226Ra和228Ra对南海北部陆坡水团的示踪作用

镭同位素是研究海洋水体运动及混合过程理想的示踪物质。本文基于2017年3月春季南海北部陆坡海域调查,分析了水体中226Ra和228Ra的活度分布特征。研究结果表明:表层海水中226Ra和228Ra活度范围分别为6.4～10.7 dpm/100 L和4.6～26.0 dpm/100 L。表层海水中228Ra/226Ra放射性活度比、温度以及盐度变化表明调查区域表层水主要由南海海水和黑潮分支海水两种水团组成,结合双端元混合模型估算采样区域二者所占比重范围分别为0.13～1.05和?0.05～0.87。226Ra和228Ra在垂向上活度范围分别为5.9～29.7 dpm/100 L和2.6～6.5 dpm/100 L,通过镭同位素的垂向分布结合稳态假设和226Ra和228Ra的双箱模型估算了南海北部陆坡1500 m层以下海水的滞留时间范围为14～61 a。     

基于镭同位素示踪的嵊泗高场湾海底地下水排放

作为全球水循环的重要组成部分,海底地下水排放（SGD）是营养盐等陆源物质进入海洋的重要途径之一。本文利用天然放射性同位素223Ra、224Ra和228Ra对嵊泗岛高场湾SGD通量及及其所携带的营养盐通量进行了估算。研究表明,地下水中223Ra（16.7 ±2.9 dpm/100 L）、224Ra（479 ±18 dpm/100 L）、228Ra（97±4 dpm/100 L）的活度远高于近岸水体中223Ra（3.5 ±0.7 dpm/100 L）、224Ra（80 ±4 dpm/100 L）、228Ra（31±2 dpm/100 L）的活度。运用潮动力模型,基于223Ra和224Ra得到的SGD速率分别为7.6 cm/d和4.1 cm/d,而根据223Ra的离岸输送估算出SGD速率为22 cm/d。结合地下水端元营养盐的浓度计算得SGD携带的溶解无机氮（DIN）、溶解无机磷（DIP）、溶解硅（DSi）的排泄通量分别为593,4.16和241 μmol/（m2·s）。     

典型养殖海湾海底地下水排放对营养盐收支的影响——以福建罗源湾为例

海底地下水排放(SGD)是陆源物质入海的重要通道，对沿岸物质通量、生物地球化学循环及生态环境都起着重要作用。近些年来，随着近海海水养殖的发展，有关SGD对养殖生态系统的调控作用也备受关注。本研究运用短半衰期核素²²³Ra和²²⁴Ra估算了福建沿岸养殖型海湾——罗源湾的海底地下水排放通量。结果表明，地下水中²²³Ra[(58.1±40.2) dpm/(100 L)(n=9)]和²²⁴Ra[(1637±1118) dpm/(100 L)(n=9)]的活度远高于近岸水体²²³Ra[(4.49±1.35) dpm/(100 L)(n=15)]和²²⁴Ra[(65.5±15.8) dpm/(100 L)(n=15)]的活度。本研究在假设稳态的条件下，运用Ra质量平衡模型，估算出罗源湾SGD通量为(1.91±2.16)×10⁷ m³/d,SGD速率为0.068～0.101 m³/(m²     

不同地下水端元选取对222 Rn质量平衡模型量化湖底地下水排泄的影响

~(222)Rn质量平衡模型是量化湖底地下水排泄最为有效的方法之一,其中地下水的~(222)Rn活度是~(222)Rn质量平衡模型中最重要的端元之一。为研究不同地下水端元选取对~(222)Rn质量平衡模型的影响,以长江中游典型牛轭湖——天鹅洲湿地为研究区,利用野外采样数据,基于~(222)Rn质量平衡模型,分别以湖区周边井水、湖岸孔隙水、沉积物孔隙水这3个端元或端元组合的~(222)Rn活度作为地下水端元值,估算了地下水向天鹅洲湿地的排泄通量,评估了不同地下水端元或端元组合的选取对~(222)Rn质量平衡模型量化湖底地下水排泄的影响。结果表明:(1)湖水中~(222)Rn活度仅比不同类型地下水低1个数量级,指示了地下水强烈地向湖泊排泄的过程;(2)在湖泊~(222)Rn通量的源项中,地下水排泄的~(222)Rn通量占99%,而沉积物扩散的~(222)Rn通量仅占1%;(3)选取不同地下水端元所得湖底地下水排泄通量依次为:湖区周边井水(2.00×10~6 m~3/d)湖岸孔隙水(1.44×10~6 m~3/d)沉积物孔隙水(0.96×10~6 m~3/d)。根据天鹅洲湿地区孔隙承压含水层与湖泊在大尺度上较为强烈的水力联系和湖泊内部小尺度上浅层地下径流向湖泊的排泄,以及十分有限的沉积物扩散渗透,综合考虑将井水和湖岸孔隙水中~(222)Rn平均活度作为地下水端元值来进行湖底地下水排泄通量的估算最为合适。     

辽河口水体中223Ra、224Ra的RaDeCC法测定及应用

介绍了同步延时计数法,并应用其对辽河口水体中的223Ra和224Ra进行了测定,结合pH、DO、COD、叶绿素、营养盐等参数对223Ra和224Ra的放射性活度及其比值随盐度的变化和影响因素进行了讨论,继而以"镭同位素表观年龄模型"计算了辽河口水体的停留时间。结果表明:2010年4月,辽河口调查水域水体中的224Ra、223Ra随盐度变化趋势不保守,在盐度为10和26的海域出现了放射性活度高峰值,可能分别由悬浮颗粒物解吸和滨岸咸化的地下水排放等因素造成。水体停留时间随着离开河口距离的增大而增大,最大值出现在盐度为14的海域,达到8.34 d。     

海水对含水层沉积物中镭解吸的模拟实验

本研究采用莱州湾沿岸含水层中的沉积物,通过渗滤实验模拟镭的解吸过程。结果表明,在典型的地下水流速范围内(0.02~0.30 cm/min),镭同位素(223Ra、224Ra、226Ra)的解吸没有显著变化。在海水与淡水的混合过程中,解吸的镭比活度与水的盐度呈显著的线性正相关关系。当盐度超过海水盐度时(如S=80的卤水中),解吸的镭比活度则趋于最值平台。对比模拟估算的地下水中镭的比活度与莱州湾沿岸实测间隙水中镭的比活度,223Ra和224Ra的结果基本一致,而226Ra的实测结果较模拟估算结果偏小。可能由于含水层中226Ra经反复解吸后得不到母体核素及时补充所致。本研究将为更好地理解镭同位素在含水层中的地球化学行为提供科学依据,为合理地选择量化海底地下水排放(submarine groundwater discharge,SGD)模型的镭端元值提供新的参考视角。     

镭延迟符合计数器(RaDeCC)测量海水中的224Ra和223Ra

本文介绍了测量海水中224Ra和223Ra比活度的国际通用仪器镭延迟符合计数器(RaDeCC),该仪器具有效率高、灵敏度高、背景值低、方便携带和适合海上现场测量等优点。结合本实验室3 a使用经验和工作数据,对仪器测量误差、探测效率、本底值和探测限等做出系统的阐述和讨论。结果表明,RaDeCC对224Ra和223Ra的探测效率分别在0.47~0.59和0.45~0.57之间,探测限分别为0.04 dpm和0.01 dpm,对224Ra和223Ra测量的相对标准偏差一般在5%和15%左右,但是,当224Ra比活度低于5 dpm/100 L时,变异系数将升高至10%~30%;当 223Ra低于0.3 dpm/100 L时,变异系数将高达20%~80%。     

松花江流域氮时空分布特征及源解析研究

松花江流域是我国氮污染较为严重的流域之一,为了研究松花江流域氮时空变化特征和主要来源,结合松花江流域2003-2018年国控断面NH₄+-N、TN及相关指标的监测数据和典型断面采样检测数据,采用季节性Kendall检验法分析了松花江流域ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）和ρ（COD_Mn）的历史变化趋势,利用Origin 8.0软件绘制了ρ（NH₄+-N）、ρ（TN）和ρ（COD_Mn）的沿程分布图及水期规律图,并采用氮氧稳定同位素技术解析了水体中氮的主要来源.结果表明:①松花江流域城市污染排放对水体氮浓度具有较大影响,城市下游断面氮浓度远高于城市上游断面,并且松花江流域支流氮浓度高于干流.②时间维度上,松花江流域水体中不同水文期ρ（NH₄+-N）和ρ（TN）变化规律为枯水期>平水期>丰水期,ρ（COD_Mn）变化规律为枯水期 < 平水期 < 丰水期.③季节性Kendall检验法分析结果显示,松花江流域90.0%的断面ρ（NH₄+-N）呈下降趋势,62.5%的断面ρ（TN）呈上升趋势,且上升趋势断面主要集中在支流伊通河、阿什河上.④13个典型采样断面δ15N-NO₃（硝酸盐氮同位素）和δ18O-NO₃（硝酸盐氧同位素）值域范围分别为1.52‰~11.15‰、-13.82‰~1.32‰,水体氮主要来源于含氮肥料、土壤侵蚀造成的有机氮输入以及人畜排泄物和城市生活污水输入.研究显示,近15年来松花江流域干流水体氮污染情况呈好转趋势,但重要支流水体氮污染仍严重,城市污染排放是流域水体氮污染的重要影响因素之一,需要加强对城市生活污水及化肥和粪肥等农业面源输入的管控.      

海底地下水排放对南黄海沿岸海水细菌群落结构的影响

在南黄海沿岸岸滩采集海水样品,将同位素地球化学与分子生物学技术相结合,探讨海底地下水排放(submarine groundwater discharge, SGD)对沿岸海水微生物群落结构的影响.结果表明,南黄海沿岸水体微生物优势类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、疣微菌门、厚壁菌门等.海水中较高浓度的镭同位素活度极有可能是由近岸海底地下水排放过程导致.沿岸海水中的²²⁴Ra活度与营养盐浓度、微生物群落的多样性及丰富度具有相对同步的变化规律.溶解氧对海水中的细菌群落结构具有显著影响(p<0.05),海底地下水排放输入的高浓度溶解无机氮、溶解硅酸盐可能是影响沿岸海水中细菌群落结构特征的主要因素之一.本研究表明,海底地下水排放对沿岸微生物群落结构的影响是不可忽视的.     

15N和18O在桂林岩溶水氮污染源示踪中的应用

为确定桂林东区岩溶含水层氮污染特征及其迁移转化过程,选择桂林东区地下水与地表水共27个采样点,分别在雨季和旱季进行取样分析.结果显示:桂林东区地下水NO3--N污染较严重,是最主要的无机氮形态.雨季地下水采样点的NO3--N平均浓度为12.5mg/L,超过了世界卫生组织的地下水饮用标准界限(10mg/L);旱季地下水采样点的NO3--N平均含量为8.8mg/L,虽有明显的降低,但也濒临超标.而少数地表水采样点由于受到直接排污影响,NH4+和NO2-浓度较高,其余离子浓度均较低.该区地下水中硝酸盐的δ15N值范围在5‰~25‰,δ18O值范围在5‰~10‰,表明该区地下水硝酸盐来源为家畜粪便和生活污水,也可能有土壤有机氮和化肥的混合,并发生微生物的硝化作用产生同位素分馏.其中一部分采样点NO3-的N、O同位素比值在1.3~2.1的变化范围内,而另有一部分采样点NO3-的N、O同位素比值不在这个范围之内,表明该区地下水中反硝化作用并不明显,存在空间差异性.     

黄河干流铀同位素的沿程变化及入海通量

通过分析黄河干流溶解铀的沿程变化特征和下游利津站溶解铀浓度的季节性变化,估算了溶解铀的逐月及全年入海通量。研究结果表明,溶解铀浓度从上游至下游总体呈现出沿程逐步增加的趋势,234U/238U放射性活度比在上游源头附近比较高,其余河段234U/238U放射性活度比维持在较稳定的水平(1.3~1.7)。黄河下游利津站溶解铀浓度的变化范围为2.72±0.18 μg/L至7.57±0.66 μg/L之间,平均值为5.49±0.28 μg/L,并且呈现出夏、秋季低于春、冬季的变化规律。黄河下游水沙、溶解铀的月际入海通量年内变化显著,主要集中丰水期特别是调水调沙时期。利津站的径流量是影响溶解铀入海通量的主要因素。2010年、2013和2014年利津站溶解铀的入海通量分别为1.04×105 kg/a、1.31×105 kg/a和6.41×104 kg/a,占世界河流年入海通量的1%左右。     

长江口及邻近海域水体主元素和锶同位素地球化学

根据2005年6月对长江口及其邻近海域水体的现场调查,分析探讨了长江口水体主元素、Sr及Sr同位素的组成变化。长江河水的Sr含量和87Sr/86Sr同位素比值分别为1.75μmol/L和0.7105,反映出长江流域以碳酸盐岩风化为主的化学风化特征;河口区主元素与盐度的显著正相关关系显示出它们在河水与海水混合过程中的保守特性;87Sr/86Sr与1/Sr的非线性关系则暗示了长江口水体的Sr不是河水与海水的简单混合,可能伴有其他端元水体的混入。     

黄河中下游表层沉积物中有机氯农药含量及分布

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,主要检测出HCHs、DDTs、六氯苯、氯丹等,总含量范围为0.35～22.92 ng/g,其中HCHs和DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ns/g和0.05～5.03 ng/g.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.干流中HCHs含量较海河、珠江、长江和黄浦江明显偏高;DDTs含量与除海河外的其它河流基本相同,但两者均低于国外河流.沿河流区域工业废水和主要支流的汇入、农药的广泛施用所引起的长期残留与风化土壤是黄河有机氯农药污染的主要来源.     

224Ra对春季青岛近海水体混合及营养盐来源的示踪研究

2013年3月,以青岛近海为研究区域,分析了过剩224Ra(224Raex)的分布特征及其影响因素,并以之为示踪工具对水体的混合过程和营养盐来源进行了评估。研究发现,224Raex的比活度范围为1.30.2 dpm/100 L到10.21.3 dpm/100 L,并呈现出近岸高、远岸低和低潮时高、高潮时低的时空分布特征。224Raex-盐度对研究区域的水体混合状况的指示作用明显优于温度-盐度指标。2013年3月青岛近海溶解无机磷(DIP)和溶解硅(DSi)浓度的主控因素是潮汐作用,而溶解无机氮(DIN)的来源组成较为复杂,可能包括河流输入、生活污水、工业废水、潮汐混合、地下水排放等。     

猫跳河流域梯级水库夏-秋季节溶解无机碳（DIC）含量及其同位素组成的分布特征

于2007年7月(夏季)、10月(秋季)2次对猫跳河流域河流-水库水体样品进行了采集,分析其水化学组成特征,溶解无机碳(DIC)含量及其同位素组成,研究了猫跳河流域河流-水库的碳元素地球化学行为,目的是阐明梯级水库拦截后河流的碳元素含量和碳同位素(δ13CDIC)组成的分布特征.水体DIC及其同位素(1δ3CDIC)组成的总体特征为:DIC含量夏季低于秋季,夏季DIC含量为1.35~2.84 mmol/L,平均值为2.12 mmol/L,秋季DIC含量为2.03~3.98 mmol/L,平均值为2.67 mmol/L;1δ3CDIC值则相反,夏季较秋季偏正,其1δ3CDIC值流域夏季为-10.3‰~-5.1‰,平均值是-8.6‰,秋季为-13.0‰~-6.9‰,平均值为-9.0‰,表明夏季藻类光合作用优先富集12C,水体富集13C.夏季水库的DIC含量随着深度的加深而增大,而δ13CDIC值则随着深度的加深而偏负,表明表层水体受藻类生物作用影响较大,下层水体主要受有机质的降解影响.DIC含量从上游至下游呈逐渐降低的趋势,而δ13CDIC值从上游至下游呈逐渐偏负的趋势,表明河流受水坝拦截后河流水化学性质发生了改...