论非生物成因天然气

从能源气体研究的角度出发,天然气通常指以甲烷为优势组分的可燃性气体.依据甲烷的形成过程可将天然气划分为:(1)生物(或细菌)气,主要指沉积物中的有机质在厌氧细菌作用下分解产生的气体;(2)热降解气,主要指沉积物中的有机质在一定的温度、压力等作用下降解产生的气体;(3)非生物气,主要指源于地球深部的原始气体,或在地球深部由无机反应合成的烃类气体.沉积物中的有机质在细菌、温度、压力等作用下可形成具商业开采价值的天然气藏的生物成因观点已被绝大多数地质学家所认可.然而,非生物成因烃类能否聚集成藏仍是地学界近百年来争论不休的重大科学论题.     

沉积物中非培养趋磁细菌与氧气关系初探

趋磁细菌沿磁场方向排列和游动的现象称之为趋磁性,它们靠感知周围化学环境变化调整其游动方向,即趋化性作用,趋磁细菌游动方式和分布是趋磁性和趋化性共同作用的结果.趋磁细菌主要富集在有氧-无氧交界带附近,趋磁-趋氧(magneto-aerotaxis)模型指出,氧气浓度决定趋磁细菌的游动方向,即对于北半球趋磁细菌,高氧环境下游动方向与磁北方向相同(北向趋磁细菌),在低氧或无氧环境下游动方向与磁北方向相反(南向趋磁细菌).趋磁-趋氧模型目前仍缺少在沉积物环境中的实验检验,沉积物环境中两种非培养趋磁细菌被用来检验其与氧气关系.趋磁细菌垂直分布形成过程中,沉积物上部形成的趋磁细菌初始峰值与氧气梯度有关,但沉积物环境趋于稳定后趋磁细菌分布向深处扩展,说明其他因素的影响.从正常氧气条件到无氧条件的过渡中,趋磁细菌分布整体移至沉积物表层,在稳定无氧条件中趋磁细菌分布向深处扩展,最终与正常氧气条件中相似,说明趋磁细菌对氧气或与氧气有关的环境变化表现出一定的适应性.趋磁细菌在低氧或无氧条件下游动方式与正常氧气条件下相似,趋磁-趋氧模型在两种趋磁细菌上并没有得到充分证实.实验结果说明,趋磁细菌在沉积物中的分布虽与氧气条件有一定联系,但可能并不是影响趋磁细菌游动方式和分布的主要因素.     

菲在等离子体下的反应及其产物的致突变性

多环芳烃一般被认为是稳定的化合物,然而近年报道,在一般环境条件下,如日光或紫外光照射下多环芳烃都能产生反应.因此多环芳烃在电场中、无声放电中以及在等离子体作用下的反应是不能忽视的。本文研究菲在等离子体作用下生成的反应产物及其致突变性。这对认识多环芳烃的污染有一定的意义。     

细菌产酶的基因调节——操纵子模型学说的提出及迄今十多年来的发展

细菌在工农业生产中起着重要的作用。它产生多种酶,而这些酶的产生受环境条件的影响。人们根据其中一些影响的不同,把酶分为三类,即:诱导酶——乳糖酶、L-阿拉伯糖酶等,它们仅在底物存在下,才能产生;阻遏酶——氨基酸、核苷酸等的生物合成系统的酶,它们的产生受这些合成终末产物的阻遏;构成酶——淀粉酶、蛋白酶等,它们的产生既不受底物的诱导,也不受催化产物的阻遏。产酶中,诱导或阻遏现象的存在,对细胞经济(cell economy)来     

类囊体膜中磷脂酰甘油向磷脂酸的转变促进光系统Ⅱ的光合电子传递活性

运用酶学方法通过氧电极极谱、聚丙烯酰胺凝胶电泳和薄层色谱技术和方法探讨了磷脂酶D处理对类囊体膜生理功能的影响. 结果表明, 磷脂酶D处理导致类囊体膜中惟一的磷脂——磷脂酰甘油(PG)发生降解, 并产生新的磷脂——磷脂酸(PA). 磷脂酰甘油向磷脂酸的转换导致类囊体膜中光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性的增加, 并使类囊体膜产生解偶联效应. 结果说明PG极性基团在维持类囊体膜的正常生理功能方面具有调控作用.     

太平洋中部锰结核及洋底软泥中发现低成熟烃类

对太平洋中部洋底锰结核及洋底软泥中氯仿抽提物的色谱-质谱分析发现, 其烃类生物标志化合物大多具低成熟特征(个别达到成熟烃特点): "A"/C高达11.4～19.75; 碳数奇偶优势指数(CPI)值为1.22～1.23; 藿烷C31-22S/(22S+22R)值为0.59～0.60, Tm/Ts值为0.99～1.19; βα莫烷/(αβ+βα)藿烷值为0.12～0.14; C29甾烷20S/(20S+20R)值为0.35～0.41; ββ/(ββ+αα)值为0.38～0.45; 芳烃TA(Ⅰ)/TA(Ⅰ+Ⅱ)值为0.16～0.21; 甲基菲指数MPⅡ为0.35～0.67. 根据样品采集区的地质环境条件, 结合其有机地球化学特征, 可能是洋底热液活动促使洋底沉积物中有机质发生了热降解, 导致了洋底成烃作用, 并运移或渗透到锰结核及浅部软泥中. 这一现象的揭示对于认识大洋底部环境中油气生成机理和拓展海洋油气勘探思路具有一定的启示意义.     

墨西哥湾沉积物中PMI系列生物标记物及其碳同位素组成

在墨西哥湾海底沉积物中检测到一组含有1～5个不饱和双键、不规则2,6,10,15,19-五甲基二十烯烃(PMI)系列化合物, 其在色谱图上分布在nC22 ～ nC24之间. 这些化合物具有极负的碳同位素组成,13C比值在86.7‰～ 115.5‰之间, 而与其伴生的正构烷烃化合物碳同位素比值在28.4‰～ 34.6‰之间. 这些化合物是海底甲烷古细菌厌氧氧化活动所产生的特征生物标志物, 指示着海底存在天然气渗漏或有天然气水合物的产出.     

9·11之后,五项安检技术表现如何?

2001年9月11日发生的恐怖袭击使得美国对于安检工作变得异常敏感,表现之一就是新监控技术——10年之后这些技术产生的效果喜忧参半——的广泛运用。尽管用来检测进口货物的射线监控设备已经被大批部署,但它们的作用仍然令人怀疑。而其它的技术——例如美国运输安全管理局(TSA)应用的航空乘客成像仪——似乎能够发挥作用并且应用日益普遍,但它使一些人产生一种失去自尊的感觉。下面,我们对五项技术在9·11之前和现在的状况进行比较。     

食毒细菌

美国密执安大学的研究人员在湖泊沉积层及污水沉渣中发现了一种厌氧菌,能够分解某些卤化芳香环烃,通过去掉其分子结构中的氯、溴或碘而使毒性大大降低。目前的废物处理工厂只是靠天然出现的厌氧菌降解有毒的化学物。迄今为止,细菌解毒的机理尚未得到广泛研究。厌氧菌本身很难处理,生长繁殖速度也较低。一位微生物教授认为,     

病原菌的群体感应及其抑制剂的研究进展

随着病原菌耐药性特别是多重耐药性的日益严重,抗菌药作用新靶点的发现和新型抗菌药物的研发显得尤为重要.病原菌的致病作用常受到与其群体密度相关的群体感应(quorum-sensing,QS)系统的调控.细菌通过释放和交换自诱导信号分子(autoinducers,AIs)以调控致病相关基因的表达,从而影响细菌的毒力、黏附和生物膜的形成等.不同种类的AIs介导不同的QS系统,阻止AIs的积累或其与受体的识别和结合就可以抑制QS调控的致病基因的表达.因此,QS抑制剂(quorum-sensing inhibitors,QSIs)有望成为控制病原菌感染和耐药性产生的有效武器.迄今发现的QSIs有非肽类小分子化合物、肽类化合物和蛋白质(包括淬灭QS的酶和抗体).此外,一些竞争性的细菌或动物也可以清除AIs从而起到QSIs的作用.QSIs可以通过天然的QSIs指示菌株、人工构建的工程菌或者计算机模拟等方法进行筛选.对QS介导的病原菌致病机理的不断深入研究将为新型的QSI靶标的选择提供帮助,通过将QSIs和传统抗菌药物联合使用有望达到更好的治疗效果并预防细菌耐药性的产生.     

墨西哥湾沉积物中PMI△系列生物标记物及其碳同位素组成

在墨西哥湾海底沉积物中检测到一组含有1~5个不饱和双键、不规则2,6,10,15,19-五甲基二十烯烃(PMI?)系列化合物,其在色谱图上分布在nC22~nC24之间.这些化合物具有极负的碳同位素组成,δ13C比值在?86.7‰~?115.5‰之间,而与其伴生的正构烷烃化合物碳同位素比值在?28.4‰~?34.6‰之间.这些化合物是海底甲烷古细菌厌氧氧化活动所产生的特征生物标志物,指示着海底存在天然气渗漏或有天然气水合物的产出.     

酸性体系中纳米镍对2,4-二氯苯酚降解性能的研究

纳米金属对有机氯化合物具有较好的脱氯降解效果, 但在反应过程中其表面易形成氧化层覆盖, 并大量吸附目标反应物导致降解不完全, 而酸性体系可避免氧化层的形成. 对工业羰基法生产的纳米镍超细粉进行了扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)等微观结构观测与表征, 并就酸性体系中羰基纳米镍对2,4-二氯苯酚的脱氯降解性能进行了实验研究. 结果表明, 实验所用纳米镍的颗粒粒径为10~20 nm, 表面有一较薄的NiO 层, 其存在将对2,4-二氯苯酚的脱氯降解性能产生较大影响. 经酸洗活化处理, 并在酸性条件(pH 3~4)下反应, 可使2,4-二氯苯酚大量降解, 并在4 h 内达到100%的去除率. 反应溶液中可检测到2-氯酚、4-氯酚、苯酚等降解产物的出现, 以苯酚为主. 反应过程中因消耗质子需要定期补加酸量, 以维持体系适当的酸度, 酸不仅起到调节pH 的作用, 更是作为一种反应物参与反应, 从而极大地促进了脱氯降解反应进程. 酸性体系中纳米镍对氯代有机物的脱氯降解反应为二级反应, 其反应速率随温度的升高而升高, 在 3 种不同温度(298, 306,316 K)条件下, 其脱氯降解反应速率常数k 分别为0.02, 0.2 和0.3 (g L h)^-1.     

南海北部神狐海域冷泉碳酸盐烟囱的甘油醚类生物标志化合物及其碳同位素组成

在现代冷泉体系中, 甲烷缺氧氧化(AOM)是海洋沉积物中甲烷消耗的主要途径.AOM 以微生物, 即甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌为媒介氧化甲烷, 并还原硫酸根,同时促进冷泉碳酸盐岩的形成. 东沙海区冷泉碳酸盐岩中的生物标志化合物为烃类和醚类异戊二烯. 与东沙海区不同的是, 神狐海区同时存在甲烷缺氧氧化古细菌相关和硫酸盐还原细菌相关的两大类生物标志化合物. 在样品中发现了3 种AOM标志化合物: 含双植烷链的甘油醚(archaeol)、非类异戊二烯结构的二烷基甘油醚(DAGE 1f)和单环二植基甘油二醚(单环MDGD). 这些化合物具有强烈亏损的δ¹³C值(δ¹³C值在-15‰ ~ -104‰之间),明显低于一般海相沉积物中脂类的δ¹³C值, 充分表明其生物成因的甲烷来源. 神狐海区烟囱状的冷泉碳酸盐岩同时反映了该海区曾经发生过持续的富甲烷流体的喷流活动, 推测天然气水合物的分解可能是该海区烃类活动的一个重要原因.     

苯并苊类化合物在气溶胶中的检出及其环境地球化学意义

在燃煤源气溶胶中检测出2个相对分子质量为202的芳烃化合物, 通过加氢色谱-质谱分析, 结合文献数据确定为苯并苊类. 对不同来源气溶胶组成研究表明, 苯并苊广泛存在于城市大气气溶胶中, 在桔杆、木碳及煤的燃烧产物中浓度很高, 而在汽车排放气体颗粒物、降尘、环境污水、土壤及河道沉积物中含量较低或无法检出. 分析了苯并苊类的可能来源其环境意义, 认为苯并苊类的浓度有可能成为污染源识别及贡献率评价的重要指标.     

丁二烯在乙基倍半卤化铝—过渡金属化合物催化剂中的定向聚合

用(C_2H_5)_2AlCl-CoX_2或给电子试剂(D)+C_2H_5AlCl_2-CoCl_2·4Py为催化剂,可使丁二烯聚合生成高顺式合量的聚丁二烯。但以乙基倍半卤化铝和钴化合物或其他过渡金属化合物为催化剂的丁二烯顺式定向聚合,文献尚未见报导~**。本工作证明,上述催化体系与文献[1—5]所记载的催化剂类似,也是丁二烯顺式定向聚合的良好催化剂,而且具有它自己的特性。作为倍牛卤化铝使用了(C_2H_5)_3Al_2Cl_3、(C_2H_5)_3Al_2Br_3及(C_2H_5)_3Al_2I_3,它们是通过相应的卤代乙烷和铝片直接反应制得,并经減压蒸馏。过渡金属(Co、Ni及Fe)化合物用     

固城湖沉积物中的结合态有机类脂化合物

生物专属性与在早期成岩作用过程中的稳定性是反映古气候古环境变化的生物标志化合物的重要属性。内陆湖泊沉积物中的沉积有机质来源广泛,大量陆源碎屑有机质的输入,以及有机质在早期成岩作用过程中发生的变化,使其组成趋于复杂化,一些生物标志化合物的生源指征意义也变得模糊起来。除游离有机类脂质外,在沉积物中尚可分离出以化学键（酯键、酰胺键、醚键等）结合于有机大分子中的结合态有机类脂质,其组成、来源及早期成岩变化与游离有机类脂质有所不同。本文对固城湖沉积物中呈酯键和呈酰胺键结合的有机类脂     

微生物学的发展

微生物的范围随着人们的认识而变化,目前大体可分为三大类:(1)真菌——主要由数微米粗的丝状体组成,其上产生各种孢子或子实体,子实体小者直径仅1/10毫米左右,大者(如灵芝、蘑菇、马勃等)可达数寸至尺许;(2)细菌——主要是单细胞的生物,其直径大多不超过1微米;(3)病毒——比细菌更小,又无细胞结构。此外还有放线菌和立克次体。前者也有丝状体,其粗度仅约1微米,系介于真菌和细菌之间的生物,属     

稠苯芳烃共振能的估算

在稠苯芳烃B的每一个Kekule结构中,我们引入一个权重——即它的共轭六员环的数目。诸Kekule结构贡献的总和,可以作为稠苯芳烃B的一个结构不变量N(B)。利用该不变量N(B)我们可以得到估算稠苯芳烃共振能的一个简单表达式。为了研究稠苯芳烃的稳定性与共振能,许多化学家都同意某些类型的Kekule结构比其它的结构更为重要的观点。     

陆相湖盆沉积物和原油中的甲藻甾烷

甾类化合物是普遍存在于化石燃料和沉积物中的一类生物标志物.它主要来源于植物、动物和细菌中的甾醇类,特别是真核生物隔膜中的类脂化合物成分.4,23,24-三甲基胆甾烷(又称为甲藻甾烷)是一类具有特殊链结构的甾烷标志物,因为其具有特殊的生源意义而受到人们的重视.Summons(1987)在对海相和陆相源岩与原油中的C_(30)甾烷组成对比发现,三叠系～下白垩统海相源岩和原油主要为4-甲基,24-乙基胆甾烷和甲藻甾烷,而未成熟非海     

一个多层的早期成岩作用模型

早期成岩作用指的是沉积物在沉积至浅埋藏过程中在沉积颗粒、孔隙水及沉积环境水介质之间发生的一系列物理、化学及生物学作用.早期成岩作用可以在沉积物中形成地球化学层序带,自上而下可依次出现氧化带(OX带)、硫化物还原带(SR带)和甲烷带(ME带)等. 对这些带的部分作用机理的认识已日趋深入,并进而出现了较为成功的早期成岩作用方面的模型.这些模型多以底层水的有机质、溶解氧和硫酸根的浓度,沉积物的孔隙率、沉积速率,以及溶质的扩散系数及有机质的反应速率(后两者可为孔隙水温度的函数)等为已知参数,计算出有机质、溶解氧和硫酸根的浓度在沉积物中随深度的分布,从而区分出氧化带和硫化物还原带.但是,现有的模型只能用来计算一次性的沉积事件,即只能用来计算一个沉积层;而对于有多次性的沉积事件发生,从而形成多个沉积层,并且这些沉积层之间相互存在影响的情形,现有的模型无法应用.而多层沉积的情况在实际中又是经常发生的.因此,本文在现有的单层早期成岩作用模型的基础上,发展出了一个多层的早期成岩作用模型,尝试解决这一问题.