Drying increases organic colloidal mobilization in the karst vadose zone: Evidence from a 15-year cave-monitoring study     

Jin Liao  Chaoyong Hu  Xiuli Li  Jiaoyang Ruan 《水文研究》2021,35(4):e14163

Understanding the hydrological processes of colloids within the karst vadose zone is vital to the security of karst groundwater and providing appropriate paleohydrological explanations of colloid-facilitated metals in speleothem. This study addresses the mobilization mechanisms driving colloidal organic matter (COM) transport in the karst vadose zone using a 15-year long monthly monitoring dataset from a cave drip point (HS4) in Heshang Cave, Qingjiang Valley, China. Variations in COM concentrations were reported as the fluorescence difference values of raw and filtered (<0.22 μm) samples at an excitation wavelength of 320 nm and emission wavelength of ~400 nm. A fluorescence humification index (HIX) lower than 0.8 and an autochthonous index (BIX) higher than 1.2 indicated that the origin of COM was mainly from the karst vadose zone, rather than the soil zone. The COM concentration varied from 0.001 to 0.038 Raman Unit (RU), with evident seasonal fluctuations. Rising limbs for COM values occurred prior to rising limbs within a dripwater hydrograph; moreover, the COM peak values corresponding to the beginning of the increasing hydrograph generally suggested that the mobilization of COM reflected the movement of the air–water interface (AWI) in the karst vadose zone rather than rainfall intensity or flow velocity. COM peak values were positively correlated with the antecedent drying duration and negatively correlated with HIX values. These phenomena may be explained by the increased amount of organic matter that was aggregated and absorbed on the surface of carbonate in the karst vadose zone during a longer drying duration. Moreover, the longer drying duration was also beneficial to autochthonous biological activity, which subsequently decreased the HIX value of the organic matter in the karst vadose zone. The movement of AWI and the drying duration are both controlled by the outside weather conditions. This study is therefore conducive to evaluating the security of karst groundwater in response to climate change, and challenges prevailing paleoclimate interpretations of colloid-facilitated metal abundance timeseries reported from speleothems.  相似文献   

烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法     

杜佳宗  何蓓  蔡进功  雷天柱  刘庆  谢忠怀 《高校地质学报》2020,26(5):540-548

烃源岩中的有机酸来源于有机质，但有机质具有不同的赋存形式，有机酸具有不同性质，这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系，进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上，提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在，具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型，游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸，而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法，且根据有机酸的性质选取合适的检测方法，即水溶性有机酸利用离子色谱检测，索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测，通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测，全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律，深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。  相似文献   

黔北镇远牛蹄塘组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系   总被引：1，自引：0，他引：1  

夏鹏  付勇  杨镇  郭川  黄金强  黄明勇 《地质学报》2020,94(3):947-956

通过矿物组分、主量元素、微量元素、碳氧同位素等特征，分析了黔北地区镇远县ZX井牛蹄塘组黑色页岩的岩相类型和不同岩相页岩的沉积环境及其与有机质富集间的关系。结果表明，牛蹄塘组下段以硅质页岩为主，TOC含量4. 96%~10. 10%；上段以富泥硅质页岩为主，TOC含量1. 43%~9. 04%。下段硅质页岩沉积于水流停滞的深水陆棚环境，沉积古水体为贫氧的还原状态；上段富泥硅质页岩沉积时期，仍为贫氧的还原环境，但水体滞留程度、还原性较下段硅质页岩沉积期弱。贫氧的还原环境是影响牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的主要因素，热液作用和陆源碎屑对牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的影响较小。  相似文献   

苔藓生物结皮层腐殖质组成变化特征研究          下载免费PDF全文

闫德仁  张胜男  吴振廷 《干旱区地理》2019,42(6):1354-1358

腐殖质组成是表征土壤化学性质的主要指标之一，在某种程度对评价风沙土的发育过程具有意义。采集了不同气候区沙地沙漠苔藓生物结皮层样品，采用重铬酸钾容量法和光密度法测定了苔藓结皮层腐殖质组成含量和胡敏酸吸光特性。结果表明：随着干燥指数的增加，苔藓结皮层有机质含量由14.93 g·kg^-1降低到9.89 g·kg^-1，腐殖酸总量由5.1 g·kg^-1降低到2.0 g·kg^-1，胡敏酸含量由2.9 g·kg^-1降低到 0.7 g·kg^-1，富里酸含量由2.2 g·kg^-1降低到1.3 g·kg^-1，胡敏酸与富里酸比值（HA/FA）由1.32降低到0.54，E₄/E₆比值则由4.28增加到5.83。苔藓结皮层腐殖质组成含量及胡敏酸吸光特性具有地带性变化趋势，并影响着生物结皮层及流动风沙土的发育演变过程。  相似文献   

新疆和田地区耕地面源污染生态风险评价          下载免费PDF全文

田丰收  刘新平  原伟鹏 《干旱区地理》2019,42(2):295-304

随着化肥、农膜等在农业生产中的过量投入，耕地面源污染的程度随之加重。文章选取塔里木河流域上游和田地区为研究区域，依据P-S-R框架理论，构建和田地区耕地面源污染生态风险评价指标体系，加入土壤理化数据，使用生态风险评价模型对和田地区1980 年及2016 年耕地面源污染状况进行生态风险评价，运用耕地生态风险模型、生态风险转移矩阵、Arcgis分析和田地区耕地面源污染时空分异状况。研究结论如下：和田地区1980 年耕地生态风险等级均为II级或III级，呈“中间高，两侧低”分布；2016 年耕地生态风险等级上升至IV级或V级，呈“倒W型”分布，各县耕地面源污染程度较1980 年均有较大幅度的上升，其中墨玉县和于田县在2016 年耕地生态风险等级达到最高的V级，而民丰县因自身生态环境的强脆弱性，同样需要提高关注。根据面源污染“从源头治理”的原则，应切实推进和田地区耕地生态环境保护与治理，提高政府重视程度，增强技术指导，开展试点工作，改善和田地区耕地面源污染现状。  相似文献   

Relationship Between Electrical Properties and Sedimentary Environment of the Longmaxi Formation Shale, Southern Sichuan     

YANG Kai  ZHANG Bing  WANG Xuben  HE Lanfang  YANG Hongyu  WANG Pengwan  TANG Jialin  DENG Jixin  ZHANG Cong 《《地质学报》英文版》2020,94(5):1531-1546

The Lower Silurian Longmaxi Formation in the south of Sichuan is a key player in the exploration and development of shale gas in China. Due to a highly complex topographic area, electromagnetic methods (EM) become important exploration means in this area. Many studies have been conducted on the shale mineral composition and electrical properties of shale, however, the correlation between sedimentary environments and the electrical properties of shale remain poorly understood. The electrical properties and sedimentary environment of the organic-rich shale of the Longmaxi Formation have been studied by means of X-ray diffraction, organic geochemistry, scanning electron microscopy and complex resistivity measurements. The discovered high quartz content of the Longmaxi Formation shale results in low resistivity. Deep-water shelf biogenic quartz contributes lower resistivity more than that of shallow-water terrigenous quartz. The deep-water anoxic and organic sedimentary environment led to major enrichment of pyrite, leading to a high polarization effect in shale. We present the correlation between the lithofacies types and electrical properties of Longmaxi Formation. The mixed siliceous shale lithofacies is the most favorable among the three lithofacies, which is characterized by high total organic carbon (TOC) content, high brittleness mineral content, high polarization and low resistivity (“three high and one low”). This feature is an effective identification of shale gas reservoirs by electromagnetic prospecting. Our study can provide constraints on electrical parameters of rocks for electromagnetic “sweet spot” exploration of shale gas, and so this has important geological significance to shale gas exploration and development.  相似文献   

乌鲁木齐大气混合层厚度和稳定度与大气污染的关系          下载免费PDF全文

李振杰  金莉莉  何清  缪启龙  买买提艾力·买买提依明 《干旱区地理》2019,42(3):478-491

利用乌鲁木齐市4座10层100 m梯度气象塔2013年6月~2014年4月气象观测资料和7个环境监测站[WTBX]AQI[WTBZ]资料，计算并分析了大气混合层厚度和稳定度特征，探讨了大气混合层厚度和稳定度与污染的关系。结果表明：乌鲁木齐市混合层厚度夏季郊区高、城区低，冬季从南郊—城区—北郊随地势降低依次降低；夏季和冬季分别在1 559～1 772 m和526～1 156 m之间。地面至2 km以上每500 m高度间隔统计混合层厚度，500～1 000 m出现频率最多；月变化为6～9月基本在500 m以上，且每个高度区间其概率均超过10%，10月～次年2月1 500 m以上区间概率明显减小；日变化为中午13:00～16:00达到最高值，下午和傍晚迅速下降。白天较大的感热输送提供充足的热力条件，这也体现出白天以不稳定层结为主，夜间则以稳定层结为主。大气稳定度分类结果，夏季郊区和城区不稳定（A～C类）所占比例差不多，冬季北郊稳定（E、F类）所占比较最大、城区最弱。[WTBX]AQI指数冬季最大，从南郊—城区—北郊依次增大，这与采暖期污染物多、南郊比北郊地势高有利于扩散输送有关。总体来看，乌鲁木齐大气混合层厚度空间分布与气象要素、大气稳定度、地形等密切相关，对AQI[WTBZ]指数分布有重要影响，这对近地层大气污染状况预报有着重要的指导意义。  相似文献   

基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策     

温泉  马迎群  时瑶  迟明慧  秦延文  刘志超  杨晨晨 《地学前缘》2020,27(4):332-339

总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。  相似文献   

利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中的生烃母质特征     

郑庆华  刘行军  刘乔  梁秀玲  张小龙  左琴  杨开艳  马婷  许锋 《岩矿测试》2020,39(3):442-450

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7油层组的黑色泥岩、油页岩等黑色生油岩薄片中的生烃母质,因黑色石油、沥青等黑色有机质的覆盖或不透明,导致其在偏光显微镜透射光系统下观察常局部或整体呈现为黑色。因此,建立一种黑色生油岩薄片中生烃母质有效观察的方法,对致密油、页岩油的生烃研究具有重要的理论和实际意义。本文提出了一种利用电子探针薄片和偏光显微镜的反射光系统观察黑色生油岩中生烃母质特征的方法。该方法能够克服黑色生油岩薄片中生烃母质因被黑色有机质覆盖或不透明,而在偏光显微镜的透射光系统下局部或整体呈黑色的弊端,能够对生烃母质的大小、形态、结构、分布和物质成分等特征进行整体且清晰的观察。实践表明,本文提出的利用偏光显微镜反射光系统观察黑色生油岩电子探针薄片中生烃母质特征的方法,简单有效,易在致密油、页岩油的生烃研究领域推广使用。  相似文献   

广西土壤有机质空间变异特征及其影响因素研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

钟聪  李小洁  何园燕  邱微文  李杰  张新英  胡宝清 《地理科学》2020,40(3):478-485

基于广西第二次土壤普查的270个土壤剖面资料,结合1∶50万数字化土壤类型图、土地利用类型图和气象监测数据等资料,利用地统计学和逐步回归分析等方法对广西表层土壤有机质空间变异特征及其影响因素进行了探究。结果表明：广西表层土壤有机质平均含量为3.11±2.19%,变异系数为70.72%,空间分布呈北高南低的趋势。广西表层土壤有机质空间分布受到自然和人为因素的共同影响,土壤类型、成土母质、海拔、土地利用、气候和坡度6个环境因子对全区土壤有机质含量变异的综合解释能力为47.9%。其中,土壤类型是最重要的影响因素,能独立解释其变异的36.0%,海拔和成土母质分别能独立解释28.5%和15.8%。气温对广西土壤有机质空间分布的影响比降水量更加显著,从而造成了广西土壤有机质整体呈南低北高的趋势。同时,土壤有机质对气温的敏感性在一定程度上受到降雨量的制约。此外,研究区农业耕作管理等因素对土壤有机质的影响也不容忽视。  相似文献