岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究     

蓝高勇  汪智军  殷建军  唐伟  吴夏  杨会 《岩矿测试》2021,(5):720-730

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_2),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_2脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_2脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1～C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ~(13)C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_2分压、电导率、Ca~(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_2脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18～C26段,长约2.1km,坡度1°),溪水各水化学指标和δ~(13)C_(DIC)变化较小,指示CO_2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_2脱气。溪流CO_2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_2量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。  相似文献   

哈尔滨市地下水中29种抗生素分布特征研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

马健生  王卓  张泽宇  刘强  李丽君 《岩矿测试》2021,(6):944-953

当前对抗生素滥用监管及其研究正在加强,近年来中国主要水域中抗生素均有不同程度的检出,地表水及地下水中抗生素的污染状况持续受到关注。因进入环境中的抗生素种类繁多、结构复杂,一般实验室难以实现同时分析多种类抗生素。本文在哈尔滨市共采集地下水样品26组,采样范围包括人口密集、工业生产、农畜业等生活生产地区。利用超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱联用技术分析了样品中的磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、β-内酰胺类、四环素类、林可酰胺类等6大类共29种典型抗生素含量,研究了哈尔滨市地下水中典型抗生素的检出及分布状况。结果表明：①哈尔滨市地下水中6大类典型抗生素均有不同程度检出,其中以磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、四环素类为主,检出率分别为61.5%、46.2%、42.3%、38.5%;②哈尔滨市地下水检出的抗生素含量范围在0.02～612ng/L之间,其中磺胺噻唑、磺胺嘧啶、林可霉素检出的最高浓度超过100ng/L,相比于国内外部分地区（如中国北京、天津,西班牙巴塞罗那）喹诺酮类整体含量偏低;③检出抗生素含量较高的采样点位主要分布在城市的中部、南部和东部地区,这些区域也是该市人口相对密集区,且附近普遍分布有制药厂、家禽牲畜养殖厂、城市排污口等。由此揭示了哈尔滨市城市地下水中抗生素分布特征受人类生产生活活动影响且具有明显的相关性。  相似文献   

河南洛阳市土壤和农作物中钼分布规律与影响因素研究     

夏炎  宋延斌  侯进凯  赵瑞  王喜宽 《岩矿测试》2021,(6):820-832

钼是人体和农作物必需的有益元素,具有防癌抗癌作用。由于不同地区土壤中钼含量和土壤酸碱性的不同,农作物中钼含量有很大差异,同时不同农作物对钼的吸收也不相同。研究不同农作物中钼富集规律可以为健康地质发展、富钼农产品开发、功能农业发展、种植结构调整提供依据。本文以洛阳市硒资源详查区及其他农业种植区为研究区,通过采集22种大田种植的农作物及其根系土,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土壤和农作物钼含量,研究了不同农作物钼含量特征及其影响因素。结果表明：洛阳市土壤钼含量较高,是中国土壤富钼特色地区。绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是富集钼的主要农作物,钼平均含量>9mg/kg,富集系数>500%,属于钼的超富集农作物。芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽钼含量较高,钼含量均值介于0.446～2.437mg/kg,富集系数介于40%～300%,属于富钼农作物。辣椒、大蒜、红薯、秋葵的钼含量介于0.1～0.3mg/kg,富集系数介于10%～30%,属于高钼农作物。苹果、梨、葡萄、石榴、樱桃与中药材银条的钼含量<0.05mg/kg,富集系数<5%,是低钼农作物。大多数农作物钼含量与根系土钼含量呈正相关,而苹果、葡萄、石榴、樱桃等水果钼含量与根系土钼含量呈负相关。研究揭示了在碱性环境下土壤中的钼更容易被农作物吸收。区内农作物与中国其他地区相比均呈富钼特征,是开发富钼农业产业的有利地区。依据不同农作物钼含量,选择出绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是研究区特色富钼农产品,芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽是富钼农产品,辣椒、大蒜、红薯、秋葵属于高钼农作物。本成果为研究区富钼农产品开发、调整种植结构提供了科学依据。  相似文献   

2010—2020年黄河下游河南典型灌区浅层地下水中砷和氟的演化特征及变化机制     

任宇  曹文庚  潘登  王帅  李泽岩  李谨丞 《岩矿测试》2021,(6):846-859

黄河下游典型灌区河南段是豫北平原重要的农业种植区。该地区浅层水质整体较差,因常用于作物灌溉或家畜饮用,会对人体健康产生风险,因此对该地区地下水中砷与氟浓度变化特征和机制的研究将有助于提高对该地区地下水污染的认识水平。本文基于2010年和2020年在灌区范围内采集的327组浅层地下水样品,研究区内地下水砷和氟分布情况,并在此基础上对比研究十年间灌区浅层地下水中砷、氟的演化特征,探索分析砷与氟浓度及空间变化机制。研究结果表明：该地区浅层地下水中存在砷与氟超标问题,2020年浅层地下水中高砷（砷浓度大于10μg/L）和高氟（氟浓度大于1mg/L）的样品数量分别占总数的26.1%和26.06%。高砷水分布在太行山前洼地与黄河冲积平原等泥沙互层结构的沉积环境中,还原性较强,同时地下水径流不畅,较强的阳离子交换作用使得其所处环境中Ca²⁺浓度较高。近十年间砷浓度增加的水样占总数31.8%,砷浓度减少的水样占36.7%。砷浓度的增长（减少）是地下水还原性增强（减弱）使得锰氧化物溶解释放（吸附）导致。近十年间不同地区农业灌溉和水源置换等用水方式导致水位变化是引起砷浓度变化的潜在因素。高氟水主要分布在河南新乡与濮阳的黄河沿线,氟离子浓度受到沉积物中萤石等钙质矿物溶解影响,使得高氟地下水出现在低钙环境中。近十年间研究区中氟离子浓度减少的占总数60.2%,氟离子浓度增加的占32.1%,整体变化趋势向好,但是高氟区中氟离子浓度继续增加。氟浓度的变化同样受到Ca²⁺变化影响,在Ca²⁺浓度降低（升高）时氟浓度进一步升高（降低）。地下水中氟升高地区分布在黄河沿线,因此受到黄河水补给影响较大,地下水径流条件较好,阳离子交换作用减弱,使得Ca²⁺浓度降低,此时地下水中砷浓度受到环境影响而降低,因此研究区氟增加地区中砷与氟的分布和演化呈现反向关系。  相似文献   

积雪变化对中国森林凋落物分解影响研究进展     

张鹏  孙鸿儒  贾丙瑞 《冰川冻土》2021,43(6):1840-1847

森林凋落物的分解对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有重要意义,并受到不同积雪厚度下冻融格局的影响。冻融期（包括冻结过程期、完全冻结期、融化过程期）是冻土区凋落物分解的重要时期,该时期分解的凋落物量约占全年分解总量的一半。积雪减少通常会导致土壤温度降低、冻融循环次数增加,进而影响凋落物分解。通过综述近10年来积雪变化对我国森林凋落物分解影响的研究成果发现,积雪厚度减少在冻融期通常会抑制凋落物质量损失、碳元素释放和纤维素降解,生长季则起到促进作用,从全年来看多数表现为抑制作用。因此,冻融作用造成凋落物的物理破坏,对其分解的促进作用主要发生在后续生长季。积雪厚度减少在冻融期通常抑制氮元素释放,生长季和全年则无明显规律;磷元素和木质素目前研究还存在很大差异。最后,进一步阐述了积雪变化对凋落物分解影响研究存在的问题及未来研究发展方向。  相似文献   

CSAMT与AMT数据“拼接”处理——以湖南仁里铌钽矿床7号剖面为例     

刘俊峰  程云涛  邓志强  周芳春  曹创华  刘翔  曾美强  李杰  黄志彪  陈虎 《物探与化探》2021,(1):68-75

音频大地电磁测深(AMT)与可控源音频大地电磁测深(CSAMT)均为深部勘查常用方法。AMT方法采集频带较宽,但存在“死频带”,在“死频带”范围无法完全得到地质体响应。CSAMT信噪比高,但通常受发射功率的限制,收发距离一般放置不够远,容易过早进入“近区”。本文展示了将两种方法数据拼接组合的一种处理方式:首先在前人理论研究的基础上,利用CSAMT和AMT均匀半空间模型进行了正演计算,结果表明,CSAMT远区与AMT数据拼接具有可行性;选择湖南仁里铌钽矿床7号剖面的野外实测数据进行实验,将同测点位置的CSAMT远区数据和AMT同测点同模式数据相“拼接”,合成新AMT数据;最后进行反演,反演结果与钻探结果对应较好,表明该方法具有一定的效果。  相似文献   

Inter‐laboratory Characterisation of Apatite Reference Materials for Chlorine Isotope Analysis     

Alicja Wudarska  Ewa S&#x;aby  Michael Wiedenbeck  Jaime D. Barnes  Magali Bonifacie  Neil C. Sturchio  Grard Bardoux  Frdric Couffignal  Johannes Glodny  Linnea Heraty  Timm John  Christof Kusebauch  Sathish Mayanna  Franziska D. H. Wilke  Ewa Deput 《Geostandards and Geoanalytical Research》2021,45(1):121-142

Here we report on a set of six apatite reference materials (chlorapatites MGMH#133648, TUBAF#38 and fluorapatites MGMH#128441A, TUBAF#37, 40, 50) which we have characterised for their chlorine isotope ratios; these RMs span a range of Cl mass fractions within the apatite Ca₁₀(PO₄)₆(F,Cl,OH)₂ solid solution series. Numerous apatite specimens, obtained from mineralogical collections, were initially screened for ³⁷Cl/³⁵Cl homogeneity using SIMS followed by δ³⁷Cl characterisation by gas source mass spectrometry using both dual‐inlet and continuous‐flow modes. We also report major and key trace element compositions as determined by EPMA. The repeatability of our SIMS results was better than ± 0.10‰ (1s) for the five samples with > 0.5 % m/m Cl and ± 0.19‰ (1s) for the low Cl abundance material (0.27% m/m). We also observed a small, but significant crystal orientation effect of 0.38‰ between the mean ³⁷Cl/³⁵Cl ratios measured on three oriented apatite fragments. Furthermore, the results of GS‐IRMS analyses show small but systematic offset of δ³⁷Cl_SMOC values between the three laboratories. Nonetheless, all studied samples have comparable chlorine isotope compositions, with mean 10³δ³⁷Cl_SMOC values between +0.09 and +0.42 and in all cases with 1s ≤ ± 0.25.  相似文献   

不同地质建造类型的生态环境功能特征——以西昌地区为例     

张腾蛟  刘洪  欧阳渊  张景华  张振杰  李樋 《中国地质调查》2021,7(6):35-49

地质建造背景可以直接反映该地区的形成演化过程、物质组成和地理条件,直接或间接地影响基岩上的生态环境。小范围内生态环境效应由地质建造直接控制,再由不同的气候条件、人类活动进行改造。土壤中的营养元素基本继承于母岩,而气候条件和人类活动同样会对土壤的物理性质、化学性质形成扰动。以中国地质调查局生态地质调查工程之大凉山区生态地质调查项目为依托,以沉积建造特征、空间分布、大地构造属性等因素为基础,将西昌地区划分为11个地质建造单元。通过详细的野外调查和数据分析,对西昌地区不同地质建造单元进行研究,认为建造单元上的生态地质环境存在明显的差异性,地质建造背景直接制约了成土母质及土壤的物理化学性质,营养元素在成土母质和土壤之间的迁移存在明显的继承性。同时,不同的地质建造单元和不同的地理地貌特征共同决定了不同地质建造单元的生态功能属性。研究成果为下一步开展生态地质调查提供依据和思路。  相似文献   

2015年11月沈阳地区一次PM2.5重污染过程综合分析     

杨磊  陈传雷  曹世腾  孙丽  崔曜鹏  蒋超  黄海亮  陈宇  杨雪 《气象与环境学报》2019,35(3):37-44

利用多源观测资料综合分析了2015年11月沈阳地区一次PM2.5 重污染天气的气象条件、垂直风场演变、大气边界层特征以及污染物的来源。结果表明:本次重污染过程中,沈阳市区PM2.5浓度长达81h超过250μg · m^-3 ,其中峰值浓度达到1287μg · m^-3 ,重污染期间PM2.5 /PM10 的比例最高为90%。受地面倒槽和黄淮气旋影响,近地面层持续存在的逆温层、高相对湿度和弱偏北风为颗粒物吸湿增长和长时间聚集提供有利的天气条件。风廓线雷达风场资料显示在重污染期间,近地面层存在弱风速区、凌乱风场和弱下沉气流。利用风廓线雷达资料计算了边界层通风量(Ventilation Index,VI)和局地环流指数(Recirculation,R),边界层通风量VI和PM2.5 存在明显的负相关,非污染日VI是重污染日的2倍,局地环流指数R在重污染天气前大于0.9,而在污染期间部分空间R小于0.8。通过后向轨迹模式和火点监测资料分析发现,沈阳上空300m高度气团来自于生物质燃烧区域,而且沈阳地区NO2和CO浓度的变化与PM2.5一致,说明本次重污染过程也可能和生物质燃烧有关。  相似文献   

碎屑重矿物组成对南天山白垩纪-新近纪剥蚀去顶过程的指示   总被引：6，自引：1，他引：5  

李双建  石永红  王清晨 《地质学报》2006,80(2):217-226

通过对天山南缘库车坳陷内白垩系—新近系砂岩中碎屑石榴子石的电子探针分析,可以将石榴子石分为3部分,分别是高锰铝榴石组份的石榴子石、与西南天山高压变质岩中石榴子石组成相似的石榴子石和富铁镁铝榴石组份的石榴子石。与白垩系相比,古近系和新近系砂岩中的富锰铝榴石组份的石榴子石所占比例减少,而富铁镁铝榴石组份的石榴子石含量增加。白垩系砂岩中含有高压变质岩来源的多硅白云母和蓝闪石,而且与西南天山高压变质岩中石榴子石组成相似的碎屑石榴子石在白垩系中含量也较高,而随着地层时代的变新,与西南天山高压变质岩中石榴子石组成相似的碎屑石榴子石在地层中的含量减少。根据现今南天山水系的分析,西南天山高压变质岩在最高隆起带以北,已经不能向库车坳陷提供物源。这些研究结果说明,古近纪和新近纪以来,南天山逆冲带与西南天山含高压变质岩体的古生代俯冲杂岩之间存在差异隆升,南天山的快速隆升遮挡了西南天山高压变质岩对库车坳陷的物质贡献。  相似文献