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多雄藏布河水中溶解态砷的来源及其衰减机制

生态学杂志 2024年第6期43卷 1799-1806页

作者：闫雅妮张俊文张东赵志琦长安大学地球科学与资源学院西安710054 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

青藏高原地区部分河水As含量异常,对当地居民的身体健康有潜在威胁。为了进一步查明高原地区河水中As的来源及其衰减机制,本研究采集了多雄藏布流域11件河水样品,3件热泉样品,2件湖水样品和1件雨水样品,分析了样品中的As含量。结果表明... 详细信息

青藏高原地区部分河水As含量异常,对当地居民的身体健康有潜在威胁。为了进一步查明高原地区河水中As的来源及其衰减机制,本研究采集了多雄藏布流域11件河水样品,3件热泉样品,2件湖水样品和1件雨水样品,分析了样品中的As含量。结果表明:热泉样品中As的质量浓度高达9000μg·L^(-1)以上;两件湖水样品的As浓度分别为14.1和93.8μg·L^(-1);河水样品的As浓度为0.83~177μg·L^(-1)(平均值45.5μg·L^(-1)),其中64%的样品超过10μg·L^(-1);而雨水样品的As浓度低于0.1μg·L^(-1);富As热泉是研究区河水溶解态As的重要来源,其他来源贡献较小;从上游至下游,稀释作用、河流悬浮物或沉积物对As的吸附和共沉淀作用是河水溶解态As自然衰减的重要机制;这些相对富集As的悬浮物或沉积物随河流搬运至下游沉积,可能会导致下游地区沉积物及地下水中As含量异常,进而影响当地居民饮水安全。

关键词：青藏高原河水砷热泉

马里亚纳海沟海底沉积物活性铁氧化物对有机碳的保存作用

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地球化学 2024年

作者：姜伟华罗敏上海海洋大学海洋科学与生态环境学院

有机碳与活性铁氧化物的结合是海洋沉积物中有机碳长期储存的关键因素。深渊海沟是地球上最深（>6000 m）和探索最少的生态系统之一，深渊海沟可能是深海有机质的沉积中心和微生物活动的“热点区”。本文通过对马里亚纳海沟轴部（1095... 详细信息

有机碳与活性铁氧化物的结合是海洋沉积物中有机碳长期储存的关键因素。深渊海沟是地球上最深（>6000 m）和探索最少的生态系统之一，深渊海沟可能是深海有机质的沉积中心和微生物活动的“热点区”。本文通过对马里亚纳海沟轴部（10954 m）和深海平原站位（5800 m）沉积物开展铁结合有机碳占总有机碳比例(fOC-FeR)、铁结合有机碳与活性铁摩尔比（OC/Fe）以及铁结合有机碳稳定碳同位素组成(δ13COC-FeR)的分析测试，发现马里亚纳海沟沉积物fOC-FeR为19.1%，接近全球海洋表层沉积物平均水平（20.2%），表明深渊海沟沉积物活性铁氧化物在捕获有机碳方面仍然发挥重要作用，这可能与频发的块体滑移事件和火山灰沉积有关。活性铁氧化物与有机碳主要以表面吸附的方式相结合，结合的有机质主要是海洋来源。相比于深海平原站位，海沟轴部更负的δ13COC-FeR可能由于轴部沉积物再搬运和再沉积过程或者轴部更加活跃的微生物活动优先消耗富12C同位素的有机碳。本研究有助于深入认识有机碳在深渊海沟沉积物中的保存机制，对了解深海碳循环有重要意义。

关键词：铁结合有机碳有机碳保存活性铁氧化物马里亚纳海沟深海碳循环

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台湾地区古冷泉碳酸盐岩地质与地球化学特征

沉积学报 2024年

作者：臧贻萍王钦贤贾子策陈多福上海海洋大学海洋科学与生态环境学院

【意义】冷泉活动对海洋生态系统及全球气候变化等具有重大影响，冷泉碳酸盐岩是海底冷泉活动形成的产物，其地质地球化学特征常被用于示踪渗漏流体信息及沉积环境变化。【进展】台湾地区冷泉碳酸盐岩主要发育于新生代中新世至更新世地... 详细信息

【意义】冷泉活动对海洋生态系统及全球气候变化等具有重大影响，冷泉碳酸盐岩是海底冷泉活动形成的产物，其地质地球化学特征常被用于示踪渗漏流体信息及沉积环境变化。【进展】台湾地区冷泉碳酸盐岩主要发育于新生代中新世至更新世地层中，是研究古冷泉的理想载体。对台湾地区冷泉碳酸盐岩发育的地质产状、矿物岩石学特征、碳氧同位素、稀土元素地球化学以及宏体生物化石等方面进行了系统阐述。【结论与展望】台湾地区冷泉碳酸盐岩以块状和烟囱状为主，分别指示了强度较弱的扩散和较强的喷溢流体活动；碳和氧同位素显示冷泉流体的碳源主要来自生物成因甲烷和热成因甲烷，并受海水或产甲烷残余CO2的影响；稀土元素地球化学特征显示冷泉碳酸盐岩形成于还原环境；冷泉生物以双壳类生物化石为主，中新世和上新世生物种类少，更新世生物种类多，可能受水深的控制。未来可从冷泉碳酸盐岩的微区原位碳和氧同位素分析、碳酸盐相矿物的Mo元素及其同位素分析，以及满月蛤科不同属生物化石发育的空间差异并结合地球化学分析等方面开展深入研究，以期完善对台湾地区古冷泉体系的深入理解。

关键词：碳酸盐岩古冷泉台湾地区碳源沉积环境宏体生物

美国俄勒冈东部晚三叠世冷泉碳酸盐岩流体来源及沉积环境

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矿物岩石地球化学通报 2024年第5期43卷 1018-1025页

作者：姚雪婷贾子策王钦贤陈多福上海海洋大学海洋科学与生态环境学院

冷泉碳酸盐岩作为记录冷泉系统中烃类厌氧氧化过程的重要载体，其岩石学和地球化学特征能够很好地反映冷泉流体来源及沉积氧化还原环境信息。美国俄勒冈地区发育大量晚三叠世冷泉碳酸盐岩，为探究其成岩流体性质并重建沉积环境，本文对... 详细信息

冷泉碳酸盐岩作为记录冷泉系统中烃类厌氧氧化过程的重要载体，其岩石学和地球化学特征能够很好地反映冷泉流体来源及沉积氧化还原环境信息。美国俄勒冈地区发育大量晚三叠世冷泉碳酸盐岩，为探究其成岩流体性质并重建沉积环境，本文对其进行了详细的岩石学、碳氧同位素、微量和稀土元素含量分析。结果表明，该碳酸盐岩主要由泥微晶方解石组成，保存了原始矿物——文石的针状和环带状结构，指示其形成于高硫酸根浓度孔隙水中；其δ13C为–32.7‰～–5.1‰，镜下还可见大量原生沥青，表明碳酸盐岩的碳源为甲烷、原油和海水；其稀土元素组成特征显示轻稀土亏损、重稀土富集，Ce呈明显负异常，Y/Ho平均值为45.30，与海水配分模式相似。综合研究表明，俄勒冈冷泉碳酸盐岩形成于靠近海底的浅表层氧化沉积环境中。

关键词：冷泉碳酸盐岩碳氧同位素稀土元素美国俄勒冈

长江口沉积物PAHs和Cs含量及长江入海通量估算

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地球与环境 2024年

作者：金梦玲林明兰张泽刘昕怡谢圣涵林田上海海洋大学海洋科学与生态环境学院

沉积物是多环芳烃（PAHs）的重要储存地，是监测环境质量的一种有效手段。放射性核素铯-137(137Cs)来源单一，在地表的含量分布是开展土壤侵蚀搬运研究的关键数据。本研究采集长江口崇明岛、长兴岛和临港滨岸表层沉积物，分析其PAHs和13... 详细信息

沉积物是多环芳烃（PAHs）的重要储存地，是监测环境质量的一种有效手段。放射性核素铯-137(137Cs)来源单一，在地表的含量分布是开展土壤侵蚀搬运研究的关键数据。本研究采集长江口崇明岛、长兴岛和临港滨岸表层沉积物，分析其PAHs和137Cs含量，结合已报道的长江流域内沉积物/土壤中PAHs和137Cs数据，提出沉积物中PAHs与137Cs的相对含量范围，并应用在长江入海PAHs的通量估算中。结果表明：长江口表层沉积物中16种PAHs和137Cs分别为8.6～326μg/kg（均值100±63μg/kg）、0.23～1.18 Bq/kg（均值0.68 Bq/kg）;PAHs/137Cs的比值为70～150μg/Bq。长江向东海输出的颗粒态PAHs通量估算结果为32～68 t/a。

关键词：多环芳烃铯-137 通量沉积物长江

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河流溶解性无机碳传输及控制因素

矿物岩石地球化学通报 2024年

作者：曹莹张东吴娜贺美丽张俊文赵志琦河南理工大学资源环境学院上海海洋大学海洋科学与生态环境学院长安大学地球科学与资源学院

溶解性无机碳（DIC）是河流一个重要的碳汇，但因其受控因素很多，对碳循环影响不明确。本文选择我国北方小流域（汉江）作为研究对象，分别在丰水期（8月）和枯水期（3月）采集干流、支流河水样品和地下水样品，通过水化学组成、水体... 详细信息

溶解性无机碳（DIC）是河流一个重要的碳汇，但因其受控因素很多，对碳循环影响不明确。本文选择我国北方小流域（汉江）作为研究对象，分别在丰水期（8月）和枯水期（3月）采集干流、支流河水样品和地下水样品，通过水化学组成、水体氢、氧同位素(δD和δ18OH2O)及DIC碳同位素(δ13C-DIC)组成，来辨析水体DIC来源及其控制因素。结果表明，汉江地表水DIC浓度和δ13C-DIC值在枯水期和丰水期无显著差异（p>0.05），地表水与地下水同期差异显著（p<0.05）；受人为输入影响较小的支流水体（Cl–浓度低于1.0mg/L），关键带土壤以CO2参与矿物化学风化为主，丹江口下游DIC浓度沿河流流动方向增大，表明藻类光合作用和CO2逃逸对水体DIC有影响。人为输入和自然过程对汉江流域河水DIC传输的影响具有显著的空间分布特征，丹江口水库以下河水流速变缓，河流内部生物利用河水DIC，导致河水δ13C-DIC值增大。

关键词：地表关键带河水溶解性无机碳人为输入碳同位素汉江流域

基于光化学指示剂法研究华北平原臭氧生成敏感性及气象因素影响:以2021年为例

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环境科学研究 2024年第3期37卷 479-492页

作者：刘冬晖海尚飞张玮航高阳周杨赵园红荆琦刘晓瑜盛立芳中国海洋大学海洋与大气学院山东青岛266100 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国海洋大学海洋环境科学与生态教育部重点实验室深海圈层与地球系统前沿科学中心山东青岛266100

近年来,随着大气污染防治措施的实施,我国城市地区空气质量得到有效改善,以细颗粒物(PM_(2.5))为代表的污染物年均浓度持续下降,但是臭氧污染并没有得到很好的控制.明确臭氧生成敏感性变化规律及气象影响因子是制定有效臭氧污染控制策... 详细信息

近年来,随着大气污染防治措施的实施,我国城市地区空气质量得到有效改善,以细颗粒物(PM_(2.5))为代表的污染物年均浓度持续下降,但是臭氧污染并没有得到很好的控制.明确臭氧生成敏感性变化规律及气象影响因子是制定有效臭氧污染控制策略的基础.本研究利用WRF-Chem模式数据计算VOCs/NO_(x)、HCHO/NO_(2)和H_(2)O_(2)/HNO_(3)(均为质量浓度的比值)三类光化学指示剂,对华北平原2021年4−9月的臭氧生成敏感性(OFS)控制区进行划分,并探讨不同天气状况下影响OFS的关键气象因子.结果表明:华北平原OFS控制区变化存在地域与季节性差异.人为活动水平越高的区域,OFS受挥发性有机物(VOCs)的影响越大,唐山市−北京市−天津市、石家庄市−邢台市、潍坊市−淄博市−济南市等地带臭氧生成主要处于VOCs控制;华北平原的VOCs控制区面积在4−7月间缩小,在7−9月间扩大,其中7月VOCs的控制区范围最小.此外,在华北平原地区,阴雨天相较晴天更利于发生OFS的日变化.晴天时,高温是OFS变化的关键因素;阴天时,高温高湿是引起臭氧敏感性转变的关键;而雨天,高湿条件发挥了更为重要的作用,但当雨量较大时,反而会抑制OFS发生转变.研究显示,华北平原的OFS与VOCs浓度密切关联,在不同天气下,气象因子通过影响VOCs浓度进而影响OFS.因而,针对不同天气状况实施差异化的前体物减排策略是有效控制臭氧污染的关键.

关键词：臭氧生成敏感性控制区气象因子 WRF-Chem 光化学指示剂

深海极端环境黑碳的地球化学特征及其环境意义

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热带海洋学报 2024年第4期43卷 20-32页

作者：李黛王旭东贾子策冯东上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海201306

黑碳是一种广泛存在于不同环境中且抗氧化、耐分解的含碳物质。作为惰性有机碳的重要组分,黑碳深刻影响着全球碳循环。当前海洋黑碳收支的不平衡研究结果表明海洋中可能存在未知的或被忽略的黑碳来源或埋藏路径。随着深渊海沟、热液区... 详细信息

黑碳是一种广泛存在于不同环境中且抗氧化、耐分解的含碳物质。作为惰性有机碳的重要组分,黑碳深刻影响着全球碳循环。当前海洋黑碳收支的不平衡研究结果表明海洋中可能存在未知的或被忽略的黑碳来源或埋藏路径。随着深渊海沟、热液区和冷泉区等这些地球上最为极端的海洋环境黑碳研究的不断深入,已经确认这些环境中存在独特的黑碳循环过程,可能是海洋黑碳的重要源或汇。本文综述了海洋极端环境中黑碳的地球化学特征,发现深渊海沟独特的“V”字型地形有利于物质汇聚,其中的黑碳比同沉积的有机碳更为古老,黑碳年埋藏量可达约(1.0±0.5)Tg;热液区的高温流体通过“灼烧”有机质形成原位自生黑碳,其每年向海洋贡献的黑碳可达1.6~9.7Tg,是海洋黑碳的重要来源;冷泉区黑碳的源汇过程尚不清楚,但区域内丰度极高的甲烷厌氧氧化古菌最近被证明可以直接产生黑碳,其碳同位素值负偏至-60‰以下,这是迄今为止唯一的一种微生物来源黑碳,是对黑碳类型传统认识的重要补充。尽管目前已经建立海洋黑碳源汇过程的总体框架,但尚缺乏对海洋极端环境黑碳的直接形态观察及特征分析,未来的研究需要明确海洋极端环境中陆源黑碳与海洋自生黑碳的比例,以进一步了解海洋黑碳源汇过程并探讨极端环境黑碳在海洋碳循环中扮演的角色。

关键词：黑碳深海极端环境地球化学特征源汇过程

东海表层沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势和NO生成的贡献

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中国环境科学 2024年

作者：王大玲杨雨虹贺惠米铁柱甄毓中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室中国海洋大学海洋生命学院中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心

活性氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria， AOB）和氨氧化古菌（ammonia-oxidizing archaea， AOA）不仅是氨氧化过程中的主要驱动者，还能够参与N2O的生成。本研究采用逆转录实时荧光定量PCR技术，分析了春季东海表层沉积物中氨... 详细信息

活性氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria， AOB）和氨氧化古菌（ammonia-oxidizing archaea， AOA）不仅是氨氧化过程中的主要驱动者，还能够参与N2O的生成。本研究采用逆转录实时荧光定量PCR技术，分析了春季东海表层沉积物中氨氧化微生物amoA基因表达水平的空间分布特征；并通过培养实验，探究了沉积物中AOA及AOB对硝化潜势和N2O生成的相对贡献。结果显示，表层沉积物中AOA amoA基因表达水平(4.49×102～2.17×106copies·g-1)显著高于AOB(6.60×101～7.65×105copies·g-1)，二者的amoA基因表达水平均表现出近岸低(AOA: 8.92×105copies·g-1; AOB:2.06×103copies·g-1)、远岸高(AOA: 1.05×106copies·g-1; AOB:4.06×104copies·g-1)的空间分布特征；近岸沉积物的硝化潜势高于远岸；从近岸到远岸，硝化过程由AOA主导逐渐转变为AOB主导。在N2O生成过程中，NH4+的添加能显著促进N2O的生成；相对于AOA，AOB在N2O生成过程中发挥着更加重要的作用。

关键词：东海沉积物氨氧化微生物潜在硝化速率 N O