主要资料,利用基于GIS空间分析的GEM-CO2模型,估算珠江流域陆地岩石风化作用消耗大气/土壤空气中的CO2,评价河流流域的碳汇能力。结果表明,珠江流域因岩石溶蚀和风化作用消耗大气/土壤中的CO2量为252×109 mol·a-1(571×103 mol·km-2·a-1),从岩性分析,碳酸盐岩区大气/土壤CO2消耗量为180×109 mol·a-1(1030×103 mol·km-2·a-1),占总量的71.4%。二级流域以西江流域CO2消耗量最大,占珠江流域总CO2消耗量79.4%,北江、东江分别占总量的13.0%、4.9%。珠江流域大气/土壤CO2消耗量大约为世界大河流域平均值的2.3倍。     

硅钼蓝分光光度法测定钛铁矿中二氧化硅不确定度评定

对硅钼蓝分光光度法测定钛铁矿中SiO2含量的不确定度进行评估,建立了数学模型,认为测量过程中不确定度主要来源于标准物质、样品制备、曲线拟合,以及重复实验产生的不确定度.当SiO2平均含量为0.67%时,评定其扩展不确定度为0.05%(k=2).     

钛铁矿中二氧化硅的硅钼蓝分光光度法测定

用氢氧化钠-过氧化钠混合熔剂分解样品，酸提取后加入亚硫酸钠水浴加热消除过氧化氢和大量钛的干扰，硅钼蓝分光光度法快速测定钛铁矿中二氧化硅的含量。经国家一级标准物质分析验证，结果与标准值相符，相对标准偏差（RSD，n=7）为0．34％～2．24％。     

硅酸盐岩石中硅的流动注射分析

本文研究了用流动注射-光度法测定硅酸盐岩石中硅的实验条件,建立了一个可靠的测定高含量硅的方法,精密度和准确度良好。对标准参考岩石样品分析结果与推荐值吻合。     

An integrated analysis of air pollution from US coal-fired power plants

The United States is one of the world's leaders in electricity production, generating about 4116 billion kWh in 2021, of which coal accounted for 21.8% of the total. This study applies an integrated approach using both terrestrial and satellite data to specifically examine emissions from coal-fired power plants and its spatial extent. The study also highlights the effectiveness of government policies to reduce emissions. It was found that emission of pollutants from the country's energy sector has been steadily declining, with annual emissions of sulfur dioxide (SO₂) and nitrogen oxides (NO_x) decreasing from the US electric power sector between 1990 and 2020 by 93.4% and 84.8%, respectively, and carbon dioxide (CO₂) by 37% between 2007 and 2020. Although overall emissions from coal-fired power plants are declining, some individual plants have yet to install environmental equipment to control emissions. According to US government data, major emitters of SO₂, NO_x, and CO₂ in the US are the Martin Lake power plant in East Texas, the Labadie power plant near St. Louis, Missouri, and the James H Miller Jr plant near Birmingham, Alabama. This study also integrates TROPOMI satellite data to detect point emissions from individual power plants. While the highest levels of measured pollutants were over the country's major cities and areas of fossil fuel extraction, TROPOMI could clearly distinguish the pollution caused by power plants in more rural areas. Although the US has made great strides in reducing emissions from coal-fired power plants, these plants still represent a major source of pollution and remain a major concern. Totally eliminating coal as a power source will be difficult with the higher power demands resulting from the transition to electric automobiles.     

CO2泄漏停止后天然条件下浅层含水层的自我修复能力评价

由于盖层中可能存在未知断层和裂隙或被废弃井穿透,储存于深部地层的CO₂会发生向上运移泄漏影响浅层地下水水质,在天然流场的作用下,受影响含水层在泄漏停止后,可能表现出一定的自我修复能力。以美国某野外试验场地为例,以TOUGHREACT软件为平台,模拟分析当CO₂泄漏停止后含水层的自我修复能力。结果表明：CO₂泄露进入含水层会降低地下水中的pH值,从而引起地下水中碳酸盐矿物（本次研究中为方解石矿物）的溶解发生;当泄漏停止后,在天然流场的作用下,地下水中pH值逐渐回升,说明天然条件下的含水层对pH值具有一定的自我修复能力,但在修复过程中,由于沿途方解石矿物的溶解,使得地下水中Ca的浓度值逐渐升高,研究区天然流场对地下水中的Ca修复效果不佳。     

硅同位素动力学分馏的实验研究及地质应用

由于硅在自然界中没有化学阶态变化，主要呈硅氧四面体形式存在，因此硅同位素的热力学分馏很小，由此产生的硅同位素变化不大。溶液中ＳｉＯ２沉淀过程的同位素动力学分馏是引起自然界硅同位素明显变化的主要原因。本文实验测定了溶液中ＳｉＯ２沉淀过程的硅同位素动力学分馏系数α，并结合所测定的硅同位素动力学分馏系数对现代海底黑烟囱、太古代条带状磁铁石英岩、风化成因粘土矿物的δ＾３０Ｓｉ值明显偏低；浅海碳酸盐台地中硅     

硅的生物地球化学循环研究进展

生命元素硅在陆地生态系统和水生生态系统中都扮演着重要的角色。它的生物地球化学循环与全球碳循环和全球气候交化密切相关。因此,近年来逐渐成为研究的热点。本文概述了近年来国内外有关硅的生物地球化学循环的研究进展,包括陆地和海洋中硅的生物地球化学循环过程及人类活动对硅循环的影响等方面,指出日前研究中存在的问题,展望了研究的重点。     

TSR产物对碳酸盐岩储层是否具有改良作用——实验地质学的依据

采用SYS-1型碳酸盐岩溶蚀速率测定仪,选取四川东北地区5种碳酸盐岩样进行溶蚀实验,研究了三种主要TSR流体产物对碳酸盐岩的改造作用。H2S的溶蚀能力相对较强,在120℃温度下对微晶灰岩的溶蚀率可达17.09%;CO2的溶蚀能力次之;水的溶蚀作用可以忽略不计。H2S和CO2这两种酸性溶液的溶蚀能力从常温到200℃呈较强—强—弱的变化趋势,其中CO2的最大溶蚀率所处温度范围为60～90℃,H2S的最大溶蚀率所处温度范围为60～150℃。TSR产物中的酸性气体可以对储层进行改造,但不一定能够改良储层,而TSR过程中石膏向方解石的转变可以使储层孔隙度增加,从而改良储层物性。