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虽然地球海底地热通量在全球热能收支平衡中所占的比例非常低,在目前的海洋气候模式开发中也并没有将其包含在内,但是由于海底地热通量可以持续改变海洋的浮力而影响海水层结,进而影响海洋温度分布以及环流等海洋水文要素,并且可以进一步影响海水的化学性质、碳氮的分布循环以及生物分布等,因此其对海洋环流和气候变化长期影响的潜在可能性仍不能完全排除。在通用地球系统耦合模式(CESM)的基础上,通过在全球大洋中脊区域持续加入1 W/m2的地热通量的方式运行了长达5 000年的数值模拟实验,模式结果显示:海底地热通量对深层海洋的物理性质和全球海洋环流的长期影响是不可忽略的;受地热通量的局地加热效应影响,大洋深层3 000~3 500 m总体升温约0.4℃;在南大洋和北大西洋的深层水形成区域,海洋深层的增温信号可以影响到表层海洋。北大西洋深层水和南极底层水形成增强,并且模拟的北大西洋深层水的深度加深,更符合观测结果。 相似文献
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土壤中镉(Cd)被作物吸收的程度及其生态风险取决于土壤中Cd的赋存形态,基于Cd有效形态的污染土壤风险评价及在此基础上制订污染土壤修复安全阈值是Cd污染农田土壤风险评价和治理亟待解决的问题。目前针对土壤中重金属有效态的化学浸提方法较多,但缺乏针对不同性质土壤中有效态Cd的普适性浸提方法已成为Cd污染土壤风险评价技术瓶颈。本研究采集了全国9个不同性质农田土壤,以水稻、小白菜和玉米为测试作物,通过外源添加方法制备Cd污染土壤,结合土壤培养和盆栽实验,测定了5种常用化学浸提方法,包括中性无机盐浸提方法(CaCl2浸提法)、弱酸浸提法(HCl浸提法)、络合螯合剂浸提方法(DTPA和ETPA浸提法)和组合浸提方法(Mehlich-3(M3)浸提法)对不同性质土壤中有效态Cd浸提效果及其与作物Cd吸收的量化关系,筛选适用于不同性质土壤中有效态Cd的通用浸提方法。结果表明,不同化学浸提法提取的土壤有效态Cd含量间具有显著差异,不同浸提方法对土壤中Cd的浸提率(%)为DTPA≈EDTA≈HCl> M3≈CaCl2。不同化学浸提态Cd与作物Cd吸收的相关... 相似文献
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随着我国经济社会的快速发展,土壤重金属的超标问题越来越突出,尤其是Cd。土壤Cd活动性受到各种因素的影响,但成土母质对土壤Cd活动性影响的研究成果还鲜有报道。以珠江三角洲为研究区,系统采集了由第四纪沉积物、酸性侵入岩和陆源碎屑岩3种不同成土母质发育形成的水稻土样品235件,查明了土壤理化特征,探讨了Cd全量及其活动态的影响因素。结果表明：不同成土母质发育形成的水稻土理化性质、Cd全量及其活动态的影响因素存在差异。第四纪沉积物发育形成的水稻土CaO、K2O、Na2O、TFe2O3、阳离子交换量(CEC)、pH、有机质、黏粒平均含量显著高于酸性侵入岩和陆源碎屑岩,Cd超标最为严重,不同方法提取的Cd活动态含量也最高;陆源碎屑岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性均强于其他两类成土母质;酸性侵入岩发育形成的水稻土中Cd全量与土壤理化指标的相关性较弱。Cd全量对其活动态含量有重要影响,此外,第四纪沉积物发育的水稻土中Cd活动态含量与pH、有机质和TFe2O3 相似文献
4.
纳米二氧化钛(nTiO2)被广泛应用于去除水体中的重金属。磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子,能够对重金属离子在nTiO2上的吸附特征产生影响。本文聚焦磷酸盐存在条件下nTiO2胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度。通过批量吸附实验考察不同水化学条件下(离子强度和共存阴离子),磷酸盐对nTiO2胶体颗粒吸附水体中Zn2+和Cd2+特征的影响规律。采用经典吸附等温线模型对实验数据进行拟合,并结合纳米颗粒的Zeta电位和粒径变化等表征手段揭示了相关吸附机制。研究发现：(1)磷酸盐的存在能有效地增强重金属在nTiO2上的吸附,Zn2+和Cd2+的最大吸附量分别由121.1mg/g和84.7mg/g增加至588.3mg/g和434.8mg/g,增加了3... 相似文献
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在对皖北任楼矿煤系含水层地下水常规离子和稀土元素组成分析的基础上,运用Visual Minteq软件对溶解态稀土的无机形态进行了模拟。结果表明:煤系含水层地下水分为富SO42-和富HCO3-(或富CO32-)两类,二者pH值大致以8.20/8.36为界。富SO42-水具有相对富HCO3-水偏低的稀土总量,但二者在PAAS(后太古代平均页岩)标准化图解上均表现为轻稀土亏损的型式。富SO42-水中稀土无机形态包括Ln3+、LnCO3+、LnSO4+、Ln(CO3)2-和Ln(SO4)2-(Ln代表稀土元素),但富HCO3-水中以Ln(CO3)2-和LnCO3+为主,且各形态的相对含量与pH值和元素类型(如轻、重稀土)关系密切。HCO3-含量与地下水∑REE和/NdSN/YbSN存在明显的相关性,表明不同含量的稀土元素无机形态(尤其是Ln(CO3)2-)对地下水中稀土元素总量和轻重稀土分异程度存在影响。 相似文献
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环境同位素硫在大同南寒武-奥陶系地下水资源研究中的应用 总被引：14，自引：4，他引：10
对山西大同口泉沟南寒武-奥陶系碳酸盐岩地下水(岩溶水)资源的开发研究中,利用不同价态硫富集34S的不同以及硫同位素分馏,主要是硫酸盐和硫化物中δ34S(SO42-)、δ34S(HS-)的变化,分析了岩溶水的来源,区分出表征循环交替和补给条件的三种地下水类型和环境,识别出口泉南水文地质区内各个地下水子系统及其相互关系。对岩溶水开发中泉域划分问题,使用硫同位素之间的关系,并结合硫酸盐中氧同位素δ18O(SO42-)以及14C关系,表明本区与相邻的两泉域相互独立。岩溶水中δ34S(SO42-)、δ34S(HS-)和δ18O(SO42-)有很大变幅,神头泉Z1岩溶水有罕见的异常值。 相似文献
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为有效控制湖泊内源营养盐的释放,探讨了不同物理改良措施(覆沙、底质疏松)对沉积物-水界面营养盐的释放通量控制效果。利用原位孔隙水采样技术(Peeper)来获得沉积物孔隙水剖面,对改良后湿地沉积物孔隙水营养盐的垂向分布及其扩散通量进行了研究。结果发现,改良后沉积含水率、孔隙率分别提高了91%和54%。水土界面附近,随剖面深度增加,孔隙水中PO43-、NH4+、NO3-及NO2-浓度分布符合指数关系,PO43-、NH4+在8 cm左右达到最大值。种植芦苇后沉积物孔隙水中PO43-、NH4+均有不同程度的下降,改良措施能有效降低表层弱结合态磷在总磷中比例但增加铁磷的比例,种植芦苇可强化这一效应。运用Fick第一定律对剖面孔隙水营养盐的扩散通量进行估算,发现沉积物经疏松后,NH4+、PO43-的扩散通量由57.47~72.19μg/(m2·d)和2.55~3.21μg/(m2·d)变为-95.54~-130.94μg/(m2·d)和1.50~2.05μg/(m2·d),可考虑疏松沉积物-水界面附近沉积物来作为控制湖泊内源污染的有效手段之一。 相似文献
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《沉积地球化学应用讲座》编写组 《沉积与特提斯地质》1989,9(2):44-51
六、海洋沉积物中的REE 现代海洋沉积物中的生物组分和自生成因组分直接来自海水。这些组分中REE的分配情况可以说明海水和沉积物相互作用过程中REE的分馏作用。 (一)REE在海洋生物相中的分布海洋生物相主要是指海洋浮游生物的碳酸盐介壳、大陆架沉积物中产出的贝壳遗骸、大洋热带水域生长的珊瑚礁、具硅质骨架深水硅藻、放射虫以及磷酸盐质鱼骨等。 Spim(1965)测量了大西洋中不同品种的有孔虫中的REE,发现它们的REE配分型式与 相似文献
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新近纪南海深层水的增氧与分层 总被引：1，自引：0，他引：1
综合南海ODP1148站、1146站和1143站沉积物物性、底栖有孔虫、同位素等资料, 探讨早中新世以来南海深层水的演化特征.结果表明, 在21~17Ma、15~10Ma和1~5Ma3个时间段分别对应3个富含红褐色粘土的岩性单元, 其红色参数(a*) 增高指示南海深层水中溶解氧含量的增加.对比发现, 前两阶段的深层水增氧与南极底层水和北大西洋组合水增强有关, 说明10Ma前南海与外地的底层水基本是相互连通的.10Ma以后, 南海深层水溶解氧降低, 同时分别处于下深层水的1148站和上深层水的1146站之间的CaCO3含量变化加大, 喜氧底栖有孔虫减少, 底栖δ13C在10Ma大幅度减轻, 说明南海当时的深层水受大洋深层水的控制减弱.推测主要是南海海盆自16~15Ma停止扩张以后, 南海逐渐关闭引起本地深层水开始形成的缘故.从6Ma左右开始出现大量的太平洋底层水和深层水的底栖有孔虫标志种, 1148站和1146站在5~3Ma期间的CaCO3含量之差达到40%, 标志南海深层水最大分异期.除了全球气候变冷、北半球结冰引起太平洋深层水扩张的影响之外, 南海海盆由于更强烈向东俯冲而进一步下沉也可能是原因之一.3Ma以来南海深层水演化进入现代模式, 两站之间的CaCO3含量之差稳定在10%左右, 厌氧底栖种丰度增加.太平洋底层水和深层水的标志种相继在1.2Ma和0.9Ma大量减少, 底栖δ13C也同时大幅度变轻到新近纪的最低值, 表明太平洋底层水的影响基本消失, 太平洋深层水的影响也大大减弱.因此, 标准现代模式的南海深层水, 推测主要由于“中更新世气候转型”时期巴士海峡下面的海槛抬升到接近目前~2600m的深度时, 才开始形成. 相似文献
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《地球科学进展》2017,(12)
南北极在全球海平面变化和碳循环中扮演着关键角色,并蕴藏着地球如何从新生代初期的温室转向现代冰室演变过程的关键信息,因而成为地球科学研究的热点地区。极地地质钻探计划(如DSDP/ODP/IODP/ICDP)研究所取得的成就令人瞩目,刷新了人类对过去全球变化的认识,成为探究地球气候系统演化的一个窗口。通过这些钻探计划,发现了新生代以来气候变冷,南北极冰盖几乎同时形成;揭示了南极冰盖形成和陆地风化的加剧,导致南极中深层水和底层水的生产加速并向北推进,造成全球大洋环流的重大变化;南大洋对大气CO_2的调控作用、全球大洋深部循环、营养盐的分布和海洋生产力等多方面在不同时间尺度上都发挥着重要作用;检验了南北极冰盖形成和消融与海平面变化的关系,为人类预测未来海平面变化提供了历史依据。未来的南北极国际大洋发现(IODP)计划将继续关注于极地冰盖的演变历史、南大洋古海洋学演变历史,追踪北极海—陆环境的联系及其对全球气候的影响。这些结果将对未来全球气候预测提供重要的参考和边界条件。 相似文献
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中国第二次北极科学考察路线上温室气体瓶采样结果分析 总被引：2，自引：0，他引：2
用气相色谱和非红外色散分析方法,分析了中国第二次北极科学考察路线上采集到的气体样品中温室气体(CO2和CH4)的浓度,对不同纬度带上CO2和CH4平均浓度变化特征进行了研究.结果表明:海洋表面不同纬度带上CO2的浓度呈现出随纬度升高而减小的趋势,这与全球范围内CO2的年平均浓度的地理分布特征相反,显示了海洋对CO2气体的吸收作用.45°N以北的海洋表面,CH4浓度有随纬度升高而增大的趋势,这与全球范围内CH4的年平均浓度的地理分布特征相同;中纬度近海岸地区温室气体浓度变化无明显规律,可能受到区域或局地气团的影响较大. 相似文献
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《地球科学进展》2017,(12)
等积体是海洋沉积最重要的类型之一,通常记录了长期的高分辨率古环境和古海洋演化信息,同时对海洋工程和油气开发等领域具有重要意义。通过对全球大洋进行钻探取芯和地球物理勘探,国际大洋钻探计划,尤其是最新阶段的"综合大洋钻探计划(IODP)"和"国际大洋发现计划(IODP)",在理解等积体的全球分布特征及其揭示的古环境和古海洋演化信息方面做出了巨大的贡献。研究显示,等积体在全球大洋中的空间分布主要受大洋深层环流的影响,但在特定海区的沉积和分布则受到构造活动、深层海流强度和沉积物供应等多种因素的影响。全球深层海流强度的变迁则受到气候变化,如新生代全球变冷、北半球冰盖扩张、季风强度演变以及构造活动和水团来源等因素的影响,不同海区的主要影响因素也有所不同。 相似文献
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《地球科学进展》2016,(4)
南大洋因具有较强的CO_2吸收能力,其海洋酸化问题较全球其他海域尤为突出。文石饱和度(Ω_(文石))作为衡量海洋酸化状况的指标之一,在评估海洋钙质生物的生存环境中发挥着重要的作用。然而,由于南大洋复杂的气候环境,在这一区域开展海洋酸化和Ω_(文石)的研究异常困难。因此,为了便于今后在南极周边海域开展海洋酸化的研究,了解南大洋海洋酸化的现状,对南极周边海域Ω_(文石)的研究进行了概述。南大洋表层海水Ω_(文石)具有明显的时空分布特征,主要体现为近岸海域Ω_(文石)值一般低于开阔大洋海域,且具有夏季高、冬季低的季节变化特征。在垂向分布上,海水Ω_(文石)值呈现由表层向深层递减的趋势。此外,由于受到深层水团的通风和涌升的影响,南大洋Ω_(文石)等值线深度随纬度升高而变浅。海水Ω_(文石)受海冰融化、海—气CO_2交换、浮游植物活动以及水文等诸多因素的共同控制。最后,对南大洋未来海洋酸化的变化趋势进行展望,提出亟需解决的科学问题。 相似文献
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为了系统地探讨洞庭湖平原土壤铅(Pb)活动性特征及其影响因素,本次研究在常德市、益阳市、株洲市共采集了110件水稻根系土样品,讨论了土壤Pb活动态含量和活动系数与有机质、pH值、阳离子交换量(CEC)等土壤理化性质的相关性,并据此建立了Pb活动态含量和活动系数的预测模型。研究结果表明:土壤Pb含量、pH值、有机质含量、CEC和风化程度都是影响Pb活动态含量及活动系数的主要因素。pH值、CEC和有机质含量都会影响土壤缓冲能力,进而影响Pb的活动性。土壤Cd含量和Zn/Pb值也与Pb活动态含量有显著相关性;在不同的浓度梯度内,Cd与Pb的交互作用不同;土壤具有较高的Zn/Pb 值时,Pb活动态含量较低。采用逐步回归法建立了土壤Pb活动态含量以及活动系数的预测模型,土壤Pb活动态含量用土壤pH、Pb含量、CEC和Na2O/K2O值进行预测,活动态系数用pH、CEC、SiO2/Al2O3值进行预测,预测效果均较好。 相似文献
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稀土开采本质上是利用离子交换作用将稀土元素从矿物(黏土矿物、铁(氢)氧化物)表面解吸下来的过程,厘清不同类型矿物对稀土元素浸出的影响,对于提高开采效率至关重要。(NH4)2SO4溶液是稀土元素浸矿时的常用提取剂,SO42-可以通过与稀土元素络合、改变矿物表面电荷性质以及键桥作用等影响稀土元素在矿物表面的吸附/解吸行为,进而影响浸出效率。本研究以高岭石和水铁矿分别作为黏土矿物和铁(氢)氧化物的代表,通过向离子吸附型稀土原矿中添加不同含量(0、5%和10%)的高岭石或水铁矿,结合批量实验、X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)及原位红外光谱(in situ ATR-FTIR)等分析表征手段,模拟不同浸取剂体系(NH4Cl和(NH4)2SO4)下,矿物类型对稀土元素浸取的影响。结果表明,在空白对照组中(未添加高岭石和水铁矿),NH4Cl浸出稀土... 相似文献
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太原盆地地下水系统水化学特征及形成演化机制 总被引：5，自引：4，他引：1
在对太原盆地水文地质进行详细调查基础上,集成应用水化学统计、水化学模拟技术,系统研究了盆地地下水水化学类型、空间分布特征,并对其形成演化机制进行了系统分析,取得了一系列新的认识。按水质类型和分布特征,盆地浅层地下水-含水层埋深小于50 m大致分为盆地边缘地带浅层淡水、盆地中心浅层咸水和浅层高矿化硫酸盐水3种类型。高矿化硫酸盐水主要是由于接受了富含硫酸根离子的周边基岩水补给所致。盆地中深层孔隙水可分为盆地边缘中深层水、盆地中心中深层水和中深层混合水3种类型。浅层地下水存在2种形成机制,一种是高矿化Ca·Mg-SO42-型岩溶水的混合补给形成,另一种高矿化水是在径流演化过程中受蒸发浓缩作用影响,使地下水矿化度不断增高而形成。自盆地边缘至中心地带,中深层地下水水化学特征具有明显的水平变化规律,在盆地中心形成2个高值区,水化学类型依次为Ca·MgHCO3→Na·CaHCO3·SO4→Na·MgHCO3·Cl→NaHCO3。
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运城盆地地下水同位素年龄特征及其演化过程和可持续利用 总被引：1，自引：0，他引：1
侯金武 《水文地质工程地质》2012,39(6):1-5
通过分析运城盆地地下水的碳同位素组成,结合水化学特征,揭示了盆地深层承压地下水的补给期为22～3 ka BP （现代碳百分比(a14C) 6~38 pmC）。浅层地下水（71~89 pmC）由现代水或现代水和老水混合组成。深层地下水氢氧同位素组成特征（δ18O~-10‰; δ2H~-70‰）表明地下老水在气候较冷的环境下受到补给,而浅层地下水的氢氧同位素组成（δ18O~-8‰; δ2H～-51‰）特征与现代西安降水组成相似。浅层地下水NO-3平均含量（31mg/L）比深层地下水（1.8 mg/L）高,硝酸盐的δ15N－δ18ONO3 组成 (0‰～5‰）揭示了硝酸盐的主要来源为综合肥料。此外,浅层地下水的TDS由于蒸散发、矿物溶解,可达8.5 g/L（平均2.0 g/L）,深层地下老水TDS可达1.8 g/L（平均1.1g/L）水质相对较好。研究区目前主要开采深层地下水,受断裂带影响,浅层地下水已经侵入中深层地下水并与之发生混合,严重影响了中深层地下水的水质。如果发生大规模的浅层地下水与中深层地下水混合,会造成中深层地下老水的NO-3、TDS等含量越来越高。 相似文献
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人类活动造成的CO2排放是全球气候变暖面临的主要挑战之一。CO2封存有望成为全世界减少碳排放份额最大的单项技术。海洋碳捕获、利用和封存(OCCUS)可以在较短时间内提供最大的碳封存能力,与其他地质封存方法相比更加安全有效。而且,多相态形式的CO2(气态、液态、固态和水合物)可以在海洋纵深尺度上实现直接注入。海洋碳封存是一项发展潜力巨大、优势明显的新兴碳封存技术,是实现大规模碳减排的重要措施之一,具有广阔的应用前景。因此,笔者等系统地阐述了海洋CO2直接注入、封存(OCS)的基本原理、技术现状、监测与评估,以及环境方面的影响,并对高效CO2注入技术,CO2泄漏的检测、防范与补救技术,以及海洋碳封存的生态后效等方面进行了展望。 相似文献
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塔里木盆地荒漠植物与表土碳同位素组成研究 总被引：2，自引：1，他引：1
表土有机质碳同位素组成(δ13Corg)反映了来自于地表各种植物δ13Corg的一个混合信息.要从沉积物δ13Corg中提取可靠的植被信息,需要系统研究现代表土有机质δ13Corg与地表植被δ13Corg的差异.初步研究了塔里木盆地主要现代植被及土壤碳同位素组成,对比不同地区土壤和地表植被δ13Corg的差异.结果表明:塔里木盆地柽柳属种群中植物与表土碳同位素组成之间存在显著相关关系,说明在干旱地区土壤中微生物和水生生物等的干扰因素可以忽略,其现代土壤的同位素组成只与地表相应的主要植被类型有关.塔里木盆地柽柳属种群中表土有机质δ13Corg值比地表植被δ13Corg值平均偏正1.71‰左右,不同于其它地区表土和地表植被δ13Corg差异(2.2‰,1‰,0.5‰)的结果,反映不同地区表土和地表植被有机质δ13Corg值差异不同.在利用沉积物δ13Corg值提取古生态植被信息时,应考虑到不同地区土壤有机质与地表植被δ13Corg值的不同差异会影响植被中C3、C4植物组成情况. 相似文献