第4期：海洋科学前沿动态

采矿应力作用下承压含水层断层诱发底板突水：

机理与防治技术——最新研究综述

随着浅部矿产资源日益枯竭，矿山开采不断向深部化、规模化发展，突水灾害风险随之加剧，尤其是存在承压含水层的断层区域。文章综述了采掘工作面断层突水的研究现状，分析了底板破裂岩体的损伤特征与渗透性、采矿应力作用下断层的力学行为以及突水驱动机制，并总结了防治技术、风险评估与预测方法的研究进展。

研究表明，底板岩体的损伤演化与流–固耦合作用是形成突水通道的主要原因；多孔介质中的应力–渗流耦合对突水危险性起决定性作用。采矿引起的应力重新分布可导致断层活化，断层倾角、内摩擦角等参数控制着应力演化与滑移过程。断层、含水层与采动裂隙网络之间形成水力连通，随后发生水力侵蚀，是突水的关键触发条件。目前已形成集断层精准探测、靶向注浆堵水、疏水降压、优化防水煤柱设计、动态风险评估与预测于一体的综合防治体系。但在深部开采条件下的多物理场耦合机理、断层活化突水定量判据以及防控技术精细化等方面仍存在不足。未来应重点开展多尺度数值模拟、先进主动防控措施以及智能化综合防治系统研究，以阐明断层突水机理，为矿山安全提供更坚实的理论与技术支撑。

聚多巴胺基材料在水与污水处理先进技术中的应用

聚多巴胺（PDA）是一种源于海洋贻贝黏附特性的生物材料，目前已成为水处理与污水处理领域的多功能材料。文章系统综述了聚多巴胺基材料在去除工业废水中重金属、有机染料、药物等污染物方面的最新研究进展，重点阐述了PDA在吸附、高级氧化工艺、膜分离技术三大主流技术中的应用。

研究结果表明，聚多巴胺改性吸附剂具有较高的去除效率，如生物二氧化硅?聚多巴胺?三乙烯四胺（TEPA）体系在重复使用10次后，染料去除率仍可达88%。同时，聚多巴胺包覆膜可显著提升污染物去除效果。以聚偏氟乙烯/氧化锌（PVDF/ZnO）膜为例，经聚多巴胺改性后其污染物的去除率从63.5%提升至88.5%。

此外，聚多巴胺可通过邻苯二酚与胺基官能团引入大量活性位点以强化氢键、π?π堆积等关键作用机制，进而提升整体污染物吸附性能。文章认为，聚多巴胺基材料具有稳定性高、可重复使用、可显著降低环境污染等优势，是推动水处理技术进步的一种极具前景、环境友好且可持续的解决方案。

黄海和渤海表面沉积物中磁球形的分布特征及环境效应

海洋环境污染问题日益严峻。磁性微球粒在迁移过程中不仅会影响人体健康，还因其携带的重金属及强磁性特征，会对海洋沉积环境造成污染。本研究采用磁学测量、扫描电镜-能谱分析（SEM-EDS）及后向轨迹模型，对黄渤海陆架46个表层沉积物中的磁性微球粒形态与分布特征进行了研究。

结果显示，磁性微球粒浓度为37–197粒/0.5g，平均88粒/0.5g；粒径为1.0–37.6μm，平均4.2μm。共识别出8种表面结构与4种形态，其中以光滑表面（28%–86%）和球形磁性微球粒（93%–100%）为主；元素组成以铁（Fe）、氧（O）为主，其次为铝（Al）、硅（Si）、碳（C）、钴（Co）。

南黄海磁性微球粒浓度变化范围更大、粒径更小，表面结构与化学元素也更丰富；而北黄海与渤海则浓度变化范围较小、粒径更大，表面结构与化学元素相对简单。这主要是因为北黄海与渤海的物质来源主要受河流输入影响，而南黄海主要受风尘物质控制。水体中大量磁性微球粒可能提升沉积环境的磁性，并与重金属含量升高密切相关；其粒径与浓度变化也可对沉积环境产生一定影响。

冰消期海平面上升导致的东亚边缘海环流阈值

末次冰消期的海平面上升，对东亚边缘海（EAMS）的环流格局产生了较深影响。研究基于当前海平面以下90米至0米的海平面变化数据，在现代固定表面与侧边界条件下，利用高分辨率区域海洋环流模式开展数值模拟，对不同海平面阶段的东亚边缘海环流演化过程进行了重建。

模拟结果表明，东亚边缘海环流曾发生两次突变：当海平面上升至当前以下40米以浅时，其现代环流结构快速形成；而当海平面上升至当前以下5米时，日本海贯穿流出现短暂的超量输送现象。上述非线性过程的成因各不相同：前者源于宗谷海峡的贯通，进而促成了东亚边缘海现代环流结构的形成；后者则是受环岛积分约束影响，类黑潮大弯曲的环流形态短暂消失所致。从理论层面而言，本研究提出的环岛积分约束，为阐释末次冰消期全球边缘海环流的突变过程提供了全新的理论视角。全球边缘海环流的突变过程提供了新的理论视角。