海底沉积物层内CO2泄漏渗流与水合耦合规律研究

为了探讨CO2在海底沉积物层内的泄漏渗流与水合耦合规律,将Darcy定律与水合物生成动力学方程通过质量守恒方程耦合,构建了描述海底沉积物层多孔介质中CO2泄漏渗流与水合物生成相互影响的动态演化数学模型。采用数值模拟方法研究了不同温度下多孔介质体系中CO2水合物饱和度随时间和空间的变化规律,以及CO2水合物生成对海底沉积物层渗流特性参数的动态影响。结果表明:在海底沉积物层水合区的泄漏口处,CO2水合物生成较为迅速,15a内,由于CO2水合物的生成、生长和积聚,导致近泄漏口处渗透率减小近2个数量级,由初始值1.0×10-12 m2减小到6.5×10-14 m2,有效孔隙度由初始值0.3减小到0.209 5,降幅达30%,形成了超低渗透的CO2水合物盖层;海底沉积物层水合区的温度越低,CO2水合物的饱和度越低,使得更多的游离CO2渗流泄漏入远场,当沉积物层温度为281K左右时,远场处受泄漏影响最小,CO2的饱和度也最低。     

湘江下游入湖河段河床沉积物人为源重金属比例的估算

以湘江下游河床沉积物元素和Pb同位素地球化学分析结果为基础,利用元素分析法和Pb同位素比值法对沉积物中人为源重金属比例进行定量计算.元素分析法估算得到重金属Bi,Cu,Pb,Zn,Cd,Mn,Sn,Sb等的人为源比例依次为92％ ～97％,50％～70％,77％ ～ 85％,58％ ～ 85％,89％～98％,60％ ～ 82％,85％ ～ 93％,78％ ～ 89％.铅同位素比值法估算得到沉积物中人为源Pb的比例在58％ ～60％之间,较元素分析法计算得到的人为源铅低25％ ～ 29％.依铅同位素法估算结果对元素分析法估算结果进行校正,得到重金属Bi,Cu,Pb,Zn,Cd,Mn,Sn,Sb等的人为源比例平均值依次为69％～73％、37％ ～ 53％、58％ ～64％、44％ ～64％、67％ ～73％、45％ ～61％、63％ ～ 70％、58％ ～67％.     

多种环境因子交互作用对沉积物吸附阿特拉津的影响

采用自行研制的模拟自然水环境吸附解吸系统实验装置, 运用24完全析因实验设计, 研究4种环境因子（pH、 离子强度、 曝气强度和温度）共同作用对沉积物吸附阿特拉津的影响规律, 并利用固定效应模型估算各环境因子主效应和高阶交互效应对沉积物吸附阿特拉津的贡献. 结果表明： 4种环境因子主效应对沉积物吸附阿特拉津的影响均较大（显著性水平0.05）, 其中曝气强度与离子强度促进沉积物吸附阿特拉津, 温度与pH抑制沉积物吸附阿特拉津; 4种环境因子的二阶交互效应对沉积物吸附阿特拉津的影响也较大（显著性水平0.05）, 效应估计值依次为温度×pH值=-73.53, 曝气强度×pH值          =-59.03, 温度×离子强度=33.19, pH值×离子强度=27.55; 在三阶交互作用中, 仅有曝气强度×温度×pH值可促进沉积物吸附阿特拉津（显著性水平0.05）.     

山东荣成爱莲湾邻近海域表层沉积物重金属污染特征和潜在生态风险评价

利用2016年荣成爱莲湾邻近海域表层沉积物7种重金属含量的调查资料,分析了重金属含量和空间分布以及基于Hkanson指数的潜在生态风险。结果表明:研究海域表层沉积物中各重金属的含量均符合第一类沉积物质量标准,沉积物质量状况良好,Cu、Pb、Zn、Cr、Cd和As的空间分布较为均匀,Hg的空间分布差异较大;潜在生态风险指数表明,研究海域沉积物重金属综合生态风险程度为中等,各重金属的潜在生态风险由高到低依次为CdHgAsPbCuCrZn,所有的站位Cd为中潜在生态风险,50%的站位Hg为中潜在生态风险,Cd和Hg为主要潜在生态风险因子。应加强该海域沉积物中Cd和Hg含量的监测,重点关注Cd高值区的潜在生态风险。     

适用于测量沉积物pH的金属氧化物微电极

用改进的高温熔融碳酸盐法制备了铱和钨氧化物pH微电极,表征了金属氧化物电极的各项性能.所制备电极对pH有较好的线性响应,斜率在40～60 mV/pH ,接近理想能斯特响应.实验表明,铱氧化物微电极在长时间工作稳定性方面优于钨氧化物微电极,90%响应时间为5 s.铱氧化物微电极受盐度和氧气浓度影响很小,且经Nafion修饰后不受沉积物间隙水中还原性S2-的影响.把铱氧化物微电极应用于测量厦门西海域和九龙江河口的沉积物pH垂直剖面,发现pH在沉积物有氧和无氧深度界面(4～5 mm)达到最小,20 mm以深趋于稳定,符合沉积物生物地球化学规律.     

大型水生植物对湖泊沉积物中不同形态磷迁移转化影响研究

以骆马湖为研究对象,研究了大型水生植物对湖泊各层沉积物中不同形态磷的迁移转化规律.研究结果表明:湖泊沉积物中不同形态磷的迁移转化与大型水生植物有密切关系,大型水生植物对沉积物中TP浓度变化有显著影响,影响程度为上层>下层>中层;在沉积物无机形态磷的迁移转化过程中,植物区各层沉积物中Fe-P浓度变化较大,均呈下降趋势,下降幅度大小顺序为上层>下层>中层;植物区中、下层沉积物中Ca-P浓度呈先升后降趋势,上层呈先降后升趋势;大型水生植物主要通过吸收作用和改变微环境作用影响各层沉积物中不同形态无机磷的迁移转化,对Fe-P,Ca-P有显著影响,对Al-P,O-P的影响不显著.     

High-resolution climate evolution derived from the sediment records of Erlongwan Maar Lake since 14 ka BP

Varve counts with AMS 14 C,137 Cs and 210 Pb dating of sediments(0-900 cm) from Erlongwan Maar Lake,NE China were used to establish a high-resolution chronology series for the late Quaternary.Dry density,total organic carbon(TOC) content,total nitrogen(TN) content,TOC/TN ratios and stable organic carbon isotope(13 C org) ratios were continuously analyzed on this sediment profile.On the basis of lithological characters,sporo-pollen assemblages and geochemical analyses,we identified 6 climate stages within the last 14 ka BP.The time before the Holocene(14-11.4 ka BP) represents a higher-order oscillation climatic transitional period(I).The entire Holocene climate development(from 11.4 ka BP to present) exhibited an increasing temperature trend,although there were cold and warm alternations(II-VI).The periods included were:II(11.4-9.05 ka BP) warm-wet stage,III(9.05-7.4 ka BP) cold and warm fluctuation stage,IV(7.4-4.2 ka BP) smoothly warming climate stage,V(4.2-1.67 ka BP) climate optimum stage,and VI(from 1.67 ka BP to present) cool and drier stage.Each climate stage began with a warming event and ended with an abrupt cooling event.This climate change cycle had unequal time spaces that were progressively shorter over time.Several abrupt climate shifts occurred at about 9.4-9.05,8.5-8.2,7.8-7.4,4.6-4.2,3.7-3.25,2-1.67 and 0.3-0.03 ka BP.Thus,it can be seen that the climate has been warming since 1920 AD,which indicates a new climate stage.     

浙江近岸海域表层沉积物中磷的存在形态及其分布特征

运用SEDEX方法分析了浙江近岸海域表层沉积物中总磷(TP)及磷在各提取相的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中TP含量为432.2～846.1 mg/kg,平均为(533.2±90.1) mg/kg;弱吸附态磷(Ads-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷(Ca-P)、碎屑态磷(De-P)和有机磷(OP)平均含量分别为6.2,93.2,12.4,295.0和66.5 mg/kg,分别占TP的1.2％,17.7％,2.4％,56.7％,和12.7％.沉积物的Ads-P、Ca-P和OP与其粒度和有机碳含量呈显著正相关,De-P则呈负相关.各站位沉积物中磷在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物粒径及沉积海域的水动力条件等因素有关.     

含水合物地层井壁力学状态的弹塑性解析分析

含水合物地层钻井引发井壁周边温度和渗流压力变化,可能导致水合物分解,对井壁安全产生不利影响。基于Mohrp-Coulomb准则、理想弹塑性模型以及非关联流动法则,针对含水合物地层中井壁力学分析, 建立了稳态轴对称平面应变模型,考虑水合物分解对地层温度、渗流和力学特性的影响,得到了欠压和过压钻井条件下井周应力及位移的解析解答,与相同假定下有限元模型、复杂数值模型的结果吻合较好。结果表明一定范围内水合物分解范围的增大会引起塑性区显著扩展。水合物分解引起的弹性模量劣化在欠压条件下将引起塑性区范围减小,在过压条件下则引起塑性区范围增大。     

滇池东部第四系浅层湖滨相沉积物磁学特征及其环境意义

为了探究昆明盆地第四纪以来的总体气候特征及滇池湖泊的演化规律。本文综合环境磁学、TOC、pH等指标,对滇池东岸DC1钻孔岩芯沉积物进行了系统研究,测试了包括质量磁化率（χ）、非磁滞剩磁（ARM）、饱和等温剩磁（SIRM）、低频磁化率（χlf）、高频磁化率（χhf）、软剩磁（IRM-300mT）、pH值及总有机碳（TOC）。结果显示：DC1沉积物磁性特征由亚铁磁性矿物主导,反铁磁性的赤铁矿在0.3-3.6 m与14.7-15.6 m两个区段含量相对较高,结合赤铁矿的形成环境,反映了这两个区段对应的沉积环境为湖退时期;另外,结合TOC与磁化率在不同深度上的关系,表明TOC的高值与细颗粒的磁性矿物溶解有关。结合TOC在各区段的含量特征表明整个21 m沉积过程所对应的气候类型以温暖气候为主。