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微生物介导的地下水生物地球化学过程数值模拟研究进展
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作者 戴恒 吴慧娴 +3 位作者 任婉立 张翼宇 文章 袁松虎 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期14-27,共14页
地下水污染是全球性的环境问题,严重威胁人类健康和生态环境。作为地下水生态系统的重要组成部分,微生物通过其代谢反应参与多种生物地球化学过程,控制着污染物的转化与迁移。数值模拟是定量描述和预测地下水污染物迁移转化行为的重要手... 地下水污染是全球性的环境问题,严重威胁人类健康和生态环境。作为地下水生态系统的重要组成部分,微生物通过其代谢反应参与多种生物地球化学过程,控制着污染物的转化与迁移。数值模拟是定量描述和预测地下水污染物迁移转化行为的重要手段,而理解和掌握微生物代谢过程的建模方法将有助于进一步提升对地下水中污染物运移行为的模拟和预测精度。鉴于此,文章按照发展时间与应用尺度,系统总结了微生物代谢活动模拟方法的发展进程,重点探讨了新一代基因测序技术的进步对数值模拟研究的推动作用;同时,详细介绍了如何构建微生物代谢模型,以定量描述其参与的生物地球化学过程,并汇总了常用的微生物信息数据库和模拟软件;最后指出,当前微生物代谢模型的应用仍面临诸多挑战,包括模型验证困难、参数适用性不足、数据获取难度大以及计算需求高等问题。未来研究需进一步深入探索微生物代谢机制,优化建模方法,完善适用于不同需求的参数和经验方程,以提升模型的准确性和适用性;同时,还需着力解决模型构建中微生物相关数据的处理、计算精度与效率的问题。 展开更多
关键词 地下水污染 数值模拟 微生物代谢模型 生物地球化学过程 数据-模型整合
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吐鲁番盆地绿洲区地下水硼的水文地球化学过程及健康风险
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作者 丁启振 周殷竹 +7 位作者 周金龙 姜凤 孙英 雷米 任乐 赵水金 赵纳言 李军 《中国环境科学》 北大核心 2025年第4期2183-2196,共14页
新疆吐鲁番盆地绿洲区作为西北典型的干旱区,地下水是经济发展的重要水源.基于6组地表水和49组地下水水样,利用水化学、同位素和UNMIX模型等方法分析了地下水硼的水文地球化学过程及潜在的健康风险.结果表明:(1)研究区地表水呈中性-弱碱... 新疆吐鲁番盆地绿洲区作为西北典型的干旱区,地下水是经济发展的重要水源.基于6组地表水和49组地下水水样,利用水化学、同位素和UNMIX模型等方法分析了地下水硼的水文地球化学过程及潜在的健康风险.结果表明:(1)研究区地表水呈中性-弱碱性,地下水为弱酸-弱碱性;硼在地下水中以H_(3)BO_(3)和B(OH)_(4)-形式混合存在,H_(3)BO_(3)占主导.(2)地下水硼浓度介于ND~4.26mg/L,24.5%的水样超过《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2022)的限值1.0mg/L,高硼地下水水化学类型以Cl·SO_(4)-Na·Ca为主;硼浓度表现出明显的空间差异性,聚集在含硼河流下游的高昌区.(3)山区岩石风化淋溶是地下水硼富集的主要来源,废水和化肥排放也影响着硼浓度,地表水补给是硼进入地下水的主要途径.p H值、竞争吸附、阳离子交换、蒸发盐溶解和混合作用控制着地下水硼的富集,不同含水层具有明显差异.(4)UNMIX模型识别出4个因子:地表水入渗补给(36.6%)、碳酸盐-硅酸盐溶解(21.8%)、蒸发盐溶解(21.6%)和工农业活动(20.0%),其中硼主要来源于地表水入渗补给(56.0%).(5)就硼在地下水中构成的风险而言,弱势群体的顺序为:婴儿>成年男性>成年女性>儿童. 展开更多
关键词 地下水 地球化学过程 稳定同位素 UNMIX 吐鲁番盆地绿洲 西北干旱区
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陆地高分辨率水文—生物地球化学过程CNMM-DNDC三维模型的研发及应用进展 被引量:2
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作者 郑循华 李思琪 +7 位作者 张伟 刘春岩 姚志生 韩圣慧 王睿 王凯 陈笑 李勇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期92-107,共16页
CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该... CNMM-DNDC模型是本文作者团队研发的陆地高分辨率水文—生物地球化学过程三维模型。本文系统介绍了建模背景和理念、核心过程和模型特点、模拟功能和观测验证、多尺度区域或流域初步应用以及未来发展展望。自2018年刊发首个版本以来,该模型经过了多方面科学过程改进和模拟功能扩展,在元素化学反应、物质相变和机械迁移等基本物理、化学、生物过程层面,完成了对陆地表层系统碳氮磷水循环全耦合的精细刻画。迄今开展的观测验证表明,CNMM-DNDC模型基本普适于不同生物气候带(从热带到寒区多年冻土地带)的流域或区域长时间序列“三高”(时间、空间和过程高分辨率)综合模拟,实现对陆地生态系统的碳、氮、磷、水三维运移、水土流失、水力驱动溶解态和颗粒态碳氮磷横向迁移、碳氮温室气体和污染气体排放、生态系统生产力、水分蒸散发和水分能量平衡等众多可持续发展目标表征变量的预测。该模型广泛推广应用于多尺度区域或流域的复杂过程虚拟科学试验研究和服务于面向生态环境建设与减污降碳的优化调控决策,可望为协同落实联合国多个可持续发展目标提供先进的数值模拟技术支撑。 展开更多
关键词 碳氮磷水循环全耦合模拟 水文—生物地球化学过程模型 CNMM-DNDC模型 联合国可持续发展目标
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海岸带地下水中氮生物地球化学过程研究进展 被引量:1
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作者 周光扬 周鹏鹏 +2 位作者 王广才 李苏娜 冯衍扉 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期987-998,共12页
海岸带氮地球化学过程及其演化是海岸带水资源管理与生态环境保护的关键内容.在气候波动以及海洋潮汐动态的影响下,海岸带地下水中氮的地球化学过程会表现出时间变异性.基于国内外研究成果调研,本文针对海岸带含水层中的氮元素地球化学... 海岸带氮地球化学过程及其演化是海岸带水资源管理与生态环境保护的关键内容.在气候波动以及海洋潮汐动态的影响下,海岸带地下水中氮的地球化学过程会表现出时间变异性.基于国内外研究成果调研,本文针对海岸带含水层中的氮元素地球化学过程演化机制这一科学问题,归纳了影响海岸带氮元素地球化学过程的6个因素,包括温度、潮汐与波浪、海水入侵、盐度、生物扰动以及地下水动力条件;总结了氮生物地球化学过程动态演化机制的主要研究方法,包括野外水化学监测、室内氮循环实验和数值模拟方法;指出数值模拟应与室内外方法相结合,并综合考虑气象水文、潮汐水动力、温度、盐度、生物扰动及含水层非均质性等因素,以实现复杂条件下的高精度氮地球化学过程及其变化的定量识别. 展开更多
关键词 海岸带地下水 地球化学过程 演化机制 影响因素
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硅的生物地球化学过程的研究动态 被引量:25
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作者 杨东方 高振会 +2 位作者 陈豫 刘展 丁德文 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期39-42,共4页
关键词 硅藻 生物地球化学过程 海洋 生态系统
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新疆焉耆盆地平原区地下水演化的主要水文地球化学过程分析 被引量:24
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作者 赵江涛 周金龙 +3 位作者 梁川 尹钟 鲍正德 钱立 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1397-1406,共10页
地下水资源是焉耆盆地生活、生产及生态用水的主要供水水源.深入研究焉耆盆地地下水演化特征及水文地球化学过程对合理开发地下水资源及保护地下水环境具有重要意义.利用Gibbs图阐明了焉耆盆地平原区地下水所经历的水文地球化学作用(大... 地下水资源是焉耆盆地生活、生产及生态用水的主要供水水源.深入研究焉耆盆地地下水演化特征及水文地球化学过程对合理开发地下水资源及保护地下水环境具有重要意义.利用Gibbs图阐明了焉耆盆地平原区地下水所经历的水文地球化学作用(大气降水、蒸发浓缩和岩石风化作用等),平原区采样点主要分布在Gisbbs图的右上角及中部左侧,表明平原区地下水受风化、蒸发浓缩作用影响,且受大气降水作用影响较小;方解石、白云石等碳酸盐矿物,以及岩盐、石膏等蒸发岩的风化溶解是平原区地下水主要离子来源,应用PHREEQC地球化学模拟软件计算了平原区各矿物饱和指数,大部分采样点方解石与白云石未达到饱和状态;随着平原区地下水中的TDS和Cl-浓度的逐渐升高,Mg^(2+)在地下水中的富集受到了白云石沉淀过程的限制,而Ca^(2+)的含量随TDS的增大而持续增加,并结合平原区2011年与2014年地下水水化学Piper三线图,平原区地下水大部分呈Ca·Na型或者Ca·Mg型;地下水ORP值均为正值,表明平原区地下水处于氧化状态;根据离子比例法,γNa+/γ(Na++Ca^(2+)+Mg^(2+))比值深层承压水>潜水>浅层承压水,表明平原区地下水阳离子交换作用由强到弱依次为深层承压水、潜水、浅层承压水. 展开更多
关键词 地下水 演化 水文地球化学过程 焉耆盆地平原区 新疆
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湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义 被引量:16
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作者 张亚平 万宇 +2 位作者 聂青 阮晓红 王子健 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期5-15,共11页
通过大量文献资料和实际数据分析,讨论了浅水型湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义.以太湖流域为例,采用入湖河流多年水文和水质监测数据,分析了流域内氮的主要来源、不同来源的相对贡献及入湖通量的年变化规律.利用氮形态... 通过大量文献资料和实际数据分析,讨论了浅水型湖泊水体中氮的生物地球化学过程及其生态学意义.以太湖流域为例,采用入湖河流多年水文和水质监测数据,分析了流域内氮的主要来源、不同来源的相对贡献及入湖通量的年变化规律.利用氮形态转化的文献资料,讨论了入湖河流、湖泊水体和沉积物环境氮的形态转化过程及控制形态转化的物理化学条件.结合湖泊富营养化机制,讨论了氮的湖相循环及氮、氮磷比对藻类的限制性作用.围绕湖泊富营养化中氮的生物地球化学过程及其生态学意义,提出未来需要重点解决的关键科学问题. 展开更多
关键词 污染负荷 通量 形态 富营养化 生物地球化学过程
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中国海洋生物地球化学过程研究的最新进展 被引量:11
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作者 宋金明 徐亚岩 +2 位作者 张英 李学刚 袁华茂 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期69-77,共9页
关键词 海洋生物地球化学 过程研究 生物地球化学过程 中国 全球生态系统 食物链结构 组成部分 地球系统 全球气候 全球变化
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^(15)N示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展 被引量:14
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作者 孙志高 刘景双 +1 位作者 于君宝 王金达 《地理科学》 CSCD 北大核心 2005年第6期762-768,共7页
稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。其中15N技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。文章主要从湿地氮素的... 稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。其中15N技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。文章主要从湿地氮素的输入过程、转化过程以及归趋过程三方面综述了该技术在当前国内外湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展,特别指出当前基于该技术的湿地氮素生物地球化学过程研究尚缺乏一定的系统性、深入性和广泛性。最后,文章就该技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用前景进行了展望研究。 展开更多
关键词 生物地球化学过程 同位素分馏 ^15N示踪技术 湿地
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典型新生代断陷盆地内孔隙地下水地球化学过程及其模拟:以山西太原盆地为例 被引量:21
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作者 郭清海 王焰新 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期83-90,共8页
以地处中国北方半干旱地区的典型新生代断陷盆地——太原盆地为例,分析了影响孔隙地下水化学特征的水-岩相互作用过程。研究结果显示:孔隙地下水的水化学类型表现出明显分带性,并与盆地水文地质单元分区吻合得很好。地下水地球化学过程... 以地处中国北方半干旱地区的典型新生代断陷盆地——太原盆地为例,分析了影响孔隙地下水化学特征的水-岩相互作用过程。研究结果显示:孔隙地下水的水化学类型表现出明显分带性,并与盆地水文地质单元分区吻合得很好。地下水地球化学过程的定性研究结论与基于PHREEQC的反向水文地球化学模拟结果一致,均表明对于地下水化学特征的形成和演化而言,硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解-沉淀作用、排泄区地下水的蒸发浓缩作用及其与含水层介质的阳离子交换作用是控制性的地球化学过程。研究表明:地下水地球化学特征可指示地下水流动场,水化学过程研究是地下水系统结构研究的重要手段之一。 展开更多
关键词 孔隙地下水 水文地球化学过程 反向地球化学模拟 PHREEQC
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海洋沉积物中氮的生物地球化学过程(英) 被引量:3
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作者 吕晓霞 宋金明 +1 位作者 袁华茂 李学刚 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 2002年第2期148-156,共9页
主要阐述海洋沉积物中氮的存在形式与分布、氮的早期成岩和去营养化作用、硝化和反硝化作用以及氮与生物特定种群的关系等,探讨了影响海洋沉积物中的氮循环的主要因素,分析了海洋沉积物中的氮与生态系的关系,以期对研究氮的海洋生物地... 主要阐述海洋沉积物中氮的存在形式与分布、氮的早期成岩和去营养化作用、硝化和反硝化作用以及氮与生物特定种群的关系等,探讨了影响海洋沉积物中的氮循环的主要因素,分析了海洋沉积物中的氮与生态系的关系,以期对研究氮的海洋生物地球化学过程有所帮助。 展开更多
关键词 海洋沉积物 生物地球化学过程 早期成岩作用 去营养化作用 硝化作用
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岩溶区河流水化学昼夜变化与生物地球化学过程 被引量:16
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作者 章程 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-8,共8页
河流水化学昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程(河流内过程),同时也有助于判别上游补给区流域过程。已有的研究表明生物过程(光合作用与呼吸作用)、地球化学过程(碳酸盐平衡、碳酸钙沉积)是控制河流pH... 河流水化学昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程(河流内过程),同时也有助于判别上游补给区流域过程。已有的研究表明生物过程(光合作用与呼吸作用)、地球化学过程(碳酸盐平衡、碳酸钙沉积)是控制河流pH、SpC、Ca^2+和HCO3^-含量昼夜变化的主要因素。不同级别、类型及河床微环境均会对水化学昼夜变化产生影响,与气温密切相关的光合作用是产生河水pH值和DO昼夜变化的主控因素。在偏碱性与富含钙离子的岩溶河流,有机体的钙化作用与酸分泌可能对光合作用具有重要作用,从而导致水体中Ca^2+和HCO3^-出现白天下降-夜间回升的昼夜动态变化,下降幅度达20%~30%。水生植物通过光合作用产生DIC(主要为HCO3^-)的原位沉降,是真正意义上的净碳汇。昼夜生物地球化学循环及效应研究有助于全面认识岩溶区碳循环特征及岩溶含水层源汇关系,尤其是岩溶碳汇稳定性与净碳汇估算;同时对长时间尺度河流监测计划的制定具有重要意义。 展开更多
关键词 河流 化学昼夜变化 生物地球化学过程 岩溶 碳汇效应
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海洋环境有机磷酸酯的来源、分布与生物地球化学过程 被引量:3
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作者 马玉欣 罗雨晨 蔡明红 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期533-542,共10页
继多种溴代阻燃剂加入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物黑名单后,有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)作为替代品,生产和使用量日益增加。研究表明OPEs可通过大气长距离传输、河流输运等方式进入海洋环境,并对海洋生态系统产生... 继多种溴代阻燃剂加入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物黑名单后,有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)作为替代品,生产和使用量日益增加。研究表明OPEs可通过大气长距离传输、河流输运等方式进入海洋环境,并对海洋生态系统产生一定风险。本文详细梳理了海洋大气、水体和沉积物介质,以及海洋生物体中OPEs的含量水平和分布特征,并探讨了OPEs的海气交换、大气沉降、洋流输运等物理过程,以及生物富集与转化、生物泵耦合和微生物降解等生物地球化学过程。考虑到OPEs仍在大量生产和使用并将持续进入海洋环境,系统的海洋OPEs连续监测和生态风险评估亟待开展。 展开更多
关键词 海洋化学 有机磷酸酯 海洋环境 生物地球化学过程
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中国近海生物地球化学过程研究的新突破--评《Biogeochemical Processes of Biogenic Elements in China Marginal Seas》英文版专著 被引量:1
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作者 石学法 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期101-101,共1页
关键词 Elements 生物地球化学过程 学术专著 中国近海 SEAS 中国科学院海洋研究所 英文 出版发行
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神府矿区直罗组含水层水质形成的水文地球化学过程研究 被引量:1
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作者 谢臣臣 孙魁 +4 位作者 吴亚坤 范靓慧 孙亚乔 富馨毅 马雄德 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2023年第1期151-162,共12页
【目的】为探究神府矿区直罗组含水层地下水化学形成机制和控制因素,【方法】选取侏罗系直罗组风化基岩层和基岩层地下水为研究对象,综合运用Piper图、反距离权重法、Spearman相关性分析、离子比例关系和反向水文地球化学模拟等方法进... 【目的】为探究神府矿区直罗组含水层地下水化学形成机制和控制因素,【方法】选取侏罗系直罗组风化基岩层和基岩层地下水为研究对象,综合运用Piper图、反距离权重法、Spearman相关性分析、离子比例关系和反向水文地球化学模拟等方法进行分析。【结果】结果表明:神府矿区直罗组地下水呈弱碱性,风化基岩含水层为低矿化度HCO_(3)型水,基岩含水层为高矿化度HCO_(3)型水。沿西北向东南方向,地下水由补给区流向排泄区,水化学类型复杂,演化规律为HCO_(3)型→HCO_(3)·SO_(4)型,局部出现SO_(4)型和Cl型。直罗组风化基岩层地下水主要水文地球化学作用为方解石、石膏、钾长石沉淀和白云石、岩盐和钠长石溶解,其次是Na-Ca阳离子交替吸附作用和黄铁矿氧化作用;基岩层地下水质形成主要受方解石、石膏、岩盐和钾长石沉淀与白云石和钠长石溶解等岩石风化作用控制,其次是Na-Ca阳离子交换、脱碳酸作用和混合作用。【结论】研究结果能够为区域地下水资源开发利用提供理论支持。 展开更多
关键词 直罗组含水层 化学特征 水文地球化学过程 神府矿区
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新污染物有机磷酸酯生物地球化学过程的研究进展 被引量:2
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作者 姜菁秋 许宜平 赵高峰 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2525-2538,共14页
有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)作为阻燃剂和增塑剂广泛应用于建筑材料和电子产品等材料,随着生产和使用量的增加,导致其普遍存在于各种环境介质中.作为一类新污染物,OPEs的环境行为及归趋引起了越来越多环境学者的关注.本文... 有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)作为阻燃剂和增塑剂广泛应用于建筑材料和电子产品等材料,随着生产和使用量的增加,导致其普遍存在于各种环境介质中.作为一类新污染物,OPEs的环境行为及归趋引起了越来越多环境学者的关注.本文系统阐述了OPEs在环境中可能发生的物理、化学和生物过程.现有研究表明:(1)OPEs自身理化性质和结构(疏水性和π-π效应)是影响其迁移转化过程的重要因素;(2)复杂的介质环境(温度、pH值、溶解性有机质、氧化活性物种等)能够影响OPEs的大气传输/沉降、吸附/解吸、水解、光解、生物富集和植物吸收等过程;(3)OPEs在迁移转化中能生成二酯或单酯类产物(化学键断裂)、羟基化产物、甲氧基化产物以及其他小分子化合物等.针对目前的研究现状建议未来可重点关注OPEs在小型生态系统中多介质中的迁移转化过程与机制以及在迁移转化过程中生成产物的理化特性与生物效应等. 展开更多
关键词 有机磷酸酯 地球化学过程 迁移转化 环境行为
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生物地球物理:地球物理方法在研究生物地球化学过程中的应用和发展
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作者 张弛 董毅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2718-2729,共12页
微生物广泛参与了其所处地质环境的物理和化学性质改造过程.监控微生物与地质介质之间相互作用的过程并了解其机制对近地面环境工程中土壤及地下水污染整治等实际应用有着至关重要的作用.地球物理勘测成像技术不仅能够在传统应用中测量... 微生物广泛参与了其所处地质环境的物理和化学性质改造过程.监控微生物与地质介质之间相互作用的过程并了解其机制对近地面环境工程中土壤及地下水污染整治等实际应用有着至关重要的作用.地球物理勘测成像技术不仅能够在传统应用中测量和表征地表以下的物理特性变化,大量直接有效的证据表明这些方法还可以捕获孔隙介质中的生物地球化学变化的动态过程,包括监测微生物、微生物活动以及它们与矿物之间的相互作用.生物地球物理(Biogeophysics)作为勘探地球物理的一个新兴分支学科,包含了微生物学、生物地球科学以及地球物理勘测等多个学科,侧重于研究微生物与地质介质相互作用对地球物理场的影响.过去十几年在生物地球物理领域的研究充分表明和验证了地球物理勘测方法的独特优点(最小化侵入、时空连续及跨尺度运用),并为将传统勘测方法用于探索跨时间空间各尺度的地下生物地球化学动态过程提供了理论及实验依据.本篇综述将系统介绍生物地球物理学科的理论背景、发展和研究前沿.首先讨论微生物及其活动引起的孔隙介质中物理化学性质的变化.其次,将侧重于探讨微生物活动对包括地电法、电磁法、探地雷达以及地震法等不同地球物理场的响应.最后将讨论生物地球物理领域的机遇、挑战和潜在应用. 展开更多
关键词 生物地球物理 地球物理勘测方法 微生物过程 生物地球化学过程 微生物矿物相互作用
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大巴山地区寒武系纽芬兰统黑色页岩风化剖面矿物、元素及Sr同位素特征:对风化地球化学过程的启示
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作者 魏巍 巫锡勇 +1 位作者 凌斯祥 李晓宁 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1241-1260,共20页
对大巴山地区寒武系纽芬兰统水井沱组黑色页岩风化剖面进行系统性采样,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)等手段,分析风化剖面的矿物组成,主、微量元素含量及Sr... 对大巴山地区寒武系纽芬兰统水井沱组黑色页岩风化剖面进行系统性采样,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-X射线能谱(SEM-EDS)、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)等手段,分析风化剖面的矿物组成,主、微量元素含量及Sr同位素组成特征,旨在揭示黑色页岩关键带的地球化学风化过程。黑色页岩风化剖面处于初始—中等风化阶段(CIA值为54.45~75.50)为典型的大陆风化趋势。随着风化程度的加深,风化剖面的岩石孔隙增多、增大,87Sr/86Sr值逐渐增大。研究结果表明,在黑色页岩风化过程中,黄铁矿经过氧化作用形成铁(氢)氧化物,且强烈亏损S、Mn、Cd、Co、Ni、Zn、As等元素;斜长石和白云母经蚀变分解生成伊利石,并伴随着Na、Ca、K、Mg、Li、Sr和Ba等元素的淋失。Si、Al、Fe、P、Zr、Hf、Ta、Th和Rb等元素倾向于保留在风化剖面中,微裂隙带中Si、Mg、Na和K的亏损主要受到差异性风化的影响,而断裂带中Si、Mg、Na、K、P和Fe的异常受到差异性风化和元素再沉积的共同控制。S、Ba和Cu元素在土-岩界面、微裂隙带、强-弱风化层过渡带和断裂带中发生了明显的富集,这与重晶石和铜矾类矿物的沉淀有关;断裂带中其它微量元素的富集则受到铁锰(氢)氧化物和高岭石吸附作用的控制。 展开更多
关键词 黑色页岩 矿物分解 元素迁移 SR同位素组成 风化地球化学过程
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人类活动加剧了对近岸及海洋水域生物地球化学过程的影响
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作者 沙晨燕 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期583-583,共1页
海洋在全球生物地球化学的碳、氮、磷、硅和其他化学元素和化合物等循环中起着重要作用.化石燃烧、农业活动和气候变化愈发影响了海洋化学、地域性滨岸以及全球海洋水体.人类是最大的影响是无机碳、营养盐和可溶性氧,它们之间互相关联... 海洋在全球生物地球化学的碳、氮、磷、硅和其他化学元素和化合物等循环中起着重要作用.化石燃烧、农业活动和气候变化愈发影响了海洋化学、地域性滨岸以及全球海洋水体.人类是最大的影响是无机碳、营养盐和可溶性氧,它们之间互相关联并影响到生物生产力.因工业产物的生产、迁移以及大量持久性有机化合物和痕量金属,特别是汞、铅和铁的释放到环境中,所以海洋水体中化学性质的改变表现得尤为明显. 展开更多
关键词 生物地球化学过程 海洋水域 人类活动 生物生产力 有机化合物 近岸 海洋水体 化学元素
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陕西泾阳南部地下水水文地球化学成因机制及次生环境挑战
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作者 徐盼盼 钱会 +3 位作者 张奇莹 臧永琪 刘源 董佳毅 《地质通报》 北大核心 2025年第5期811-824,共14页
[研究目的]陕西泾阳南部是典型的黄土分布区、人口居住聚集区、农业活动密集区、地质灾害频发区,研究该区地下水的水文地球化学成因机制及次生环境挑战,对黄土高原地下水资源开发利用、用水安全保障和生态地质环境保护具有重要意义。[... [研究目的]陕西泾阳南部是典型的黄土分布区、人口居住聚集区、农业活动密集区、地质灾害频发区,研究该区地下水的水文地球化学成因机制及次生环境挑战,对黄土高原地下水资源开发利用、用水安全保障和生态地质环境保护具有重要意义。[研究方法]基于区内地下水调查、水样采集与分析,查明地下水主要离子分布特征;综合运用水化学方法和同位素理论,揭示地下水水文地球化学成因机制及其主控因子;借助综合权重水质指数、镁危害系数、钠百分比、Wilcox图、灌溉系数,评估地下水的饮用和灌溉适宜性,进而阐释其次生环境挑战。[研究结果]研究区地下水整体呈弱碱性,泾河南岸地下水的TDS范围为752~2108 mg/L,属淡水和微咸水,北岸地下水的TDS范围为1232~3768 mg/L,属微咸水和咸水;地下水优势阳离子为Na^(+)和Mg^(2+),优势阴离子为HCO_(3)-与SO_(4)^(2-),水化学类型以HCO_(3)·SO_(4)-Na·Mg和HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Na·Mg型为主,且北岸的水化学类型更复杂。水化学特征主要受岩石风化作用影响,其中以硅酸盐岩的风化溶解作用为主导;蒸发浓缩作用与阳离子交替吸附作用促进了地下水咸化;南岸地下水受农业活动影响显著,北岸地下水主要受工业活动、生活污水与人畜粪肥的综合影响。饮用水质等级以中等为主,引起健康风险的首要因子为总硬度、NO_(3)-、F-和SO_(4)^(2-);大部分地下水不适宜直接灌溉,需采取措施,防止累盐,否则会诱发土壤盐渍化。[结论]陕西泾阳南部泾河两岸地下水的水化学特征分异,主要受控于硅酸盐岩风化作用,叠加蒸发浓缩作用与人类活动影响。地下水总硬度、硝酸盐、氟化物等健康风险因子超标,同时地下水咸化,易诱发土壤盐渍化。建议针对性开展地下水污染防治工作,以免面临更严峻的次生环境挑战。 展开更多
关键词 地下水 化学 同位素 水文地球化学过程 水质评价 泾阳南部 陕西
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