洞穴河流沉积物有机碳同位素特征及Ca、 Mg、 Sr含量的区域环境响应——以贵州省山王洞为例

洞穴河流沉积物因沉积环境稳定且保存较完好,蕴含着丰富的古环境信息。选取双河洞穴系统山王洞中河流沉积物为研究对象,分析沉积环境的水动力条件、沉积物有机碳同位素及Ca、Mg、Sr元素含量特征,以探讨其环境响应。结果表明:(1)在沉积过程中,地下河在该剖面位置长期处于静水水流状态,沉积环境稳定;(2)有机碳同位素特征显示沉积期分为C4植物为主、C3植物为主及过渡期3个时期,不同时期气候明显不同,随时间演变由冷转暖,沉积物来源于中新世以后的地表土壤;(3)洞穴河流沉积物Ca、Mg、Sr元素含量变化对炎热偏湿与湿冷环境的响应比较明显,气温和植被类型可能是影响其含量变化的因素。     

海底观测网络数据管理系统设计

针对海底观测网数据管理的需求，建立了数据管理系统的功能模型，设计了数据通信、设备管理、故障诊断及数据质量控制等关键技术的相关实现算法。综合运用Socket网络编程、MySQL数据库技术，依据模块化的设计思想，开发了海底观测网数据管理系统。海试结果表明，该系统实现了对海底观测网的实时数据采集、状态监控、数据分类存储和数据共享等功能，具有长期运行稳定可靠、可扩展性强的优点。     

海底泵举升系统回流管道内钻井液举升效率

海底泵举升系统是无隔水管钻井液回收(riserless mud recovery,RMR)钻井技术的核心设备,该系统将钻井液和钻屑通过回流管道泵送至钻井平台,能够有效解决深水钻井作业所遇到的泥浆密度窗口过窄的难题,同时能够降低对海洋钻井平台的要求。回流管道作为钻井液和钻屑返出海面的通道,其设计的合理性关系到整个举升系统能否有效运行。结合由钻井液和钻屑组成的混合流体在回流管道内的流动特性,建立回流管道内混合流体流动的控制方程,探究混合流体的流态判别方式,分析回流管道内钻井液举升效率的影响因素。研究成果有望为海底泵举升系统回流管道的设计提供理论依据。     

基于剖面声呐的海底沙纹演变规律试验研究

海底沙纹是一种尺度较小的微地貌形态，对底床演变和沉积物输运具有重要作用。当前对沙纹的测量方法较少，且都具有一定的局限性。本文基于声呐扫描、光学摄影和人工测量等方法，通过室内水槽试验来研究剖面声呐测量沙纹的可行性，并进一步分析波浪作用下沙纹的演变规律。试验结果表明：剖面声呐观测沙纹具有很好的可行性，能够较好地反演出沙纹的波脊间距和波高等形态特征；沙纹在发育过程中，会依次经历不规则沙纹—弯曲沙纹—交叉沙纹—顺直沙纹四个过程，然后趋于稳定；在5 cm波高和10 cm波高的波浪作用下，沙纹的波脊间距不超过4.5 cm，波高最后稳定在0.5~1.5 cm之间。研究发现剖面声呐观测沙纹具有很好的效果，可为海底沙纹观测提供一种新型的观测技术。     

蓝藻水华对沉积物汞迁移释放的影响

为研究蓝藻水华对沉积物汞迁移释放的影响,本实验选择太湖夏季水华爆发常见的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)在实验室内进行培养实验,连续监测其生长过程中水体的溶解氧(DO)、p H、水体中DHg含量、水体中THg含量和藻密度的变化情况。结果显示:铜绿微囊藻的生长繁殖加大了沉积物中汞的释放能力,铜绿微囊藻对汞具有较强的吸附能力,沉积物中汞的释放能力随着铜绿微囊藻生长先升高后降低。     

沉积物再悬浮氮磷释放的机制与影响因素

在对沉积物再悬浮的诱因和方式进行分析的基础上,系统探讨了沉积物氮磷释放进入水体的机制与影响因素,提出了沉积物再悬浮引起的氮磷释放研究中应重点关注的问题。主要结论包括:沉积物主要因波浪与水流、人类活动及生物扰动等诱因而发生再悬浮;沉积物-水界面上氮磷不同形态之间的转化及迁移为沉积物氮磷的释放机制;上覆水体理化性质(如pH、盐度、温度、溶解氧与氧化还原电位)、沉积物性质(如粒径、氮磷赋存形态)、扰动时间与强度是沉积物再悬浮氮磷释放的关键影响因素。进一步研究应着重从沉积物再悬浮过程中氮磷释放的动力学过程、再悬浮沉积物氮磷释放的生物影响程度等方面深入开展。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定沉积物中不同形态的砷

建立了同时从沉积物中提取亚砷酸盐As（Ⅲ）、砷酸盐As（Ⅴ）、一甲基砷酸（MMA）和二甲基砷酸（DMA）4种砷形态的提取方法以及HPLC-ICP-MS联用测定沉积物中4种砷形态化合物的检测方法.探讨了磷酸、抗坏血酸、水浴时间等前处理条件，以及C8色谱柱和Hamilton PRP-X100色谱柱的色谱分离条件，由此建立了沉积物中砷形态的检测方法.结果表明，在95 ℃条件下水浴60 min，提取剂选择0.3 mol/L磷酸和0.5mol/L抗坏血酸的混合溶液，4种砷形态化合物加标回收率在70%-110%之间，相对标准偏差（RSD）小于6%.选用Hamilton PRP-X100（5 μm×15 cm）色谱柱进行4种砷形态的分离，以15 mmol/L磷酸氢二铵溶液（用甲酸调节pH=6.0）为流动相，在7 min内同时分析检测4种砷形态化合物，As（Ⅲ）、DMA、MMA和As（Ⅴ）的检出限依次为0.22、0.60、0.28和0.78 μg/L.该方法实现了对沉积物中常见的不同形态砷的同时分析，具有灵敏度高、精密度好的特点.     

新西兰海底地名管理工作初探

作为开展海底地名工作相对较晚的国家,新西兰通过制定技术标准、缔结多边协议等一系列措施,为海底地理实体的命名、更名等确立了原则和工作程序,确保海底地名工作既符合国际惯例,又体现本国特色。这些措施有效促进了新西兰海底地名工作的进步。     

沉积型微生物燃料电池对 模拟湖泊水中磷的去除

沉积型微生物燃料电池(SMFC)是借助于沉积物中具有电化学活性微生物的催化作用,氧化沉积物中有机物以获得电能的一种装置,它具有用于淡水水体的原位修复的潜力.以湖泊底泥为阳极底物,含磷模拟配水为阴极液,构建了SMFC系统,研究了其产电性能及其对水中总磷去除的影响.结果表明,构建的SMFC系统可成功产电,运行22 d后输出电压达到最大值0.28 V(外电阻为1 000Ω).稳定运行期间,底泥烧失量由4.42%降低至1.91%;底泥氧化还原电位显著提高,由初始的-254 m V上升至-183 m V;溶液p H由初始的6.02上升至7.34;水中总磷浓度由10 mg/L降低至0.13 mg/L,这可能与SMFC使底泥电位、p H升高有关.     

深海风暴的原位观测

 深海风暴是高悬浮颗粒浓度水体在深海近海底的快速运动，能够损坏甚至摧毁一切障碍物，改变海底地形，影响深海底栖生态环境，但对其发生过程和沉积记录的认识尚缺乏原位观测研究。选择南海东北部台湾岸外高屏海底峡谷堤岸，通过布放锚系原位观测了2016年9月一次由浊流活动引发深海风暴的沉积物弥散发生过程，发现其表现为近海底悬浮颗粒浓度快速增加，并伴随温度升高和盐度降低。研究认为，深海风暴的沉积物弥散是海底峡谷沉积纹层形成的主要动力过程。