不同海区石英悬浮体颗粒表面微结构特征及其成因

悬浮石英颗粒表面在不同的水动力环境中会形成一些特有的表面结构,对这些特点的研究有助于理解微小颗粒在水中的行为以及沉积环境的变化。基于对在不同海区采取表层和不同深度的悬浮石英颗粒表面结构的扫描电镜的观察, 发现在水动力较强的南海海域石英颗粒表面大多呈现出机械作用成因的结构,化学溶蚀痕迹不明显;马六甲海峡、孟加拉湾南部海域、阿拉伯海东部海域站位石英颗粒表面开始出现明显的化学溶蚀痕迹,为机械-化学溶蚀作用的结果;莫克兰海沟站位表层样品石英颗粒表面化学溶蚀作用强烈,随着深度的增加,溶蚀作用减弱,200m水深以下,石英颗粒表面的结构主要为机械-化学溶蚀作用的结果。中国南海西南部3号站位、马六甲海峡北部7号站位以及孟加拉湾南部的11号站位的表层石英悬浮体颗粒较大,可以达到10μm左右,大于其他海区的石英颗粒(3～4μm)。研究海区海水中悬浮体石英颗粒大都呈现棱角状,表现为近源沉积,偶尔可见磨圆度较好且表面有新月形撞击坑,推测可能为风尘沉积。     

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。     

水力停留时间对硫自养还原高氯酸盐和硝酸盐性能的影响

以填充单质硫颗粒(S0)的生物膜反应器作为研究对象,研究了水力停留时间(HRT)变化对硫自养还原高氯酸盐(ClO-4)和硝酸盐(NO-3)性能的影响。研究结果表明,在进水NO-3-N和ClO-4分别为20mg/L和100μg/L时,在HRT从16h逐渐缩短到0.5h过程中,NO-3-N去除率能在较短时间内达到99%以上。与硫自养还原NO-3-N相比,HRT的缩短导致ClO-4去除率趋于稳定所需时间增加,说明硫自养还原NO-3-N过程先于硫自养还原ClO-4的过程。在不同HRT下未发现中间产物ClO-3和ClO-2的积累,ClO-4摩尔数减少量与Cl-摩尔数增加量比约为1∶1,出水中SO2-4的实际产生量远大于理论产生量,出水pH值范围为6.8~7.1。通过PCR-DGGE图谱和测序结果分析可知,属于α-proteobacteria菌群在反应器中占优势地位,β-proteobacteria菌群次之。其中,具有NO-3和ClO-4还原能力的Denitromonas sp.和Azospirillumsp.存在于反应器的底部、中部和上部的生物膜,能还原ClO-4的Dechloromonas sp.MissR被发现存在于反应器中部和上部的生物膜。     

西北冰洋表-底层碳动力学耦合作用的同位素(13C,234Th)指示

The coupling of upper ocean-benthic carbon dynamics in the ice-free western Arctic Ocean(the Chukchi Sea and the Canada Basin) was evaluated during the late July–early September 2003 using natural stable(13C) and radioactive(238U-234Th) isotope tracers. POC export flux estimated from 234Th/238 U disequilibria and dissolved CO2 concentration([CO2(aq)]) pointed out that the strengthened biological pump in the Chukchi Shelf have significantly lowered [CO2(aq)] and altered the magnitude of isotopic(12C/13C) fractionation during carbon fixation in the surface ocean. Further, d13 C signatures of surface sediments(d13Csed) are positively correlated to those of weighted d13 CPOC in upper ocean(d13Csed =13.64+1.56×d13CPOC, r2=0.73, p0.01), suggesting that the POC isotopic signals from upper ocean have been recorded in the sediments, partly due to the rapid export of particles as evidenced by low residence times of the highly particle-reactive 234 Th from the upper water column. It is suggested that there probably exists an upper ocean-benthic coupling of carbon dynamics, which likely assures the sedimentary d13 C record an indicator of paleo-CO2 in the western Arctic Ocean.     

CMIP5地球系统模式溶解氧模拟结果分析

本文基于常用的统计方法,通过与WOA09观测的海洋溶解氧浓度数据进行比较,定量地评估了9个CMIP5地球系统模式在历史排放试验中海洋溶解氧气候态特征的模拟能力。在海表,由于地球系统模式均能很好地模拟海表温度（SST）,模式模拟的海表溶解氧浓度分布与观测一致,模拟结果无论是全球平均浓度偏差还是均方根误差均接近0,空间相关系数与标准偏差接近1。在海洋中层以及深层这些重要水团所在的区域,各模式的模拟能力则差异较大,尤其在溶解氧低值区（OMZs）所在的500m到1000m,各模式均出现全球平均偏差、均方根误差的极大值以及空间相关系数的极小值。在海洋内部,模式偏差的原因比较复杂。经向翻转环流和颗粒有机碳通量均对模式的偏差有贡献。分析结果表明物理场偏差对溶解氧偏差的贡献较大。一些重要水团,比如北大西洋深水,南极底层水以及北太平洋中层水在极大程度上影响了溶解氧在这些海区的分布。需要指出的是,虽然在海洋内部各模式模拟的溶解氧浓度偏差较大,但是多模式平均结果却能表现出与观测较好的一致性。     

秋季东海溶解态和颗粒态氨基酸的分布与组成*

本文对2012年秋季中国东海31个站位的海水样品中溶解态氨基酸（THAA）和颗粒态氨基酸（PAA）的分布与组成进行了研究。结果表明：表层海水中溶解游离氨基酸(DFAA)的平均浓度为0.12±0.04 μmol/L (0.06~0.19 μmol/L),溶解结合氨基酸(DCAA)的平均浓度为0.61±0.51 μmol/L (0.15~1.79 μmol/L),PAA的平均浓度为0.11±0.06 μmol/L (0.02~0.27 μmol/L)。THAA的水平分布特点大致为近岸高、远岸低;PAA的水平分布特点是近岸海域向远海海域分布呈现逐渐减小的趋势。THAA的垂直分布特点是由表层向底层逐渐降低。DCAA、PAA与Chl-a有很好的相关性,而DFAA与Chl-a的相关性不明显。东海表层海水中THAA的主要组分是天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、苏氨酸及丙氨酸,PAA的主要组分是天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸及亮氨酸。在表层海水中氨基酸是作为一个整体而对海洋生物地球化学过程产生影响的。     

长江口和浙江近岸海域表层沉积物中颗粒磷的形态分布和影响因素

研究长江口和浙江近岸海域的水团流向、缺氧程度、潮汐作用以及养殖活动对表层沉积物中颗粒磷赋存形式的影响,对东海生态环境的可持续发展有着重要的意义。长江口以北和浙江近岸泥质区各存在一个缺氧中心,杭州湾属于强潮区,而象山港遍布养殖场。2018年8—9月在上述4个海域分别采集表层沉积物,采用SEDEX方法进行了颗粒磷的形态划分和含量测定。研究结果表明：在长江口外北部缺氧区和浙江近岸泥质区的南部缺氧区,由于沉积物-水界面的还原环境可以活化铁结合态磷,使之转变为生物可以直接利用的弱吸附态无机磷,因此表现出沉积物中铁结合态磷的低值和弱吸附态无机磷的高值;前者的缺氧程度高于后者,因此其铁结合态磷的含量相应更低。杭州湾和象山港海域均受潮汐作用影响,两者沉积物中磷的分布比较均匀。象山港表层沉积物中铁结合态磷含量均较低,这可能是因为养殖活动造成的水体缺氧通过潮汐活动扩散到整个港底。象山港废弃养殖场沉积物中的碎屑磷和残余有机磷含量显著低于非养殖区,可能是由于养殖活动累积的生物沉积稀释了陆源输入的碎屑颗粒。     

THE INTERACTION OF COPPER WITH GOETHITE, HEMATITE AND AMORPHOROUS IRON OXIDE IN SEAWATER

1.This paper deals with a discovery of ours-a new type of isotherm in seawater systems, which cannot be represented by the adsorption isotherm equation available at present in marine chemistry. It has two characteristics as follows: (I) the non-linear relationship between the ion exchanged amount of particulate matter and the equilibrium concentration in the initial low concentration portion of the curve, showing instead an exponental function with slight concave upward. (2) the isotherm is made up of two “S shape” curves, which intersect each othernear the middle, with one “Knee” and two“Plateaus” at the intersection.     

西藏羌塘基底变质岩系的解体和时代厘定

通过对分布于羌塘地块上茶布-查桑一带变质岩系的岩石组合、变质砾岩物源分析、变质变形特征和单颗粒锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄的综合研究表明, 除其中的硅质岩段属于三叠系外, 它的主体属于中元古界变质基底. 基底地层分别为果干加年日群和戈木日群, 它们具有不同的变质变形历史. 单颗粒锆石²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄指示出研究区附近可能存在太古代陆核的新线索, 在戈木日群中发现有1016~929和548~509 Ma的热事件年龄.     

多层砂土地基扩底桩单桩抗压模型试验及颗粒流模拟研究

利用室内半模试验和颗粒流数值模拟,揭示多层砂土地基扩底桩单桩抗压承载特性及变形特征。结果表明,通过对比分析极限承载力与H_h/D(持力层厚度与扩大头直径之比)的关系可以看出,单桩的抗压极限承载力随H_h/D逐渐增加,当H_h/D超过2.0时,极限承载力基本不再增加,此时的单桩抗压极限承载力稳定在300.01~303.25 N,是H_h/D=0.5时极限承载力(183.83 N)的1.65倍。扩大头下部土体发生局部压缩-剪切破坏,破坏面从扩大头底面边缘向斜下方扩展,在水平方向影响范围达到最大后逐渐向桩内侧收缩;荷载作用越大,地基破坏区域越大,相应的极限抗压承载力也越大;持力层厚度增加,扩大头分担的荷载比例增大,分担的荷载达到稳定需要的桩顶位移也越大,H_h=0.5 D试验扩大头分担的荷载比例稳定时为60%,对应的桩顶位移约为29 mm;桩顶位移达到33 mm后,H_h=1.0~3.0 D试验稳定在63%~65%之间;通过细观颗粒流理论对砂土移动特性的研究发现,持力层厚度从0.5 D增大至2.0 D,破坏面的起始扩展角度从31°增大至42°。数值模拟研究结果与模型试验数据吻合效果良好,证明该方法分析多层砂土地基扩底桩单桩抗压荷载传递机理是可行的。