渤黄海黑碳的区域地球化学行为
发布时间：2021-02-20 15:45
黑碳（Black Carbon,BC）是生物质和化石燃料在不完全燃烧条件下产生的高度难熔性碳质颗粒物,因其涉及到气候变化、碳循环、空气质量和公共健康等诸多问题,已成为当前气候和环境等研究领域共同关注的焦点。渤黄海沿岸省市总面积约为我国国土总面积的9%,但贡献了我国BC排放总量的40%,是我国高强度的BC排放源区。大量的BC可通过大气沉降和河流排放等方式进入渤黄海,使得其广阔的陆架区成为BC的重要“汇”。本研究通过在渤黄海采集多环境介质样品,包括191个表层沉积物、3根柱状沉积物、36条环渤海主要河流水体和渤海海峡2个站位分季节/层位水体,运用湿化学预处理结合热光反射检测的方法对BC进行定量分析,结合在环渤海地区开展的大气气溶胶中BC的研究工作,旨在全面了解BC在渤黄海的区域地球化学行为,为深入研究海岸带黑碳的生物地球化学过程和区域碳循环提供科学依据。形成的主要认识如下:渤黄海表层沉积物BC的含量范围为0.02-3.55 mg/g,平均为0.85±0.57 mg/g。BC含量的高值和低值分别出现在沉积物中值粒径的高值区和低值区,分别对应水动力条件较弱和较强的海区,表...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)山东省
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 黑碳简介
1.1.1 黑碳的定义
1.1.2 黑碳的来源
1.1.3 黑碳的形成机制
1.1.4 黑碳的测量方法
1.1.5 黑碳的性质及效应
1.2 国内外沉积物黑碳研究综述
1.3 本研究的立题依据
1.4 本研究的主要内容
1.5 本研究的主要工作量
2 材料与方法
2.1 研究区域概况
2.1.1 渤黄海地理概况
2.1.2 渤黄海海洋流系
2.1.3 渤黄海表层沉积物空间分布格局
2.1.4 渤黄海现代沉积速率
2.2 样品采集
2.2.1 表层沉积物样品采集
2.2.2 柱状沉积物样品采集
2.2.3 河流水体样品采集
2.2.4 海洋水体样品采集
2.2.5 大气气溶胶样品收集
2.3 实验仪器与材料
2.3.1 实验仪器
2.3.2 实验材料
2.4 样品分析流程
2.4.1 水体总悬浮物含量分析
2.4.2 颗粒态黑碳含量分析
2.4.3 颗粒态有机碳含量分析
2.4.4 沉积物粒度测定
2.4.5 柱状沉积物210Pb测年原理与实验分析
2.5 数据处理与分析
2.5.1 正定矩阵因子分解（PMF）受体模型
2.5.2 Origin、Surfer和SPSS软件
3 渤黄海表层沉积物黑碳的含量、通量和源解析
3.1 渤黄海表层沉积物黑碳的含量
3.1.1 渤黄海表层沉积物粒度和总有机碳含量的空间分布及影响因素
3.1.2 渤黄海表层沉积物黑碳含量的空间分布及影响因素
3.1.3 渤黄海表层沉积物黑碳和总有机碳的关系
3.2 渤黄海表层沉积物黑碳的通量
3.2.1 渤黄海表层沉积物黑碳埋藏通量的空间分布及影响因素
3.2.2 渤黄海表层沉积物黑碳的汇通量
3.3 渤黄海表层沉积物黑碳的源解析
3.3.1 PMF受体模型因子谱的识别
3.3.2 基于PMF受体模型的渤黄海表层沉积物黑碳的源解析及其验证
3.3.3 渤黄海表层沉积物中不同燃烧来源黑碳的空间分布及影响因素
3.4 本章小结
4 渤海黑碳的收支/源-汇过程构建
4.1 环渤海大气黑碳的沉降通量
4.1.1 环渤海大气黑碳的含量及时空分布
4.1.2 环渤海大气黑碳的沉降通量及时空分布
4.1.3 渤海大气黑碳的沉降量估算
4.2 渤海河流水体中颗粒态黑碳的入海通量
4.2.1 渤海河流水体中总悬浮物、颗粒态有机碳和颗粒态黑碳的含量和分布
4.2.2 渤海河流水体中颗粒态黑碳的入海通量
4.3 渤海海峡水体中颗粒态黑碳的交换通量
4.3.1 渤海海峡水体中总悬浮物、颗粒态有机碳和颗粒态黑碳的含量和分布
4.3.2 渤海海峡水体中颗粒态黑碳的交换通量
4.4 渤海黑碳的收支/源-汇过程构建
4.5 本章小结
5 渤黄海柱状沉积物中黑碳的沉积记录
5.1 柱状沉积物所在位置的沉积环境
5.1.1 柱状沉积物的定年
5.1.2 柱状沉积物中粒度的组成和垂向变化
5.2 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱含量的时间变化及对人类活动的响应
5.2.1 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱的含量
5.2.2 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱含量的时间变化及对人类活动的响应
5.3 柱状沉积物中焦炭/烟炱含量比值的时空变化及其指示意义
5.4 国内外柱状沉积物中黑碳沉积记录的比较
5.5 本章小结
6 主要结论、创新之处与研究展望
6.1 主要结论
6.2 创新之处
6.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连市环境空气中PM2.5含碳组分浓度特征研究[J]. 范慧君,纪德钰,李丹,苗书一,徐洁. 中国环境管理干部学院学报. 2014(05)
[2]长岛县近四十年降水变化特点[J]. 韩吉新,崔松涛. 科技视界. 2014(27)
[3]莱州湾海岸带表层沉积物的黑碳及其与POPs的相关性研究[J]. 方引,陈颖军,林田,潘晓辉,田崇国,唐建辉,李军,张干. 地球化学. 2014(04)
[4]环境介质中黑碳定量方法的研究进展[J]. 海婷婷,陈颖军,王艳,田崇国,唐建辉,潘晓辉,李军. 环境科学与技术. 2013(12)
[5]黄河下游水体中重金属元素的季节变化及入海通量研究[J]. 张晓琳,陈洪涛,姚庆祯,张晓晓. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2013(08)
[6]唐山市大气颗粒物OC/EC浓度谱分布观测研究[J]. 郭育红,辛金元,王跃思,温天雪,李杏茹,封孝信. 环境科学. 2013(07)
[7]海洋溶解态黑碳的研究进展[J]. 黄国培,陈颖军,田崇国,唐建辉,潘晓辉,王艳,李军. 地球科学进展. 2012(12)
[8]东海内陆架沉积物中黑碳分布及其与持久性有机污染物的相关性研究[J]. 林田,方引,陈颖军,胡利民,郭志刚,张干. 环境科学. 2012(07)
[9]黄河三角洲1961—2000年水资源时空变化特征[J]. 林琳,刘健,陈学群,管清花. 水资源保护. 2012(01)
[10]土壤和沉积物中黑碳的环境行为及效应研究进展[J]. 汪青. 生态学报. 2012(01)
博士论文
[1]大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D]. 胡利民.中国海洋大学 2010
[2]中国东部陆海相互作用中的元素地球化学特征及高分辨率沉积记录初探[D]. 郝云超.中国海洋大学 2008
[3]环渤海13城市主要化学污染物排海总量控制方案研究[D]. 崔正国.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]黄海沿岸大气中多环芳烃的污染水平、源解析及干沉降通量的研究[D]. 孙艳.辽宁师范大学 2010
[2]2005年夏季环渤海16条主要河流的污染状况及入海通量[D]. 夏斌.中国海洋大学 2007
[3]葫芦岛市水资源分区评价研究[D]. 王洪斌.河海大学 2006
本文编号：3042980
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)山东省
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 黑碳简介
1.1.1 黑碳的定义
1.1.2 黑碳的来源
1.1.3 黑碳的形成机制
1.1.4 黑碳的测量方法
1.1.5 黑碳的性质及效应
1.2 国内外沉积物黑碳研究综述
1.3 本研究的立题依据
1.4 本研究的主要内容
1.5 本研究的主要工作量
2 材料与方法
2.1 研究区域概况
2.1.1 渤黄海地理概况
2.1.2 渤黄海海洋流系
2.1.3 渤黄海表层沉积物空间分布格局
2.1.4 渤黄海现代沉积速率
2.2 样品采集
2.2.1 表层沉积物样品采集
2.2.2 柱状沉积物样品采集
2.2.3 河流水体样品采集
2.2.4 海洋水体样品采集
2.2.5 大气气溶胶样品收集
2.3 实验仪器与材料
2.3.1 实验仪器
2.3.2 实验材料
2.4 样品分析流程
2.4.1 水体总悬浮物含量分析
2.4.2 颗粒态黑碳含量分析
2.4.3 颗粒态有机碳含量分析
2.4.4 沉积物粒度测定
2.4.5 柱状沉积物210Pb测年原理与实验分析
2.5 数据处理与分析
2.5.1 正定矩阵因子分解（PMF）受体模型
2.5.2 Origin、Surfer和SPSS软件
3 渤黄海表层沉积物黑碳的含量、通量和源解析
3.1 渤黄海表层沉积物黑碳的含量
3.1.1 渤黄海表层沉积物粒度和总有机碳含量的空间分布及影响因素
3.1.2 渤黄海表层沉积物黑碳含量的空间分布及影响因素
3.1.3 渤黄海表层沉积物黑碳和总有机碳的关系
3.2 渤黄海表层沉积物黑碳的通量
3.2.1 渤黄海表层沉积物黑碳埋藏通量的空间分布及影响因素
3.2.2 渤黄海表层沉积物黑碳的汇通量
3.3 渤黄海表层沉积物黑碳的源解析
3.3.1 PMF受体模型因子谱的识别
3.3.2 基于PMF受体模型的渤黄海表层沉积物黑碳的源解析及其验证
3.3.3 渤黄海表层沉积物中不同燃烧来源黑碳的空间分布及影响因素
3.4 本章小结
4 渤海黑碳的收支/源-汇过程构建
4.1 环渤海大气黑碳的沉降通量
4.1.1 环渤海大气黑碳的含量及时空分布
4.1.2 环渤海大气黑碳的沉降通量及时空分布
4.1.3 渤海大气黑碳的沉降量估算
4.2 渤海河流水体中颗粒态黑碳的入海通量
4.2.1 渤海河流水体中总悬浮物、颗粒态有机碳和颗粒态黑碳的含量和分布
4.2.2 渤海河流水体中颗粒态黑碳的入海通量
4.3 渤海海峡水体中颗粒态黑碳的交换通量
4.3.1 渤海海峡水体中总悬浮物、颗粒态有机碳和颗粒态黑碳的含量和分布
4.3.2 渤海海峡水体中颗粒态黑碳的交换通量
4.4 渤海黑碳的收支/源-汇过程构建
4.5 本章小结
5 渤黄海柱状沉积物中黑碳的沉积记录
5.1 柱状沉积物所在位置的沉积环境
5.1.1 柱状沉积物的定年
5.1.2 柱状沉积物中粒度的组成和垂向变化
5.2 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱含量的时间变化及对人类活动的响应
5.2.1 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱的含量
5.2.2 柱状沉积物中黑碳、焦炭和烟炱含量的时间变化及对人类活动的响应
5.3 柱状沉积物中焦炭/烟炱含量比值的时空变化及其指示意义
5.4 国内外柱状沉积物中黑碳沉积记录的比较
5.5 本章小结
6 主要结论、创新之处与研究展望
6.1 主要结论
6.2 创新之处
6.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]大连市环境空气中PM2.5含碳组分浓度特征研究[J]. 范慧君,纪德钰,李丹,苗书一,徐洁. 中国环境管理干部学院学报. 2014(05)
[2]长岛县近四十年降水变化特点[J]. 韩吉新,崔松涛. 科技视界. 2014(27)
[3]莱州湾海岸带表层沉积物的黑碳及其与POPs的相关性研究[J]. 方引,陈颖军,林田,潘晓辉,田崇国,唐建辉,李军,张干. 地球化学. 2014(04)
[4]环境介质中黑碳定量方法的研究进展[J]. 海婷婷,陈颖军,王艳,田崇国,唐建辉,潘晓辉,李军. 环境科学与技术. 2013(12)
[5]黄河下游水体中重金属元素的季节变化及入海通量研究[J]. 张晓琳,陈洪涛,姚庆祯,张晓晓. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2013(08)
[6]唐山市大气颗粒物OC/EC浓度谱分布观测研究[J]. 郭育红,辛金元,王跃思,温天雪,李杏茹,封孝信. 环境科学. 2013(07)
[7]海洋溶解态黑碳的研究进展[J]. 黄国培,陈颖军,田崇国,唐建辉,潘晓辉,王艳,李军. 地球科学进展. 2012(12)
[8]东海内陆架沉积物中黑碳分布及其与持久性有机污染物的相关性研究[J]. 林田,方引,陈颖军,胡利民,郭志刚,张干. 环境科学. 2012(07)
[9]黄河三角洲1961—2000年水资源时空变化特征[J]. 林琳,刘健,陈学群,管清花. 水资源保护. 2012(01)
[10]土壤和沉积物中黑碳的环境行为及效应研究进展[J]. 汪青. 生态学报. 2012(01)
博士论文
[1]大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D]. 胡利民.中国海洋大学 2010
[2]中国东部陆海相互作用中的元素地球化学特征及高分辨率沉积记录初探[D]. 郝云超.中国海洋大学 2008
[3]环渤海13城市主要化学污染物排海总量控制方案研究[D]. 崔正国.中国海洋大学 2008
硕士论文
[1]黄海沿岸大气中多环芳烃的污染水平、源解析及干沉降通量的研究[D]. 孙艳.辽宁师范大学 2010
[2]2005年夏季环渤海16条主要河流的污染状况及入海通量[D]. 夏斌.中国海洋大学 2007
[3]葫芦岛市水资源分区评价研究[D]. 王洪斌.河海大学 2006
本文编号：3042980
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