2017-10-20 02:27:39

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分子生物学
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沉积物:地质学专业术语,(Sediment)为任何可以由流体流动所移动的微粒,并最终成为在水或其他液体底下的一层固体微粒。沉积作用(Sedimentation)即为混悬剂(suspended material)的沉降过程(Settling)。锅炉受热面、热力系统管道和汽轮机通流部分内表面附着的水垢、腐蚀产物、积盐和沉渣等的总称 (见水垢、腐蚀、积盐)。

基本信息

  • 中文名

    沉积物

  • 外文名

    Sediment

  • 属于

    气象环境

  • 性质

    固体微粒

  • 处理

    物理化学因素

  • 影响

    地质变化

折叠 编辑本段 简介

沉积物亦可以由风(风成过程(eolian processes))及冰川搬运。沙漠的沙丘及黄土是风成运输及沉积的例子。冰川的冰碛石(Moraine)矿床及冰碛(Till)是由冰所运输的沉积物。简单的重力崩塌制造了如碎石堆、山崩沉积及喀斯特崩塌特色的沉积物。每一种类型的沉积物有不同的沉降速度,依据其大小、容量、密度及形状而定。

江河、海洋及湖泊均会累积产生沉积物。这些物质可以在陆地沉积或是在海洋沉积。陆生的沉积物由陆地产生,但是也可以在陆地、海洋或湖泊沉积。沉积物是沉积岩的原料,沉积岩可以包含水栖生物的化石。这些水栖生物在死后被累积的沉积物所覆盖。未石化的湖床沉积物可以用来测定以前的气候环境。

沉积物在人造防波堤累积,因为防波堤减慢水流速度令水流可携带沉积物减少

冰川搬运石块。那些石块在冰川退缩时会沉积起来。[1]

折叠 编辑本段 沉积物测量地质年龄

地质学家通常使用考古学上广泛使用的碳14测年方法对沉积物样品进行断代(radiocarbon dating测量其年龄)。

沉积物测年样品的收集对沉积物选择包括

(1)被收集沉积物需尽可能多的可用于定年的碳(少量碳酸盐,植物根和植物毛细根须);

(2)从泥块中提取有意义的黑泥物质,木头或者木炭成分;

(3) 隔离沉积物中单一的可确认的微小微小物质(如烟灰,木炭,树枝树叶等)

(4)在吴任何可辨别的有机成分情况下,对薄的刨面片段以获取尽可能高的垂直年龄分析。

理想状态下,希望获得一个可显示源时间段的单一的,短时间周期的可辨别的样品。比例,对一个树叶进行定年,将是个可以适用于完全预处理的理想样品。唯一的主观性在于树叶的来源。一个有大量不同时期有机物的沉积物样品可能导致一个开放性的假设(可能其他的碳已经被混入或原本的碳被移走),并且可供预处理的量变的有限。(使用碱去溶解腐植酸经常是不必要的,因为其经常会把所有的可用碳溶解掉)。

因为沉积物样品大多为大量的粉末状样品,在测量前并不清楚需要用何种测量方法。因此,大量的/低碳含量的超过200克重的沉积物样品将按照AMS的价格收取费用,并使用最为适合的方式提供给您最好的结果。

沉积物的人为污染物产生在开挖后的过程中,尤其是收集、保存和包装文物时。使用纸张和动物胶进行标记的骨头已经被污染。其他人为污染物的例子有杀虫剂、聚乙烯醋酸酯和聚氧乙烯等保存化学品,以及烟灰。

已被人为污染的考古样品通常比其真实年龄小得多。这是由于近现代碳进入样品的缘故。[2]

折叠 编辑本段 沉积物的形成

折叠 自然现象

一种沉积在陆地或水盆地 中的松散矿物质颗粒、生物碎屑或有机物质。如碎屑沉积物、化学和生物化学沉积物、碳质沉积物等。碎屑沉积物有粗碎屑(粒径>2毫米,砾石)、中碎屑(0.0625毫米≤粒径≤2毫米,砂粒级) 和细碎屑 (粒径<0.0625毫米,粉砂和粘土)之分。它们主要来自陆源和火山喷发。化学和生物化学沉积物,主要有碳酸盐沉积物、硅质沉积物、铁锰质沉积物和磷酸盐沉积物等。碳质沉积物是由纯粹或杂有若干碎屑物质的动、植物有机碎屑堆积而成,例如泥炭和煤。

通过侵蚀、风化、搬运作用,水体中的物质沉降下来形成的物质,称为沉积物。广而言之,冰成或风成的沉积物质,包括其中的动植物遗骸,都属于沉积物。[3]

折叠 人为制造

引起河道沉积物淤积(siltation)的一个主要原因是热带森林的刀耕火种。当地面的植物被砍伐及烧毁一切生物后,上层土壤变得对风或水的侵蚀十分脆弱。在地球上的一些区域,整个国家的土壤都被侵蚀。例如马达加斯加正中的高原,占全国约一成地方,实际上她整个景色的植被都被完全清洗,形成的冲沟(gully)有50米深及一公里阔。轮耕(Shifting cultivation)是一个在世上部分地区会与刀耕火种一起使用的农业系统。以上不停供应沉积物负载给马达加斯加向西流的河流,令其河水颜色呈现深棕红色,及引起鱼类大量死亡。

折叠 编辑本段 河流底

任何微粒直径约0.7毫米会在河床或溪床(Stream bed)形成可见地形特征如波痕(Ripple marks)、沙丘、层面(bedding-plane)、反沙丘(antidunes)。底形常常保留在沉积岩中,亦会被用作估计沉降流动的方向及强度。

迳流(Surface runoff)的水可以带走土壤微粒及经由陆路流动运送她们到达较低的地面或是到达承受水域(receiving waters)。这情况下沉积物会导致土壤侵蚀。当雨水落下时冲散泥土,这现象被称为溅蚀(splash erosion)。如果影响渗透至比较大的区域及冲刷速度是沉积物被带走的主要原因时,这现象被称为片蚀(sheet erosion)。如果因水高速流过地面带走泥土而造成大量的沟道时,这现象被称为蚀沟冲蚀(gully erosion)

折叠 编辑本段 沉积环境

河流的主要沉积环境有:

三角洲(有争议的地方在于她位于河流与海洋之间)

点砂坝沉积(Point-bars)

冲积扇

游荡性河道(Braided river)

牛角湖(Oxbow lake)

天然堤(Levee)

沉积作用中悬浮在液体中连续沉降固体颗粒。

地质学中指堆积下来的物质统称沉积物。其类型有机械沉积、化学沉积生物沉积

参考:

水沉积物:水中形成的沉积物,如沉垢、污泥等。

海洋沉积物:各种沉积作用所形成的海底沉积物的总称。

海底沉积物:包括软泥沙,灰尘,动植物的遗骸宇宙尘埃等统称为海底沉积物。

海岸沉积物:沉积在海岸线附近、潮间带和水下岸坡上的所有松散的沉积物。

有机沉积物:在地质学中,指从水中沉积下来的或当水退走后留下来的植物材料沉积物。

无机沉积物:指沉积于冷却水系统管壁或容器壁上的无机物[4]

折叠 编辑本段 影响沉积的因素

折叠 流动跳跃

如流动速度比沉降速度大,沉积物就会用"悬浮负载"的方式运送到下游。由于在水流的沉积物的大小波幅大,部分大体积的沉积物会在河床或溪床坐落下来,但是仍保持向下游前进。这些沉积物被称为"推移质"或"底沙"(bed load),而沉积物所经历的过程则被称为"跳跃运动"(saltation),意即不停利用水流带动一段短距离,而再次坐落下来。沉积物在跳跃运动中以滚动或滑动的方式移动。跳跃运动的印记常常在坚固的岩石上保留着,并被利用作估计河水在堆积沉积物时的流动速度。

折叠 流动速度

一个流体要运送沉积物,流体所施加的床面剪应力(bed shear stress)一定要比床面临界剪应力大。超过此临界的应力后,沉积物运送的方法则由沉积物与流体的特性有关。如果一个流体如水正流动,她可以携带混悬剂。沉降速度为水流要达到运送堆积物(deposit)、沉积物及低浓度的混悬剂的最低速度。

而w为沉降速度,ρ为密度(下标符号p及f分别地为微粒(particle)及流体(fluid)),g为自由落体的加速度(Acceleration due to Gravity),r为微粒半径而μ为流体动力黏度(dynamic viscosity)。此方程式只适用于微粒的雷诺数(Reynold's numbers)<1。

折叠 编辑本段 事例

采用T-RFLP、RT-q PCR和克隆测序等分子生物学技术,以氨单加氧酶基因(amo A)为分子标记,研究了北运河表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落多样性、丰度、系统发育及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中AOB的群落多样性和丰度均高于AOA,是北运河沉积物中氨氧化过程的主要功能微生物.沉积物中氨氧化微生物群落结构沿干流和支流存在明显的空间分异,而AOA的种类组成空间差异较小;沉积物的氨氮(NH4+)和硝态氮(NO3﹣+NO2﹣)是影响氨氧化微生物群落特征的主要因子,AOB对环境变化的敏感性更高;AOA和AOB的amo A基因拷贝数分别为1.32×105~1.91×106copies/g、5.39×105~8.3×106copies/g.闸坝下游沉积物的氨氧化微生物丰度最高.系统发育分析表明,amo A基因序列多属于土壤/沉积物分支,较多AOB的克隆序列与土壤亚硝化螺菌属(Nitrosospira)的类群相似性可达98%.受污水处理厂退水的影响,部分amo A基因序列与污水处理厂废水和活性污泥中发现的类群同源性高.污染物质来源、支流汇入和闸坝拦截对河流沉积物氨氧化微生物的群落特征影响显著。

折叠 编辑本段 影响因素

沉积物的运送与沉积的平衡可以由艾克纳方程(Exner equation)得出。此方程的重要性在于水深与斜度会影响其剪应力,从而引起地区侵蚀及堆积作用。大规模的转变如水坝的建设或拆除、海平面改变河流基准面(Base level)可以引起河流全面堆积其负载或快速侵蚀河床的底物。

早期应用数学模型去模拟河流系统中的沉积物的运送在1970年代后期。其中一项应用由圣塔克鲁兹县 (美国加州)发起,模拟圣洛伦索河(San Lorenzo River)去研究迳流引致(surface runoff)的侵蚀作用及其引发的下游流域的浊度(turbidity)和推移质输送(bedload transport)。

参考资料

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