收藏本站
收藏 | 论文排版

核素大气沉降过程及其对上层海洋POC输出通量研究的启示

钟强强  
【摘要】:天然存在的~(210)Po-~(210)Pb及~(234)Th-~(238)U核素对是评估海洋真光层颗粒有机碳(POC)输出通量的理想示踪剂。~(210)Po-~(210)Pb活度不平衡法是近些年兴起的评估手段,在我国海域的研究相对较少。大气沉降作为海洋中~(210)Po和~(210)Pb的重要源项,在先前评估POC输出通量时常常被忽视。本论文选取东海近岸的上海地区建立大气沉降观测站,通过长时间序列单次降雨事件中~(210)Po、~(210)Bi、~(210)Pb和~7Be观测分析,研究了核素大气沉降通量的变化模式和影响因素,其结果为东亚海区提供了~(210)Po、~(210)Pb和~7Be的沉降通量平均值。基于南黄海、长江口外东海及西北太平洋的水体中~(210)Po和~(210)Pb观测结果,本文验证了黑潮海区及西太平洋具有高~(210)Po和~(210)Pb的特征,并系统性地厘清了东中国海区~(210)Po和~(210)Pb的分配和清除行为及源汇格局。最后本文利用~(234)Th-~(238)U和~(210)Po-~(210)Pb活度不平衡法对南海北部陆坡海区真光层POC输出通量进行了评估,基于三个航次时间序列站水柱中~(210)Po和~(210)Pb的变化,本文发现颗粒态~(210)Po的活度浓度异常升高与中层生物昼夜垂直迁移(DVM)行为有关。论文主要研究结果和结论如下:(1)大气沉降是近海~(210)Po和~(210)Pb的重要来源。东海近岸典型代表区域(上海,2016年7月-2018年4月)单次降雨中多核素(~(210)Po-~(210)Bi-~(210)Pb及~7Be)观测结果表明:雨水中~(210)Po-~(210)Bi-~(210)Pb及~7Be的活度浓度随降雨量增大急剧降低,四种核素的湿清除过程与降雨的雨滴大小、云内清除和云下清除均有关;~(210)Po-~(210)Bi-~(210)Pb及~7Be的湿沉降通量具有明显的季节变化特征,且四种核素湿沉降通量之间也具有高度相关性,证明了四种核素受相似的湿清除和沉降过程控制;四种核素湿沉降通量与降雨量之间相关性较弱,表明核素的沉降通量不仅受控于降雨量,而且也受其他天气因素和天气过程(台风、梅雨、寒潮事件的发生等)影响。基于极端降雨中高时间分辨率的观测,本文观察到~(210)Po/~(210)Pb、~(210)Bi/~(210)Pb和~7Be/~(210)Pb的活度比值异常现象,推测来自平流层或上对流层的较“老”的气团会入侵对流层并影响核素的大气沉降通量。综合前期文献,东亚近海区~(210)Po、~(210)Pb和~7Be的年均大气沉降通量分别为18.6±4.2、309±182和(1.10±0.45)×10~3 Bq/m~2/yr。在利用~(210)Po-~(210)Pb活度不平衡法评估东亚海域POC输出通量时,如果不考虑~(210)Po的大气沉降贡献,将会导致评估结果偏低7-44%。(2)本文基于黄海(2015年8月)、长江口及东海(2016年7月和2017年5月)和西北太平洋(2018年5月)的四个航次海水中颗粒态和溶解态~(210)Po和~(210)Pb的活度浓度,综合前期文献数据,从较大空间尺度上绘制了西北太平洋及东中国海区海水中~(210)Po和~(210)Pb的分布。~(210)Po和~(210)Pb活度浓度在不同水体之间的大小顺序为:长江河水黑潮及西北太平洋海水近海/陆架区海水。根据东亚近海区~(210)Po和~(210)Pb大气沉降通量并通过构建~(210)Po和~(210)Pb的收支模型,表明大气输入项是东海海区~(210)Pb最重要的来源,占~(210)Pb所有来源的53.3%;~(210)Po的直接大气沉降输入仅占~(210)Po所有来源的3.4%,海水中原位~(210)Pb的衰变生产和外海水输入是东海海区~(210)Po最主要的两个来源,占比分别为48.4%和42.7%;河流输入的~(210)Pb和~(210)Po分别为各自所有来源的8.2%和5.5%。因此,本文认为针对远离河流影响的远海及大洋海区,运用~(210)Po和~(210)Pb进行示踪POC输出通量时,大气沉降贡献将会更加重要而不应该被忽略。通过对比,本文还发现外海水体中的悬浮颗粒物比河口和近岸水体中的悬浮颗粒物具有更高的比活度(Bq/kg-颗粒物)的~(210)Po和~(210)Pb,这表明外海生源颗粒物对~(210)Po和~(210)Pb的颗粒富集作用更显著。东中国海及西北太平洋海区~(210)Po和~(210)Pb的分配系数(K_d)≥10~4 m L/g,说明海洋环境中~(210)Po和~(210)Pb对颗粒物具有很强的亲和能力;通过绘制K_d-~(210)Po和K_d-~(210)Pb与颗粒物上POC/TSM比值的关系图,本文发现随着颗粒物上有机碳含量的增加,K_d-~(210)Po和K_d-~(210)Pb均持续增加并且K_d-~(210)Po与K_d-~(210)Pb之间的差异也逐渐变大,这一现象表明~(210)Po和~(210)Pb之间的分馏效应随颗粒物上POC含量的增加而加强;而K_d-~(210)Po始终大于K_d-~(210)Pb,表明~(210)Po对POC具有更强的颗粒物亲和性和生物活性。(3)南海(SCS)北部陆坡海域秋季(2014年10月)、夏季(2015年6月)和春季(2017年3月)水柱中~(210)Po、~(210)Pb和~(234)Th的活度分布表明南海北部水柱真光层存在明显的~(210)Po-~(210)Pb和~(234)Th-~(238)U活度不平衡。基于~(234)Th法(春季10.7±11.1mmol/m~2/d,n=7)和基于~(210)Po法估算的POC输出通量(春季4.6±1.9 mmol/m~2/d,n=8)之间存在比较明显的差异,可能与两种核素本身的地球化学行为以及所示踪过程的时间尺度有关。利用~(210)Po示踪法时,基于Eppley模型估算的POC输出通量(年平均6.5±2.7 mmol/m~2/d,n=16)高于基于Buesseler模型估算的POC输出通量(年平均4.0±2.4 mmol/m~2/d,n=17)。南海北部陆坡海区POC输出通量(mmol/m~2/d)的大小顺序为秋季春季夏季(Eppley法估算结果:8.8±2.76.3±2.24.9±2.0;Buesseler法估算结果:4.8±3.54.6±1.92.4±1.0),这反映生物碳泵过程存在显著的季节变化。~(210)Po-~(210)Pb和~(234)Th-~(238)U双示踪法估算得到南海北部陆坡海区真光层POC输出通量的全年变化范围为1.0-31.2 mmol/m~2/d,该结果与其他技术手段(如沉积物捕集器法)获得的POC输出通量结果比较接近。结合文献中报道的初级生产力数据,本文估算出南海真光层生物碳泵效率(f值)为12.5-17.7%。此外,本文发现白天水柱450 m层颗粒态~(210)Po活度浓度异常升高与中层鱼的昼夜垂直迁移过程有关,这表明颗粒态~(210)Po在示踪中层生物的昼夜垂直迁移过程带来的碳通量方面具有潜在价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 杜康;刘安心;张晓南;张筠松;;基于POC方程的三平移并联机构拓扑结构设计[J];机械制造与自动化;2017年05期
2 李侠宇;数字集群和POC的差异分析[J];电信网技术;2005年02期
3 刘洋;白书战;孙亮;张辉;李国祥;;陶瓷基POC应用于柴油机后处理系统的试验研究[J];车用发动机;2014年05期
4 王昱应;王星;;核素分类的4量子数[J];商丘师范学院学报;2020年03期
5 张志鹏;曾波;金涛;赵鑫;宋纪高;;气载流出物惰性气体核素分析系统的设计与实现[J];科技视界;2020年11期
6 薛泽华;;剖析患者接受核素诊治的心理和相应对策[J];中国社区医师;2018年18期
7 王昱应;;核素分布的1+3小区域[J];汕头大学学报(自然科学版);2015年04期
8 王长健;曾晨浩;冯孝杰;秦冰;段中山;曾志;;基于幂次方法的快速核素识别应用分析[J];科技传播;2015年15期
9 ;我国新核素研究跻身国际前列[J];发明与革新;2001年01期
10 杨永新;刁立军;陈迎锋;;改进关键核素法在元件破损监测中的应用研究[J];原子能科学技术;2014年06期
11 王昱应;;稳定区的第二类6×6核素分布区[J];汕头大学学报(自然科学版);2012年01期
12 王昱应;周丰群;宋月丽;张芳;李勇;王星;;以质子与中子数关系确定的第3类核素分类区域[J];汕头大学学报(自然科学版);2012年02期
13 王一鸣;魏义祥;;基于模糊逻辑的γ能谱核素识别[J];清华大学学报(自然科学版);2012年12期
14 ;说明核素或分子的各种附标表示什么含义?[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2010年02期
15 郝欣;;说明核素或分子的各种附标表示什么含义?[J];编辑学报;2009年05期
16 王昱应;;7核素列的三角形与4线联系[J];汕头大学学报(自然科学版);2008年04期
17 王昱应;;稳定核素排列折线联系的7×7核素区[J];汕头大学学报(自然科学版);2008年03期
18 姬炳忠;王昱应;;核素二进律——物质组元的三大分类之一[J];发现;2007年S1期
19 李洁明,刘晓华,陈小帆,何坤懿;探讨知识培训对病人核素肾动态显像结果的影响[J];现代护理;2003年10期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 朱蕾;王莉;吉亚丽;;POC生物弹性体的静电纺丝研究[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第十分会:高分子[C];2016年
2 王昱应;王星;;核素区附近的放射核素[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
3 袁志斌;金常青;于建芳;丁慈德;陆汉魁;朱继芳;朱瑞森;;核素淋巴显像在诊断淋巴水肿中的应用研究[A];中国医学影像技术学术研讨会论文集(上)[C];2004年
4 罗梅初;陈红红;;核素促排药物研究动态[A];第七届全军防原医学专业委员会第五届中国毒理学会放射毒理专业委员会学术会议论文汇编[C];2004年
5 宋景东;钱晓平;王一抗;朱承谟;;汉化智能多功能核素仪的研制[A];海峡两岸医疗仪器学术会议论文集[C];1995年
6 王昱应;王星;;3类6×6核素区的6边形区[A];中国化学会第28届学术年会第8分会场摘要集[C];2012年
7 王昱应;;三类7×7核素区的公共6边形[A];第五届反应堆物理与核材料学术研讨会、第二届核能软件自主化研讨会会议摘要集[C];2011年
8 许鹏;蔡星会;李夕海;霍勇刚;;基于γ辐射特征的核素识别方法研究[A];国家安全地球物理丛书(八)——遥感地球物理与国家安全[C];2012年
9 郭俊盛;甘再国;秦芝;范红梅;吴晓蕾;杨维凡;雷祥国;刘洪业;郭斌;石立军;;从超铀到超锕(超重)新核素研究的回顾与展望[A];第七届全国核化学与放射化学学术讨论会论文摘要集[C];2005年
10 王昱应;周文豪;;核素范围的特殊核素[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2004(10)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第10届学术研讨会论文集[C];2004年
11 王昱应;王星;;核素分类的成果与方向[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
12 马晓伟;汪静;杨卫东;;契伦科夫核素光学显像特性研究[A];中华医学会第九次全国核医学学术会议论文摘要汇编[C];2011年
13 王昱应;;核素分类的重要三参量[A];第五届反应堆物理与核材料学术研讨会、第二届核能软件自主化研讨会会议摘要集[C];2011年
14 耿建华;陈英茂;田嘉禾;陈胜祖;;计算β-核素球囊预防血管再狭窄的剂量经验公式[A];第三届全国核素治疗学术交流会议论文摘要汇编[C];2003年
15 陈立新;干峰;余义贞;唐强;刘小伟;;SPECT图像的定量标定[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2008年
16 陈立新;干峰;余义贞;唐强;刘小伟;;SPECT图像的定量标定[A];第十四届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(1)[C];2008年
17 张欣;张延军;杜雪梅;解静慧;;心脏X综合征核素心肌负荷显像的临床意义[A];2003年全国医学影像技术学术会议论文汇编[C];2003年
18 金玉仁;甘宗煜;贾明雁;王敬宪;;放射性污染核素在不同粒级沙土中的分布研究[A];全国核与辐射设施退役学术研讨会论文集[C];2007年
19 和燕;栾兆生;周雯;;围核素检查治疗期病人的心理护理[A];中华医学会第九次全国核医学学术会议论文摘要汇编[C];2011年
20 张瑞芬;孙力平;;双核素测量在核多功能测量仪上的应用[A];第8届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(二)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前13条
1 钟强强;核素大气沉降过程及其对上层海洋POC输出通量研究的启示[D];华东师范大学;2020年
2 何建华;北冰洋融冰期上层水体中POC输出通量变化研究[D];厦门大学;2017年
3 张江梅;微弱核信号检测及核素识别方法与实验研究[D];中国科学技术大学;2017年
4 冯天成;就地γ谱仪测量人工核素深度分布及土壤密度技术研究[D];清华大学;2010年
5 胡文超;次锕系核素在热堆中的嬗变特性研究[D];华北电力大学;2015年
6 陈亮;核素识别算法及数字化能谱采集系统研究[D];清华大学;2009年
7 熊平;旋转磁场对血流中纳米铁核素定位作用的理论研究[D];中南大学;2009年
8 韦红钢;核素在高放废物地质处置预选场的迁移行为研究[D];中国地质大学(北京);2012年
9 王青海;HAE放射性废物预选处置场地地下水运动特征及核素~(90)Sr迁移行为研究[D];成都理工大学;2002年
10 张彬航;先进反应堆精确活化计算方法及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2017年
11 寿玮玮;大气沉降对渤海营养盐的贡献及生态效应[D];华东师范大学;2018年
12 苏维维;基于核素-纳米药物实现恶性肿瘤细胞核定向放射治疗的实验研究[D];中国人民解放军海军军医大学;2020年
13 杨华彬;缺中子新核素~(216)U和~(215)U的α衰变研究[D];兰州大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 严川;γ核素识别仪的初步实现[D];东华理工大学;2016年
2 杨杰;辐照条件下典型微生物对水溶性核素铀的吸附研究[D];西南科技大学;2015年
3 付睿玺;便携式伽马能谱仪核素识别算法设计与实现[D];成都理工大学;2017年
4 朱欢;核素在包气带中迁移的数值模拟研究[D];长安大学;2010年
5 朱蕾;静电纺丝制备POC弹性体微/纳米纤维的研究[D];东华大学;2016年
6 李强;基于FPGA的快速核素识别方法及其仪器研制[D];西南科技大学;2018年
7 黄凤羽;高庙子膨润土对模拟核素的阻滞性能研究[D];西南科技大学;2016年
8 查才存;应用水滑石实时合成分离固化模拟核素铕钍[D];合肥工业大学;2014年
9 刘灏霖;基于模糊决策树的核素识别方法研究[D];西南科技大学;2018年
10 赵尚泉;短半衰期核素平衡浓度法测燃耗[D];中国工程物理研究院;2017年
11 李菲;双核素PET/CT在体成像技术对弥漫大B细胞淋巴瘤诊断分期、疗效及预后评估价值的研究[D];中国人民解放军医学院;2012年
12 吕晓侠;液闪符合方法测量复杂衰变核素活度的研究[D];中国原子能科学研究院;2004年
13 夏乐音;基于IMS的PoC增值业务的开发与实现[D];哈尔滨理工大学;2010年
14 方超;医用核素标准测量装置测量方法研究[D];成都理工大学;2013年
15 吉志龙;基于遗传算法的气载核素大气扩散反演模型研究[D];上海交通大学;2014年
16 赵鑫;PoC业务PC客户端的设计与实现[D];北京邮电大学;2009年
17 李兴涛;基于OMA标准的PoC客户端的设计与实现[D];北京邮电大学;2008年
18 许凡;海洋环境中核事故气载放射性核素大气扩散模型研究[D];上海交通大学;2019年
19 祝美英;基于便携式NaI谱仪的核素识别算法[D];成都理工大学;2016年
20 张杰;内陆湖泊颗粒有机碳(POC)浓度遥感定量反演模型研究[D];南京师范大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前18条
1 张环宇 记者 陈瑜;我国核数据核素数量增至272种[N];科技日报;2020年
2 黄强 刘日铭;开启核素检测新事业[N];中国矿业报;2019年
3 袁冬兰周宁人;别对“核素”太恐惧[N];健康时报;2007年
4 记者 薛冬;我新核素合成研究跻身国际前列[N];光明日报;2000年
5 岳海奎 纪晓阳;我国新核素合成和研究获重要突破[N];甘肃日报;2001年
6 记者 查金忠;让核素“现形”,至少要20小时[N];南京日报;2011年
7 孙文成;我国研究核素分类的第一本专著出版[N];科技日报;2000年
8 ;科学家为“核素家族”添“新丁”[N];今日信息报;2003年
9 记者 赵晓琳;东诚药业控股白克药业 切入核素药物领域[N];上海证券报;2015年
10 记者 孙理;我市科研单位首次测出核素钴—51质量[N];兰州日报;2014年
11 章必成;核素:癌性骨痛的“杀手锏”[N];大众卫生报;2006年
12 曾小敏 蒋理;中冶赛迪POC新型煤气柜技术达到国际先进水平 总承包30万m~(3)煤气柜奇葩绽放[N];中国冶金报;2007年
13 记者 孙理;我省科研院所三项目入选创新中国的60项科学成就[N];兰州日报;2009年
14 程守勤;支架扩开食道 核素就地杀癌[N];中国医药报;2006年
15 杨丽佳 张群;核素心肌显像到底好在哪[N];健康报;2006年
16 ;关于放射性[N];中国建材报;2001年
17 记者 袁于飞;我国首次在西太平洋检出福岛核事故核素[N];光明日报;2014年
18 记者 陈瑜;我国在西太平洋检出福岛核事故特征核素[N];科技日报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978