沉积物—水界面垂直结构
沉积岩的层理及其识别
沉积岩的层理及其识别沉积岩的最为突出的特征及是沉积岩具有层理。
层理是由沉积岩的成分、结构、胶结物、颜色等沿垂向的变化显示出来的一种面状构造。
按照岩层层理的形态，一般分为水平层理、波状层理、斜层理。
细层界面平直，相互平行且平行于岩层面，称为水平层理。
水层理平通常形成的水介质比较平稳，一般多出现在黏土岩和碳酸盐中。
细层界面成波状起伏，但总体方向平行于岩层面，称为波状层理。
波状层理多形成于湖海沿岸的浅水地带，常出现在细砂岩等细碎屑岩中。
斜层理是由一系列与岩层面斜交的细层所组成的。
一般出现在碎屑岩中，斜层理可分为单向斜层理和交错斜层理。
单向斜层理的细层均向同一方向倾斜，细层的倾斜方向就是水流的方向，多见于河流沉积物种。
交错斜层理是由倾斜方向不同的细层组成的层系相互交错、切割，常见于三角洲及湖海滨岸地区。
层理的识别标志1、岩石成分的变化。
在岩性均一的厚层岩层中，如果有薄层特殊的岩性的夹层时，可作为判断层理的标志。
2、岩石结构的变化。
如果发现粗细颗粒相间成层，如云母片、扁平的砾石或扁平的原生结核成面状排列等，都可作为确定层理的标志。
3、岩石颜色的变化。
在成分单一、颗粒较细、层理隐蔽的岩石中，由于颜色的更替也可显示出层理。
但要注意区别由于后生混染或褪色而形成的假层理。
4、岩层的层面原生构造。
利用波痕、泥裂、雨痕、生物活动遗迹等层面构造，也可以判断层面，进而确定层理。
层理：是沉积岩最常见的一种原生构造。
它是沉积物沉积时由于介质（如空气、水）的流动在层内形成的成层构造。
按其形态分类：平行层理、波状层理、斜层理。
利用沉积岩层原生构造确定岩层的顶面和底面1. 斜层理：由一组或多组与层面或层系界面斜交的细层组成。
其判断特征是：每组细层与每组细层与层系上界面或岩层顶面成截交关系，而与层系下界面或岩层地面呈收敛变缓而相切的关系，弧形层理凹向顶面凸向底面。
2. 粒序层理：又叫递变层理。
其特点：在一个单层内，从底到顶粒度由粗逐渐变细。
沉积学复习题
1沃尔索相律：只有在横向上相关且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上一次叠覆出现而没有间断。
2丘状层理：由一些大的宽缓波状层系组成，外形上像隆起的圆丘状，向四周缓倾斜。
是在正常的浪基面以下，风暴浪基面之上的陆棚地区，由风暴浪形成的一种重要的原生沉积构造。
3冲积扇：山地河流从出山口进入平坦地区以后，因坡降骤减，水流搬运能力大为减弱，部分挟带的碎屑物堆积下来，形成从出口顶点向外辐射的扇形堆积体。
4扇三角洲：是由冲积扇提供物源，主要发育于水下或完全发育于水下的楔形牵引流沉积体。
或：是指由邻近山地的冲积扇推进到稳定水体（海、湖）中形成的扇形砂体。
5浊流：是一种在水体底部形成的高速紊流状态的混浊的流体，是水和大量呈自悬浮沉积物质混合成的密度流，也是一种重力作用推动形成涌浪状的重力流。
6机械沉积分异作用：是碎屑物质在搬运和沉积过程中按颗粒的大小、密度、形状、矿物成分进行分异的作用。
7化学沉积分异作用：溶解物质由于溶解度和浓度不同，以及溶液本身的化学成分、温度、酸碱度等因素的影响，常有一定的沉淀顺序的作用。
8曲流河：弯度指数大于1.5、宽深比低（小于40）的稳定单河道。
9辫状河：多河道、多次分叉和汇聚构成辫状的河流。
10陆表海：也可称作内陆海、陆内海，大陆海等，是位于大陆内部或陆棚内部的、低坡度的、范围广阔的、很浅的浅海。
11陆缘海：位于大陆边缘或陆棚边缘、坡度较大、范围较小、较深的浅海。
泥晶套：内石藻在碳酸盐颗粒边缘钻孔或向外生长，以及泥晶碳酸盐在孔洞或藻间沉淀成充填造成的。
12三角洲：河流进入海洋、湖泊和水库等受水盆地，因坡度减缓，水流扩散，流速降低，将携带的泥沙沉积于此，形成近于顶尖向陆的三角形沉积体13河口湾：被海水淹没的河口地区，也可以看作位于河口的海湾。
14牛轭湖：弯曲河流的截弯取直作用使被截掉的弯曲河道废弃形成的湖。
15萨布哈：指“被盐浸透”的盐沼地，现已成为描述发育于干旱气候条件下潮坪沉积的专用术语。
天津于桥水库沉积物磷累积特征及其释放潜势
天津于桥水库沉积物磷累积特征及其释放潜势王乃丽1，王金梅1，李 慧2，周 滨2，邢美楠2，刘红磊2（1. 天津市环科检测技术有限公司，天津 300191；2. 天津市环境保护科学研究院，天津 300191）摘 要： 于桥水库是天津市唯一的城市集中式饮用水水源，因其藻华影响供水安全，沉积物内源磷问题受到广泛关注。
采集于桥水库柱状沉积物，利用210Pb 和137Cs 放射性同位素方法，构建其沉积年代学，分析磷及其赋存形态的历史分布特征，计算其累计通量及演变过程，评估水库内源磷释放通量和对上覆水的贡献。
结果表明，于桥水库沉积物中总磷含量范围为364～837 mg/kg ；1980年之前，水库沉积物中TP 含量较为恒定，平均为（440±24.8）mg/kg ，之后呈现明显的累积特征，均值上升为(579±136) mg/kg ，最高达837 mg/kg 。
沉积物中可交换态磷（Ex-P ）、铁铝结合态磷（Fe/Al-P ）和有机磷（Org-P ）在时间上均呈现与总磷类似的逐渐累积的变化特征，钙结合态磷和残渣磷是主要的成分。
一维孔隙水扩散模型计算结果表明，于桥水库沉积物-水释放通量为1.130～3.665 mg/(m 2·d)，水库内源磷是藻华发生的重要物质来源。
上述研究结果将为于桥水库藻华发生风险防控和水质管理提供支撑。
关键词： 于桥水库；沉积物；磷；释放通量；流域管理中图分类号： X524文献标志码： A DOI ：10.16803/ki.issn.1004 − 6216.2020.04.009The Accumulation Characteristic of Sedimentary Phosphorusand Its Release Potential in Yuqiao ReservoirWANG Naili 1，WANG Jinmei 1，LI Hui 2，ZHOU Bin 2，XING Meinan 2，LIU Honglei 2（1. Tianjin Huanke Testing Technology Co., Ltd, Tianjin 300191, China ；2. Tianjin Academy of Environmental Sciences, Tianjin 300191, China ）Abstract ： Yuqiao Reservoir is the only drinking water source for Tianjin City. The water quality in this reservoir is impacted by the algal blooms. Thus, the internal phosphorus of the sediment is widely concerned. In this study, the sediment cores were collected. The historical distribution characteristic of the total phosphorus (TP) and its formation were analyzed by the sedimentary chronology method with 210Pb and 137Cs. The accumulated flux and the evolution process were calculated. The release flux of the internal phosphorus and its contribution to the surface water were also evaluated. The results showed that the content range of sedimentary phosphorus in Yuqiao Reservoir was from 364 to 837 mg/kg. The TP content was relatively constant (440±24.8 mg/kg averagely) before 1980s. Then there was an obvious accumulation characteristic for the TP, the average value of the TP content increased to (579±136 mg/kg), the max value was 837 mg/kg -1. There was a similar accumulation trend between TP and the other fractions of phosphorus, including exchangeable phosphorus (Ex-P), phosphorus bounding to Fe and Al (Fe/Al-P), and organic phosphorus (Org-P). The calcite bounding phosphorus and residual phosphorus were the main components for the sedimentary phosphorus in this reservoir. The results calculated by the one dimensional holes diffusion of water model showed that the release flux of phosphate ranged from 1.130 to 3.665 mg/(m 2·d). The internal phosphorus was an important contributor of the algal blooms in Yuqiao Reservoir. The findings in this study aims to provide a support on the risk prevention of the algal blooms in the reservoir and the water quality management.Keywords ： Yuqiao Reservoir ；Sediment ；Phosphorus ；Release Flux ；Watershed Management CLC number ： X524水库大多作为城市生活饮用水水源地，受人类活动影响较大[1]，其污染来源广、途径多、种类复杂，累积在水库沉积物中营养盐和重金属等污染物在适宜条件下可从沉积物中重新释放到上覆水体[2]，收稿日期：2020 − 01 − 14基金项目：天津市科技计划项目（18ZYPTSF00050）作者简介：王乃丽（1973 − ），女，高级工程师。
轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)对沉积物-水界面微观剖面理化参数的影响
轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)对沉积物-水界面微观剖面理化参数的影响田翠翠;王纯波;李倩;肖邦定【摘要】水生植物是湖泊生态系统的重要组成部分,沉积物-水界面是湖泊生态系统中营养盐循环的重要界面,因而研究水生植物对沉积物-水界面微观剖面的影响具有重要意义.本文利用轮叶黑藻作为研究对象,研究了来自于香溪河、太湖和东湖3个样点的沉积物及上覆水中N、P等理化性质,并利用微电极研究轮叶黑藻对3种沉积物-水界面微观剖面是否有影响.实验结果表明:轮叶黑藻生长迅速.增长率因沉积物不同而不同,有一定的耐污能力；轮叶黑藻使水体和沉积物中总氮、总磷含量减少,对水体和底泥有一定的净化作用；轮叶黑藻可使水体溶解氧升高,并使沉积物有氧层厚度增加,改变沉积物的氧化还原电位；轮叶黑藻可能改变了根际微环境中微生物的数量和种类,而使沉积物和上覆水中的pH、N2O和H2S等发生变化.【期刊名称】《湖泊科学》【年(卷),期】2013(025)005【总页数】8页(P715-722)【关键词】轮叶黑藻;沉积物-水界面;垂直剖面【作者】田翠翠;王纯波;李倩;肖邦定【作者单位】中国科学院水生生物研究所,武汉430072;中国科学院大学,北京100049;中国科学院水生生物研究所,武汉430072;中国科学院大学,北京100049;中国科学院水生生物研究所,武汉430072;中国科学院大学,北京100049;中国科学院水生生物研究所,武汉430072【正文语种】中文湖泊沉积物是重要的内源污染源，是氮、磷等营养元素的载体，可以为各种微生物提供生境，积极参与营养元素的循环以及湖泊的进化演替过程[1].湖泊沉积物对其所处生态系统有重要影响，是水体中营养物质最大的源和库[2]，一定程度上影响着水质的好坏，因而研究沉积物的环境特征具有重要的实际意义.湖泊修复的过程中，在外源污染得以减少或控制的情况下，内源负荷将延长湖泊生态系统的恢复进程，因而更值得关注[3].湖泊内源负荷通过沉积物-水界面进入水体并发挥作用，已有研究表明沉积物间隙水中污染物分布特征与湖泊内源负荷有直接关系[4].沉积物-水界面营养盐的循环受物理、化学、生物等因素的调节.因此研究沉积物-水界面的环境特征，有助于对湖泊内源污染的控制.一般而言，表层沉积物为各种物质循环和能量转换的活跃区域.常规的采样分析容易破坏这种微界面，不利于研究.因此需要一种精度更高的原位分析方法——微电极技术.微电极技术是一种原位研究微环境的新技术，具有测量数据精度高、空间精度高、不破坏被测点的微环境等优点，为人们对微区环境结构进行探索提供了一种强有力的手段.湖泊富营养化的治理，内源营养物质的去除是不可忽略的.采用物理方法如底泥疏浚等，虽然可行，但是需要花费很大的人力、物力、财力，而且淤泥的处理也是一个问题.利用大型水生植物竞争性地吸收内源营养，具有优先占领有利于高等水生植物优势的生态位[5]，且易于实施等特点.在众多治理富营养化水体的措施中，利用水生植物特别是沉水植物可以得到良好的净化效果，有利于重建和恢复良好的水生生态系统[6].水生植物是水生态系统的重要组成部分和主要的初级生产者之一，对生态系统物质循环和能量传递起调控作用[7].水生植物可以通过物理、化学和生物过程[8]吸收水体营养物质，改善沉积物的理化性质，对重建和修复湖泊生态体系的平衡具有积极的作用.其中，轮叶黑藻(Hydrilla verticillata，以下简称黑藻)是水鳖科(Hydrocharitaceae)的一种多年生沉水植物，具有很强的营养繁殖能力，普遍生长在我国各处水域中.由于具有生存范围广、适应性强[9]、繁殖力强(主要通过断枝扦插等方法繁殖)等特点，常在富营养化水体沉水植被恢复工程中作为先锋物种[10].本文利用轮叶黑藻进行室内模拟研究，分析轮叶黑藻对香溪河、太湖和东湖3 种不同富营养化程度底泥的理化性质和垂直分布的影响及它们之间的相互关系，并进一步探讨轮叶黑藻对水生态系统的净化效果及其重要意义.1 材料与方法1.1 实验材料沉积物:本研究主要选取了3 种不同污染程度的水体底泥(香溪河、太湖和东湖)，其理化参数见表1.用柱状采泥器或抓斗式采泥器采集0 ～10 cm 表层新鲜沉积物，置于便携式冰箱快速带回实验室进行分析，新鲜泥样直接过80 目筛(避免穿刺剖面时泥样中大颗粒物损坏电极)，过筛后混匀，备用.黑藻:采自云南滇池，带回实验室用自来水冲洗数次后，在实验室内培养.实验时选取健壮的新生芽体(3 cm 左右)，放在蒸馏水中备用.表1 实验开始时沉积物的理化特征Tab.1 Physical and chemical properties of sediments at the beginning of the experiment水体总氮/(mg/g) 总磷/(mg/g) 有机质/% 含水率/% 孔隙度耗氧速率/(μmol/(g·h))pH香溪河0.86 ±0.03 0.78±0.01 5.75 ±0.32 60.0 ±2.57 0.44 ±0.06 1.60 7.64太湖0.69 ± 0.05 0.25 ± 0.01 4.74 ± 0.08 42.9 ± 1.08 0.27 ± 0.08 3.13 6.66东湖3.75 ± 0.06 4.48 ± 0.02 11.81 ± 0.77 29.2 ± 3.23 0.20 ±0.03 4.92 7.361.2 实验设计将沉积物泥水混合物充分混合均匀后，等量分装到36 个100 ml 的烧杯(每种沉积物12 个)中，待其自然沉降后，沉积物厚度和水深度分别为2 和3 cm.然后用黑色塑料袋包裹整个烧杯的杯体，以保证光线只能从上端射入.将黑藻芽尖扦插于沉积物中，每组设8 个平行.空白组不加黑藻，其他同实验组.待准备完成后于光照培养箱(GP-01 型)中培养，条件设置为:周期为60 d 左右，温度为25℃，光暗比为12 h∶12 h，光照时光级为4(光照度为60 ～70 μmol/(m2·s))，暗处理时光级为0(光照度为0).每天用蒸馏水补足蒸发减少的水分.定期取样分析.1.3 分析测定黑藻的生长状况通过测量鲜重、芽数、根长和根数来衡量.叶绿素采用汪志国等[11]报道的双波长分光光度法，具体用80%丙酮提取后按下列公式计算:沉积物TN 采用半微量开氏法测定，TP 采用灰化法[12]测定，有机质采用高温灼烧法测定.水质常规指标(TN、TP、NO3--N、NH4+-N 等)测定参照《水和废水监测分析方法》(第四版)[13].沉积物孔隙率通常采用烘干测含水率的方法测定，孔隙率(Φ)计算公式为(V 表示体积):沉积物的耗氧速率(sediment oxygen demand，SOD)采用微呼吸氧电极(Unisense)测定，实验参照并改进许倩颖等[14]测量SOD 的方法.具体做法为取一定质量的沉积物于4 ml 微呼吸瓶中，加入充氧至饱和的超纯水，小心地塞上带有毛细孔的塞子，然后将微电极插入毛细孔内，实验时装置内不能有气泡.开动磁力搅拌器，待稳定后开始记录，每3 s 记录一次溶解氧值，记录1 h 后溶解氧值，计算可得单位质量的沉积物在1 h 内的耗氧速率.黑藻的光合呼吸作用采用微呼吸氧电极测定，参照Colmer 等[15]的方法.实验用培养基含有(mmol/L):Ca2+(0.62)、Cl-(1.24)、Mg2+(0.28)、(0.28)、Na+(0.50)、HCO3- (0.50)，然后往培养基中充10 min的N2，以防止测量过程中出现O2过饱和现象[15]，将该培养基分别加入到3 个4 ml 微呼吸瓶中.实验组(2个)分别加入一定质量的新鲜黑藻叶片，一个遮光，另一个不遮光，空白组不加叶片，其他同实验组.将微呼吸瓶放于温度为30℃、光照度为13 μmol/(m2·s)的光照培养箱中培养.用微呼吸氧电极连续监测瓶内DO，根据DO 的变化可计算出单位质量的黑藻在单位时间内O2的变化速率，即光合速率.沉积物-水界面的微观剖面利用穿刺型微电极进行测量.实验中主要涉及 O2、pH、氧化还原电位(ORP)、H2S、N2O 在沉积物-水界面几毫米至几厘米内的变化.具体做法是:首先将微电极(DO、pH、ORP、H2S、N2O 等)连接在四通道主机上进行极化和校正.在穿刺样品时将微电极安装在一个马达控制器上，通过调节相应的参数(O2、H2S、N2O 响应时间为3 s，pH、ORP 为 11 s;步距均为500 μm)来研究沉积物-水界面剖面微尺度上的变化.待实验开始后，每10 d 用微电极进行穿刺，分析沉积物-水界面的垂直剖面变化趋势.1.4 数据处理数据处理利用SPSS 13.0 数据处理软件处理.不同组对沉积物和水体的影响利用方差分析分析组间差异，方差具有齐次性时采用LSD 检验，方差不具有齐次性时采用Tamhane's T2 检验，差异显著性水平均为P ＜0.05.图表采用Origin 8.0 作图分析.2 结果与讨论2.1 黑藻生长状况及对水质和底泥的影响2.1.1 黑藻生长状况由培养30 d 和60 d 后黑藻的生长状况可以看出，不同沉积物对黑藻的生长存在差异(表2)，说明沉积物的理化性质对沉水植物的兴衰具有重要影响.黑藻分枝数也明显增多，且东湖组明显高于香溪河和太湖组，说明黑藻有较强的耐污(营养状况)能力.至实验中期(30 d 左右)，香溪河、太湖、东湖沉积物中黑藻生物量的增长倍数依次为2.95、2.16、5.20，生物量均显著增加(P ＜0.05).但由于生长空间和光照等条件的限制，实验后期生物量增长速率反而不如实验初期，因而在实际应用中，适时收割是保证植物持续旺盛生长的必要措施[16].黑藻根生长迅速、根长和根数显著增加，并不断从沉积物中吸取营养物质等.从叶绿素含量来看，黑藻茎尖叶绿素含量因沉积物不同而有所不同，且随着培养时间的增加而增加(图1).实验初期叶绿素含量较低，主要是由于实验初期黑藻长势不好.2.1.2 黑藻对水质和底泥的影响黑藻可通过叶片等吸收水体里的营养物质，对水质有一定的影响，具体表现为使水体N、P 含量降低(图2).对照组TN、TP 也有所降低，说明除植物的吸收作用外，可能还存在沉降作用[16].表2 黑藻生长状况*Tab.2 The growth situation of H.verticillata* 表中数据为平均值±标准差，不同小写字母表示差异显著，下同.培养时间参数香溪河沉积物太湖沉积物东湖沉积物30 d 分枝数2.75 ±0.50a3.00 ±1.41ab 5.50 ±0.58b生物量/g(FW) 0.26 ±0.04a 0.21 ±0.05a 0.40 ±0.03b根长/cm 119.22 ±17.77ab 81.84 ±29.43a 173.51 ±35.72b根数1.75 ± 0.50a 1.50 ± 0.50a 3.75 ± 0.96b 60 d 分枝数3.86 ±1.77a 3.23 ±0.93a 7.14 ±1.35b生物量/g(FW) 0.27 ±0.02a 0.22 ±0.04a 0.65 ±0.10b根长/cm 143.30 ±18.61a 100.48 ±27.20a 419.93±60.54b根数3.00 ± 0.82a 3.15 ± 1.77a 7.00 ± 2.83b图1 黑藻茎尖1 cm 左右叶绿素含量Fig.1 Contents of chlorophyll in tip 1 cm of H.verticillata黑藻对底泥的影响主要表现在对沉积物理化性质的影响.沉水植物的生长需要从沉积物中吸取N、P 等营养元素.黑藻对沉积物中N、P 有一定的影响(图3)，具体表现在:除太湖沉积物外，黑藻可以一定程度上降低沉积物中的N 含量;不同沉积物中P 含量也有所降低，但是由于实验条件的限制，去除能力有限，差异并不显著.2.2 黑藻对沉积物-水界面垂直剖面的影响沉积物-水界面是水体和沉积物两相组成的边界环境，其密度、微粒和溶液组成、化学种类的活动性、pH、ORP 和生物活动性等方面均存在明显的梯度变化[17]. 2.2.1 沉积物-水界面DO 的垂直分布黑藻生长使水体DO 增加，沉积物-水界面有氧层厚度增加(图4).水体中DO 的升高反映了黑藻光合作用的程度，实验测得单位质量鲜重的黑藻的光合作用速率为0.732 mg/(g·h)，且在一定范围内，照度越强，光合速率越快[18].黑藻对沉积物-水界面DO 垂直剖面的影响过程主要表现以下两个方面:图2 上覆水体中TN 和TP 的变化Fig.2 Changes of TN and TP contents in overlying water图3 沉积物中TN 和TP 的变化Fig.3 Changes of TN and TP contents in sediments①维管束泌氧.实验初期，通过扦插的方式将黑藻茎尖植入沉积物，因而对沉积物的影响主要是通过维管束泌氧来实现的.黑藻通过光合作用产生氧气，一方面满足自身呼吸作用的需要，维持植株的正常生长;一方面通过维管束可以到达沉积物，并影响沉积物-水界面氧的微观变化.②根系泌氧.由于根和茎等通气组织的存在，使其能够运输所需的氧到根部.这些氧除了满足根部的有氧呼吸之外，其中的一部分在运输过程中会通过根轴径向释放到根际土壤中，称之为根系泌氧[19].图4 培养40 d 后不同处理组沉积物中DO 的垂直变化Fig.4 Vertical characteristics of DO in sediments after cultivation of 40 d维管束泌氧和根系泌氧对沉积物-水界面有十分重要的意义，一方面使还原态介质中形成氧化态的微环境，使有氧层厚度增加，可能改变微生物的种类和结构，并为好氧微生物提供适宜的小生境;另一方面使还原性物质得到氧化，改变沉积物的氧化还原电位，促进湿地植物在根表形成铁锰氧化物膜[20]等，从而影响养分、厌氧降解产生的还原性毒素[21]等的存在形态及其生物有效性.有氧层厚度除与维管束泌氧和根系泌氧有关外，还与沉积物耗氧速率和沉积物孔隙率等密切相关.一般而言，沉积物-水界面中氧气消耗可以归结为3 个过程:有机物的需氧分解、动物的呼吸以及厌氧腐败的还原性产物的氧化，包括NH4+ 、Mn2 +、Fe2 +、H2S、FeS 和 FeS2[22].这些过程主要受微生物活动的影响，而微生物活动又与光照、营养元素等息息相关.沉积物耗氧速率在综合评价水体水质和环境特征时是一个非常有用的参数，对分析水体氧收支平衡和评价水环境质量具有重要意义[14].实验监测了3 种沉积物的耗氧速率依次为香溪河＜太湖＜东湖(表1)，这与有机质含量的规律相一致.Raun 等[23]的研究也表明，沉积物中有机质含量越高，氧耗越大.沉积物的氧气消耗很大程度上受氧气从沉积物表面水中穿过沉积物的传递过程影响.这些传递过程包括分子扩散、生物扰动作用(与动物活动引起的溶解物和颗粒的传输相似的扩散)、生物喷灌(由管栖动物泵吸活动引起的溶解物传输过程)以及由水流和波浪引起的对流[22].实验开始后，溶解氧在距离沉积物表面2 mm 左右处耗尽，平滑的剖面表明沉积物中氧气的垂直传递机制主要是分子扩散[22]，并且可能还有小型动物引起的生物扰动.实验中东湖沉积物孔隙率最低，使得分子扩散速率也相对较低，而耗氧速率最高(表1)，因而沉积物-水界面有氧层厚度也最小.2.2.2 沉积物-水界面pH 和氧化还原电位的垂直分布 pH 的作用主要表现在影响沉积物中微生物的活动和离子的存在状态，如影响反硝化细菌和产硫菌等，对物质的迁移或富集有一定的影响.因此，pH 值是一个重要指标.培养60 d 不同沉积物pH 值变化各不相同，但就整体而言，沉积物pH 在整个剖面变化并不大，香溪河和东湖沉积物pH 在7.18 ～7.98 之间变动，太湖在6.32 ～7.19 间变动，均呈中性偏弱酸性或弱碱性.进入沉积物后，pH 值随沉积物深度增加而降低(图5)，这反映了不同沉积物pH 垂向分布特征的多样性.除pH 外，沉积物的氧化还原电位也是沉积物的重要理化指标.ORP 的高低能反映其氧化还原能力的强度，它对化合物和矿物的形成或分解具有重要作用[24]，沉积物剖面的氧化还原状态分布不同，反映了不同深度的沉积物存在有机质的多少以及微生物活动强弱的差异[24].有黑藻的实验组氧化还原电位略高于没有黑藻的对照组(图5)，这主要是受DO 的影响，黑藻根系泌氧和维管束泌氧的存在使植物根际还原性物质被氧化，导致氧化还原电位升高.另外，DO 的变化可能改变离子的存在状态，引起pH 的变化.而DO 和pH 的变化又可能影响沉积物中微生物的活性和种类，引起N2O 和H2S 的变化.图5 培养60 d 后不同处理组沉积物中pH 和ORP 的垂直变化Fig.5 Vertical characteristics of pH and ORP in the sediments after cultivation of 60 d 2.2.3 沉积物-水界面N2 O 和H2 S 的变化沉积物中氮含量反映了湖泊的营养状况和污染程度.氮在湖泊沉积物-水界面的迁移转换是一个复杂的过程，硝化和反硝化作用是沉积物-水界面氮迁移和交换的主要形式.沉积物-水界面的硝化和反硝化反应是垂向分层进行的，反硝化作用仅发生在好氧-厌氧界面以下的一个狭小的区域[25].界面附近的微生物脱氮过程即反硝化作用可以将硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2 O、N2 等气体并被排出水体.培养30 d 后，实验组和对照组N2O 差异并不明显(图6)，这主要与沉积物中反硝化细菌的种类和数量有关.另外，有黑藻的实验组无论水体还是沉积物中N2O 的含量都较对照组低，这是由于黑藻根系泌氧和维管束泌氧改变了根际微区的微环境，不利于反硝化菌的代谢活动，使沉积物-水界面的N2 O降低.沉积物中硫化氢的形成主要是由硫酸盐的还原作用造成的，该还原作用对水生态系统中的氧来说是最为重要的可选择的电子受体[26].硫化物主要受pH 的影响，在主要受控于pH 的条件下能够形成一个H2 S 的化学平衡，即:然而实验发现，对于不同沉积物，H2S 含量很少且变化并不明显，太湖略高于另外两种沉积物(图6)，这主要一方面是由于酸性条件反而有利于上述平衡左移而产生H2 S;另一方面，沉积物微区微环境的改变，还原性物质被氧化，也不利于H2S 的产生.3 结论图6 培养30 d 后不同处理组沉积物中N2O 和H2S 的垂直变化Fig.6 Vertical characteristics of N2O and H2S in the sediments after cultivation of 30 d 1)3 种水体沉积物中黑藻生长状况均良好，对于不同沉积物可以改变其生物量、生理及生化指标，具体表现为:东湖沉积物中黑藻的生物量、分枝数、根长、根数等均高于香溪河和太湖沉积物，黑藻有一定的耐污适应能力.2)黑藻通过根系泌氧和维管束泌氧使沉积物-水界面有氧层厚度增加，改变根际微区的微环境.有氧层厚度的增加可能改变了沉积物中微生物的种类和数量，并使根系微区微环境中还原性物质被氧化，氧化还原电位升高.3)DO 的变化造成根际微区微环境的变化，影响沉积物中微生物的活动和离子的存在状态，并进一步对pH、N2O、H2S 及水体和沉积物中的物质循环等产生影响.最终改变水体及沉积物的营养状况，如使水体和沉积物中N、P 等含量降低.4 参考文献【相关文献】[1]高慧琴，刘凌，方泽建.夏季湖泊表层沉积物的理化性质与微生物多样性.河海大学学报:自然科学版，2011，39:361-366.[2]Holtan H，Nielsen LK，Stuanes AO.Phosphorus in soil，water and sediment:An 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and O2 exchange.New Phytologist，2008，177(4):918-926.[16]吴娟，吴振斌，成水平.黑藻对水体和沉积物理化性质的改善和营养元素的去除作用.水生生物学报，2009，33:589-595.[17]万国江.环境质量的地球化学原理.北京:中国环境科学出版社，1988.[18]苏文华，张光飞，张云孙等.5 种沉水植物的光合特征.水生生物学报，2004，28:391-395.[19]Armstrong J，Armstrong W，Beckett PM.Phragrnites australis:venturi-and humidity-induced pressure flows enhance rhizome aeration and rhizosphere oxidation.New Phytologist，1992，120:197-207.[20]邓泓，叶志鸿，黄铭洪.湿地植物根系泌氧的特征.华东师范大学学报，2007，(6):69-76.[21]Li Y，Wang X.Root-induced changes in radial oxygen loss，rhizosphere oxygen profile，and nitrification of two rice cultivars in Chinese red soil regions.Plant and Soil，2013，365:115-126.[22]Berg P，Røy H，Janssen F et al.Oxygen uptake by aquatic sediments measured with a novel non-invasive eddy-correlation technique.Marine Ecology Progress Series，2003，261:75-83.[23]Raun AL，Borum J，Sand-Jensen K.Influence of sediment organic enrichment and water alkalinity on growth of aquatic isoetid and elodeid plants.Freshwater Biology，2010，55:1891-1904.[24]赵兴青，杨柳燕，于振洋等.太湖沉积物理化性质及营养盐的时空变化.湖泊科学，2007，19(6):698-704.[25]Nielsen LP，Christensen PB，Revsbech NP et al.Denitrification and photosynthesis in stream sediment studied with microsensor and whole-core techniques.Limnol Oceanogr，1990，35:1135-1144.[26]Pedersen O，Binzer T，Borum J.Sulphide intrusion in Eelgrass (Zostera marina L.).Plant，Cell and Environment，2004，27:595-602.。
海岸线上升时沉积物在垂直方向上的变化
海岸线是地球上海洋和陆地交接的重要界面，因为海岸线的地貌和沉积物在水平和垂直方向上的变化，以及与气候和海洋动力学的关系，一直备受地质学家和海洋学家的关注。
本文将重点讨论海岸线上升时沉积物在垂直方向上的变化。
1. 海岸线上升的原因海岸线上升是指由于地壳运动或全球气候变化等原因导致海平面上升，从而改变了原本的海岸线位置。
目前，全球变暖引起的冰川融化和地质构造运动是导致海岸线上升的主要原因。
2. 海岸线上升对沉积物的影响当海岸线上升时，原本处于海平面以下的海床沉积物会受到影响，垂直方向上会发生一系列变化。
3. 沉积物的垂直变化在海岸线上升的过程中，原本沉积在海床上的沉积物会向上迁移，形成新的沉积层。
由于海平面上升带来的海水侵蚀作用，部分沉积物会被悬浮在水中，在海水的运动和流动中重新分布，导致沉积物的垂直方向上发生改变。
4. 沉积物的重排和沉积海水中悬浮的沉积物在海岸线上升时会随着海水的流动被重新重排和沉积。
一些轻质的沉积物可能被冲刷到更远的海域，而一些重质的沉积物则会沉积在更靠近海岸线的地方，形成新的沉积层。
5. 沉积物的成因和特点海岸线上升带来的沉积物垂直变化主要受到海水流动、波浪作用、潮汐和气候变化等因素的影响。
新的沉积层在粒度、成分和结构上可能与之前的沉积层有所不同。
这些沉积物还可能记录了海平面上升和海岸线变化的地质历史信息。
6. 沉积物的研究意义对海岸线上升时沉积物在垂直方向上的变化进行研究，不仅可以帮助我们了解海岸线演变的地质过程，还可以为预测和评估海岸线上升对环境和人类活动的影响提供重要的科学依据。
沉积物的垂直变化还为地质学和海洋学等学科提供了丰富的研究对象和材料。
海岸线上升时沉积物在垂直方向上的变化是一个复杂而重要的地质现象，在全球气候变化的背景下，对其进行深入研究具有重要的科学意义和应用价值。
希望未来能有更多的科研机构和学者投入到这一领域的研究中，为我们对地球的认知和应对气候变化提供更多的支持和帮助。
内源沉积岩结构成因分类
内源沉积岩结构成因分类内源沉积岩是指在陆地或海洋内部形成的沉积岩。
其结构形成主要受到沉积环境、沉积物来源、沉积作用等因素的影响。
根据内源沉积岩的结构成因，可以将其分为三类：层理结构、节理结构和溶蚀结构。
一、层理结构层理是指沉积岩中具有明显平行分层的结构。
它是沉积作用的结果，反映了沉积物在沉积过程中的堆积方式和沉积环境的变化。
层理结构的形成与沉积物的粒度、颗粒形状、沉积速度、水流动力学等因素密切相关。
1. 水平层理：这是最常见的层理结构，沉积物在水平方向上堆积形成平行的层次。
水平层理通常形成于缓慢沉积的湖泊、河流和海洋沉积环境中。
2.交错层理：交错层理是指沉积物在水平方向上交错排列形成的结构。
它常见于河流、河口和海滨地区，是由于水流的交错和冲刷作用造成的。
3.斜层理：斜层理是指沉积物在水平方向上呈斜角堆积形成的结构。
斜层理常见于河口、海滨地区和海底的强流动环境中。
二、节理结构节理是指沉积岩中具有一定规律的裂隙或裂缝。
它是由于沉积物受到外力作用或内部应力释放而形成的。
节理结构的形成与沉积物的物理性质和构造应力有关。
1. 平行节理：平行节理是指沉积岩中具有平行排列的节理。
它常见于沉积物中的粘土和页岩，是由于构造应力和沉积物的收缩作用而形成的。
2. 垂直节理：垂直节理是指沉积岩中具有垂直排列的节理。
它常见于砂岩和砾岩中，是由于构造应力和沉积物的膨胀作用而形成的。
3. 斜节理：斜节理是指沉积岩中具有斜角排列的节理。
它常见于沉积物中的泥岩和页岩，是由于构造应力和沉积物的剪切作用而形成的。
三、溶蚀结构溶蚀结构是指岩石中由于水溶解作用或化学侵蚀作用而形成的结构。
溶蚀结构的形成与岩石中的溶解度、水流动力学和水化学条件有关。
1. 溶洞：溶洞是指岩石中由于溶解作用形成的大型空洞。
它常见于石灰岩和石膏岩中，是由于地下水的溶解作用和流动作用而形成的。
2. 溶蚀沟：溶蚀沟是指岩石表面由于水流的冲刷和溶解作用形成的沟槽。
它常见于石灰岩和石膏岩地区，是由于地表水的溶解作用而形成的。
物理改良对湖泊沉积物和间隙水特征的影响_古小治
测得采用烘干法在 105℃下烘 6h,含水率为沉积
物烘干前后质量差值与原有湿沉积物质量的比
值.湿容重采用环刀法测定.利用柱状采样器,采
集表层沉积物柱样,保持原始结构不被破坏,将湿
底泥填满金属小环(h＝0.90cm,φ＝3.50cm),容重
为湿沉积物的质量与小环体积的比值.在 105℃
下烘 6 h,孔隙度按下面公式计算[7].
2期
古小治等：物理改良对湖泊沉积物和间隙水特征的影响
257
包括污染底泥疏浚[4],吹填[5](用清洁表土覆盖污 染底泥)及添加化学试剂如铝盐和钙盐来固定磷 酸盐[6]等.前两者控制底泥营养盐释放在一些湖 泊治理中起到了一定的积极作用,但随着时间的 推移,良好的水质状态不能保持.而添加化学试剂 成本高且易带来对湖泊的二次污染.
南四湖是山东省重要水源地,为南水北调工 程东线必经通道[1].对湖泊水体来说,沉积物犹如 一个营养贮存库,湖泊水体富营养化程度与底泥 营养物释放有较为密切的联系[2-3].有关通过沉 积物改性来控制湖泊内源污染的技术手段,主要
收稿日期：2009-07-21 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAC10B03);国家 自然科学基金资助项目(40730528);江苏省太湖水污染治理科技专 项(BS2007161) * 责任作者, 研究员, cxf@
作者采用原位间隙水采样器技术(Peeper)[7] 及微氧电极技术来模拟研究物理改良措施对 沉积物-水微界面沉积物氧化还原状况及间隙 水营养盐的影响,旨在探讨通过底泥疏松、覆沙 的物理改良措施,达到有效改善表层沉积物氧 化还原状况、孔隙度等,以较低成本有效控制内 源污染的目的,为今后该区植被的生长和恢复 创造条件.
POR(%)
第六章 大洋沉积解读
第六章 大洋沉积
第四节 钙质生物沉积 CaO3>30%，陆源粘土、粉砂<30%的远洋沉积 物。 一、类型 1、有孔虫软泥 2、钙质超微化石软泥（颗石软泥） 3、翼足虫软泥：文石 图6-12-13-14
第六章 大洋沉积
二、沉积构造 韵律性水平层理。 三、溶跃面及方解石补偿深度 1、溶跃面：碳酸盐在大洋中溶解速度随深度 增大，当到达一溶解速度梯度急剧变化的界面 称为溶跃面。 控制溶跃面的主要因素是深层和底层水的性质； 图6-15-16 2、方解石补偿深度 方解石沉降速率等于溶解速率的深度界面。
第六章 大洋沉积
骨屑溶解速度与海水CaCO3饱和度有关：
Q ([Ca ][CO3 ]) 特定海水 ([Ca ][CO3 ]饱和CaCO3海水
2 2 2 2
由于Ca2+浓度随温盐压的变化不大，CaCO3平 衡的海水中Ca2+含量与实际海水中的含量相同， 简化式为： 2
Q [CO3 ]) 特定海水
第六章 大洋沉积
各大洋的东南、东北信风带都形成由东向西的 东南、东北信风流（亦称南、北赤道流）图6-6 南北半球的西风带各形成一支向东流的西风漂 流，北半球称为北太平洋流、北大西洋流；赤 道流、西风漂流、和其间的西边界流（黑潮、 湾流、巴西海流、东澳大利亚海流、厄加勒斯 海流等）、东边界流（加利福尼亚海流、加那 利海流、秘鲁海流、本各拉海流等）构成了反 气旋（逆时针）及气旋式（顺时针）环流；各 大洋的反气旋式环流都存在纬向不对称性。
第六章 大洋沉积
3、古气候意义：反映干燥区分布、信风位置 和强度变化，风成沉积与寒冷、干燥的冰期相 对应。 第八节 火山成因沉积 1、陆地搬运到海洋的火山物质叫海洋火山碎 屑沉积； 2、火山碎屑经改造形成的沉积物叫海洋外力 碎屑沉积物； 3、海底火山喷发或海底热液活动沉积物叫海 洋自生沉积物。 4、火山灰：致密或多孔微粒组成，如浮岩火 山玻璃等。
4 臼齿构造主要成因模式及时空分布意义
０ 引言
地质历史时期的沉积作用存在许多明显的特 点，尤其是约占地球全部历史９／１０的前寒武纪地
球更是充满了众多引人人胜的科学命题Ⅲ，比如生 命的早期演化、雪球地球、盖帽碳酸盐岩、叠层石衰 减事件、臼齿构造碳酸盐岩等问题。对这些基础地 质问题的研究，不仅有助于更深刻地认识早期地球
收稿日期：２００８—１１－２０ 基金项目：国家自然科学基金项目（４０４７２０６５）；中国石油化工股份有限公司项１＝Ｉ（Ｃ０８００—０７一ＺＳ－１６４） 作者简介：陈留勤（１９８３一），男．甘肃陇南人，理学博上研究生，从事沉积学与层序地层学研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｑｉｎｃｈｅｅｎ＠１６３．ｃｏｍ
蓟县剖面中元古代高于庄组第三段的臼齿构造主 要发育于中至深缓坡泥晶灰岩地层中，从臼齿构造 经纹理化构造再到叠层石构成了一个向上变浅的 沉积序列（图３）。臼齿构造和叠层石作为前寒武纪 两种特殊的沉积构造类型，二者在时空发育方式上 表现出明显的不相容性。这样二来，前寒武纪至少 存在２个海洋演化生物群，即由元古代叠层石所代 表的“第一个海洋演化生物群（Ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｍａｒｉｎｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｂｉｏｔａ）”Ｄ４３和与臼齿构造关系密切的 “地下超微生物花园”［７］，同时也表明了地球上无处 不在的微生物世界对三大沉积体系（碳酸盐岩、碎 屑岩和蒸发岩）存在重大的沉积动力学影响，并与 物理作用（侵蚀、变形、沉积等）和化学作用（蒸发、 溶解等）一起在沉积岩中形成了比较特殊的微生物 沉积构造ｎ引。
性质和早期快速成岩作用。目前，臼齿构造（有人
也称之为“臼齿状构造”，Ｍｏｌａｒ Ｔｏｏｔｈ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）
的形成机制和在新元古代消亡的时间及意义成为
众多沉积学家关注的焦点，已经在世界上各主要大
ａ～ｄ为臼齿构造的野外露头照片，臼齿构造显示为大级别至小级
岩石学04-16年真题总结
岩石学04-16年真题总结一、名词解释1、交织结构：交织结构是指基质中平行排列的斜长石中分布了辉石、角闪石和磁铁矿等小的颗粒。
（玻晶交织结构，即安山结构，是指岩石中的基质都是由玻璃和斜长石的微晶构成的结构）2、枕状构造：枕状构造是海底溢出的基性熔岩流中常见的构造，当热的熔岩自海底溢出进入到水体中后，遇水淬冷，形态转变为枕状，大小不等，互相堆积，每一个枕体，一般顶面上凸，底面较平，外部为玻璃质壳，向内逐渐变为显晶质，二者之间可有同心层状分布的气体或杏仁体。
3、凝灰结构：主要由小于2mm的火山碎屑所组成的结构。
熔结凝灰结构是凝灰结构的一种特殊类型，其特点是含有较多的塑性-半塑性岩屑和玻屑，它们在岩石中成定向排列，并被压扁拉长而成似流动构造，有时有绕过某些刚性碎屑“流动”的现象。
4、嵌晶结构（连生结构）：主要见于碳酸盐和硫酸盐（石膏）胶结物中，其特点是胶结物的晶粒因重结晶后形成巨大的连生晶体，碎屑颗粒被包含于胶结物的大晶体中。
4、嵌晶结构（异质增生堆晶结构）：堆晶矿物颗粒间熔体与岩浆房中的岩浆有物质成分的交换，并且晚期结晶的矿物将早期堆晶矿物包裹。
5、鸟眼构造（雪花构造）：在细粒碳酸盐中，见有一种微小的孔洞，其形状似鸟眼，大致平行于层理排列。
孔洞常为亮晶方解石充填，这种构造称为鸟眼构造。
其常见于潮上带及潮间带碳酸盐沉积物中，尤以潮上带最为发育。
6、长石砂岩：其碎屑组分主要是石英和长石，长石含量必须大于25％，石英含量小于75％，岩屑含量小于长石，常含有少量黑云母或白云母。
多为红色或浅红色，颗粒较粗，为粗-中粒结构，圆度较差，分选不好或中等。
7、片状构造：是变质岩最常见、最典型的构造，其特点是岩石中所含大量片状、柱状和粒状矿物都呈平行排列，与千枚状构造不同的是各组分全部重结晶，肉眼可分辨矿物颗粒。
8、P-T-t轨迹：岩石在变质作用过程中温压条件随时间（t）的变化而变化的历程，或是在P-T图解中表示该历程的曲线。
沉积物重力柱
沉积物重力柱
沉积物重力柱是指由于沉积物的堆积而形成的一种垂直柱状结构。
在沉积物堆积的过程中，由于重力的作用，沉积物会向下堆积，形成垂直向下延伸的柱状结构，称为沉积物重力柱。
沉积物重力柱通常出现在水下环境中，例如海底、湖底等地方。
这些地方存在水流或海浪的作用，使得沉积物在重力的作用下向下堆积形成柱状结构。
沉积物重力柱的形成一般与沉积物的稳定性有关，较稳定的沉积物容易形成较大的重力柱。
沉积物重力柱对地质过程和沉积环境有一定的指示意义。
通过研究沉积物重力柱的性质和分布，可以了解沉积物的堆积作用和环境演化过程。
此外，沉积物重力柱还是地球科学中重要的石油勘探和开采目标，因为柱状结构有助于油气的聚集和储存。
湖泊沉积物的特点
湖泊沉积物的特点湖泊是地球上最常见的水体之一，它们广泛分布于全球各地，包括淡水湖泊、咸水湖泊和碱性湖泊等。
湖泊的存在与演化离不开沉积作用，而湖泊沉积物的特点也成为了人们研究湖泊演化和环境变迁的重要依据。
本文将从沉积物的组成、结构、形态和特征等方面，介绍湖泊沉积物的特点。
一、湖泊沉积物的组成湖泊沉积物的组成主要包括有机质、碎屑物、化学沉积物和生物沉积物等。
有机质是指由植物、动物等生物体的遗体和排泄物所形成的有机物质，它在湖泊沉积物中占有重要的地位。
碎屑物是指由岩石、土壤和植物等物质经过物理作用而形成的颗粒状物质，它在湖泊沉积物中也占有重要的地位。
化学沉积物是指由水体中的溶解物质沉积而成的物质，如碳酸盐、硅酸盐、铁锰氧化物等。
生物沉积物是指由生物体或生物体的代谢产物沉积而成的物质，如硅藻、藻类、贝壳等。
二、湖泊沉积物的结构湖泊沉积物的结构主要包括颗粒结构、层序结构和微观结构等。
颗粒结构是指沉积物中颗粒的大小、形状和组合方式等。
层序结构是指沉积物中不同层位的结构和组成方式。
微观结构是指沉积物中微观组织和化学成分的结构。
三、湖泊沉积物的形态湖泊沉积物的形态主要包括平面形态、立体形态和沉积相等。
平面形态是指湖泊沉积物在平面上的展布特征，如沉积层的大小、形状和分布等。
立体形态是指沉积物在垂直方向上的展布特征，如沉积层的厚度、倾角和深度等。
沉积相是指湖泊沉积物在不同环境条件下形成的特定类型，如湖泊沉积物可以分为湖滨相、湖心相和湖底相等。
四、湖泊沉积物的特征湖泊沉积物的特征主要包括沉积速率、沉积物质量、沉积环境和沉积历史等。
沉积速率是指湖泊沉积物在单位时间内沉积的量，它可以反映湖泊沉积物的形成速度和演化过程。
沉积物质量是指湖泊沉积物的物质组成和质量分布，它可以反映湖泊的水质和环境变化。
沉积环境是指湖泊沉积物形成时的环境条件，包括水深、水温、水动力学等因素。
沉积历史是指湖泊沉积物的年代和演化历程，它可以反映湖泊的演化和环境变迁。
工程地质学二元相结构
工程地质学二元相结构
二元结构是河流沉积物在垂直剖面上的结构。
洪水期河流断面扩大，引起河漫滩洪水流速减小，洪水挟带的细粒泥沙，覆盖在河床沉积物上，形成下部为粗砂和砾石组成的河床沉积物，上部为细砂或黏土组成的河漫滩沉积物，构成下粗上细的沉积结构，叫“二元结构”。
土岩二元结构边坡因其自身的特点，成为边坡结构类型的典型代表形式，该类边坡的破坏模式多样，可发生于上部土层、土岩接触界面或下部基岩软弱结构面上，不同的内因和外因条件下，边坡潜在滑移面的形状、位置及对应的安全系数各不相同，滑移面的形状可能是圆弧形、平面形或者是圆弧加平面的复合型，对其破坏模式的准确判断是边坡稳定性分析和加固治理设计的前提基础。
因此，如何从理论的角度把握和界定二元结构边坡潜在滑移面的变化规律，是当前边坡地质灾害分析和防治的关键所在，也是业界必须考虑的现实问题。
海水中颗粒有机碳的分析与展望
海水中颗粒有机碳的分析与展望张丽颖;王海英;薄荷【摘要】海水分析的一个重要参数---颗粒有机碳的研究有重要的意义。
本文通过查阅文献，了解了海水中颗粒有机碳的研究意义，它的来源、组成及一些经典的分析方法，并对颗粒有机碳的研究进行了展望。
【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】2页(P66-66,67)【关键词】有机碳;海水分析;POC【作者】张丽颖;王海英;薄荷【作者单位】唐山科技职业技术学院;唐山科技职业技术学院;唐山科技职业技术学院【正文语种】中文一、研究意义大气中CO2等温室气体含量的不断增加引起全球变暖，已成为当代人们所面临重大而紧迫的环境问题之一。
人们通过研究发现，全球碳的分布为:海洋中占73.2%，地下化石燃料中占22.2%，陆地生物圈占3.3%，大气占1.3%，可见海洋是一个碳的巨大储库。
据估计，大气中的CO2造成的温室效应约占总温室效应的一半，而大气中的CO2是通过海—气界面进入海洋的，因此，人们已经认识到海洋必然通过碳的生物地球化学过程对大气中的CO2起着重要的调节和控制作用，海洋是全球气候变化重要的控制因子之一。
为了了解海洋对CO2的调节和控制作用，及对碳和其他的生源要素的生物地球化学过程的控制作用，就必须研究碳在海洋中的输运，存储，转移的过程，由此可见，碳在海洋中的垂直通量研究成为碳的海洋生物地球化学研究的一个重要环节。
二、颗粒有机碳简介(一)颗粒有机碳的含义。
颗粒有机碳(POC)指自然沉降后的海水中，不能通过一定孔径(多用0.7μm)玻璃微孔滤膜的那部分颗粒物中所含的有机碳。
(二)颗粒有机碳的作用。
颗粒有机碳通过沉降向海洋底层输送，为低栖生物提供物质和能量来源，将真光层的生物生产和底层生物的活动有机地结合在一起。
它的变化，一方面可以反映出真光层生态结构和功能结构的变化，同时又将影响到下层及底层生物的结构和功能进而影响碳的垂直输送，成为碳的生物地球化学循环的重要的控制因子。
湖泊水-沉积物界面过程对营养物质迁移转化的影响
973计划课题2004年度总结报告项目名称：湖泊富营养化过程与蓝藻水华暴发机理研究课题名称：湖泊水－沉积物界面过程对营养物迁移转化影响研究课题编号：2002CB412304课题负责人：金相灿刘建彤课题依托单位：中国环境科学研究院中国科学院水生生物研究所二零零四年十二月十五日本课题自2003 年启动以来，紧紧围绕国家需求、课题任务书的任务要求和目前国际、国内的研究进展，开展了大量的野外调查检测、室内分析和模拟试验研究工作。
下面从以下几个方面，对整个第四课题在2004 年度的研究工作做一概括性总结。
一、年度计划执行情况1．年度计划完成情况 1.1课题拟完成的研究内容和预期目标根据课题任务书的要求，本课题第二年度应完成下列研究内容。
1.1.1 掌握水体理化因素和生物因素对生源要素在水-沉积物界面形态转化的影响；1.1.2 研究富营养化条件下，水-沉积物界面微生态结构的维持机理；1.1.3 确定污染湖区主要生源要素的形态与生物可利用性之间的关系；1.1.4 掌握跨介质间营养物的动态赋存以及热力学平衡与营养状态的关系；1.1.5 在国内外核心刊物上发表文章4 篇，其中中国环境科学研究院和中科院水生生物研究所分别发表 2 篇。
1.2 课题完成的研究内容和目标1.2.1浅水湖泊水-沉积物界面物质交换过程及其水动力影响机制现场调查采样，分析，完成冬、夏两季样品采集工作，进行实验室内外分析数据的初步整理。
初步总结完成沉积物-水界面氧化还原条件的控制机理研究。
1.2.2 湖泊营养物的微生态转化及生化动力学针对长江中下游的五大浅水湖泊（滇池、洪泽湖、洞庭湖、巢湖和太湖）和两个城市湖泊（武汉月湖和南京玄武湖）进行现场调查采样、分析，进行实验室内外分析数据的整理，总结长江中下游湖泊的基本理化特征和营养状况；同时重点研究太湖不同富营养水平湖区，分春夏秋冬四季对太湖流域的梅梁湖鼋头渚、梅梁湾小丁湾、梅梁湖蠡园、贡湖、东太湖等湖区进行野外调查，分析上覆水、沉积物样品中各种理化性质。
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沉积物-水界面是水环境中水相和沉积物相之间的转换区，是一个复杂的水环境边界。
它不仅仅是水相和沉积物相之间的交界面，还包括一定厚度的两相相互交叉形成的过渡区域。
沉积物-水界面在物理、化学和生物等方面的特征存在明显的梯度差异。
根据物质的传输途径，沉积物-水界面由上而下可以区分为紊动层、亚扩散层和浸出层。
在浸出层中，化学物质可以从颗粒物上被解吸出来融入间隙水，然后通过分子扩散进入上面的亚扩散层。
在亚扩散层中，分子扩散和紊动扩散交互作用，使得溶解物质继续向上运动，通过紊动层最终到达上覆水中。
其中，亚扩散层是沉积物与水体间的重要边界，其内部表层溶质浓度剖面呈线性变化，而底层溶质浓度剖面则呈非线性变化。
此外，沉积物-水界面处还发生着复杂的物理、化学和生物反应，并存在着物质的浓度梯度。
这些反应和浓度梯度是上覆水与沉积物进行物质交换和传输的重要途径。
其中，氧化还原反应是一个重要的过程，它影响着沉积物中有机物的转化和存在形态。
因此，沉积物-水界面的垂直结构是一个多层次、多维度的复杂系统，它涉及到物质的传输、反应和交换等多个方面。
这个界面的结构和功能对于水环境的生态平衡和人类健康具有重要意义。