我国七个站点降雨和森林穿冠水中硝态氮同位素丰度

采集了我国7个站点的降雨和森林穿冠水样品,分析测定了水样中硝态氮和总氮的同位素丰度.降雨中硝态氮δ15N值范围为-9.00‰至9.71‰,其中北方站点冬季降雨中硝态氮δ15N值要远高于其他站点,可能是由于北方冬季燃煤供暖所致.穿冠水中硝态氮δ15N值范围为-16.59‰至-0.32‰,比降雨中的硝态氮δ15N值要低,其可能原因是林冠层中存在硝态氮的交换过程,从而产生了分馏作用.降雨和穿冠水中TN的δ15N值范围分别为-7.94‰至-3.07‰和-4.55‰至-1.73‰,其中穿冠水中TN的δ15N值要略高于降雨中的值.     

天然水体中铵态和硝态氮δ15N的测定

介绍了一种天然水体中铵态和硝态氮δ15N的测定方法,包括3个步骤:(1)离子交换法富集水中铵态和硝态氮;(2)蒸馏法进一步提纯铵态和硝态氮;(3)阳离子树脂萃取由转化和蒸馏得到的铵态氮,并将树脂干燥后送入元素分析仪串联质谱(EA-IRMS)测定δ15N.用这种方法处理NH4Cl和KNO3配制的人工模拟水样和野外采集的天然水样,发现δ15N-NH4+和δ15N-NO3-测定的准确性高、重复性好,人工模拟水样δ15N-NH4+的测定值和标准值相差0.560‰,δ15N-NO3-的测定值和标准值相差0.341‰,所有水样重复间的标准偏差在0.008‰—0.384‰之间.测定方法需要的水样体积较少,水样处理速度较快,离子交换后水样中的铵态和硝态氮可长期保存,适合野外天然水体δ15N测定.     

陡河水库鱼体汞的生物积累初探

为了解陡河燃煤电厂大气汞释放对毗邻的陡河水库水生生态系统中鱼体汞含量、生物积累和放大等的影响,本研究采集陡河水库野生鱼、虾和螺蛳,分别测定了鱼样等生物样品中的总汞和甲基汞,并对部分代表性样品测定稳定碳氮同位素比值。鱼汞分布特征和δ13C‰和δ15N‰同位素比值分布特征显示:鱼体(鲜样)中总汞和甲基汞平均含量分别为56.4±26.7和15.5±8.4 ng·g-1,总汞含量最高的是杂食性的白条鱼为133 ng·g-1。不同食性的鱼体δ13C和δ15N稳定同位素值变化范围分别为-28.1‰~-24.4‰和12.0‰~16.1‰,Log10[Hg]与δ15N的线性相关斜率值为负值。以上结果表明:陡河水库鱼体汞总体偏低,没有发现高生物积累和生物放大,其主要原因在于陡河水库水环境中汞含量较低,且陡河水库靠近市区,过度捕捞使可以捕获的鱼样种类和数量偏少,且鱼龄较低。     

莱州湾-龙口湾表层沉积物有机质特征及来源分析

通过对莱州湾-龙口湾表层沉积物样品中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳与总氮的比值(C/N)、稳定碳氮同位素(δ13C、δ15N)生物地球化学指标的测定,分析了该区域沉积物中有机质的特征和来源.结果显示,莱州湾表层沉积物中TOC含量为0.47%±0.40%,龙口湾TOC含量为0.82%±0.37%,TN含量相差不大,因此龙口湾沉积物有机质相对含量高于莱州湾.港口的建设使龙口湾内水体流速减慢,加上龙口湾入海河流较少,使得龙口湾沉积物平均粒径(19.40μm)远低于莱州湾(43.89μm),比较容易吸附有机质.莱州湾沉积物中δ13C值为-24.96‰—21.46‰,平均值为-23.63‰;龙口湾表层沉积物中δ13C值为-23.02‰—22.39‰,平均值为-22.73‰.由此看来,莱州湾沉积物中有机质主要来源于陆生C3植物和藻类,而龙口湾有机质大部分来源于藻类,少数来自陆生C3植物.根据经典的二元模式计算,龙口湾陆源有机质的贡献比例范围为23.15%—33.67%,平均值为28.84%,莱州湾陆源贡献比例范围为7.65%—65.97%,平均值为43.75%.莱州湾沿岸有众多河流入海,尤其是含沙量最多的黄河,给湾内带来大量的陆上有机质,而龙口湾入海河流较少,沉积物中的陆上有机质较少.     

鹰潭地区大气降水中氢氧稳定同位素特征研究

降水中氢氧稳定同位素组成与降水地区各种气象因素变化密切相关。同时,降水中氢氧稳定同位素关系是水同位素应用的主要基础,对深入研究降水中水汽来源,地下水补给等水循环过程具有重要意义。根据江西鹰潭地区2012年4月至2013年3月大气降水中氢氧稳定同位素组成和气象资料,研究了该地区大气降水中氢氧稳定同位素关系及降水量,温度等气象因素对氢氧稳定同位素组成的影响。研究表明,该地区大气降水线方程为δD=8.61δ18O＋18.34（n=72,R2=0.98）,与全球大气降水线方程（δD=8δ18O＋10）相比,鹰潭地区大气降水线的斜率和截距均偏大,这与凝结物在未饱和大气中降落时重同位素的蒸发富集作用有关,同时反映了该地区湿润多雨,降水过程中受二次蒸发影响较小的气候特点。该地区降水中δD （-113.3‰～7.5‰）、δ18O（-14.9‰～-0.9‰）和氘盈余（3.8‰~23.2‰）变化幅度很大并呈现出明显的季节性变化,夏半年（4-9月）δD、δ18O与氘盈余均显著低于冬半年（10-3月）（P＜0.01）,反映出不同季节降水的水汽来源及蒸发条件的差异。对该地区降水同位素与降水量和温度相关性的分析表明,降水中δ18O 与降水量和温度存在显著负相关关系,方程式分别为：y=-0.056x-4.7（R2=0.39,P＜0.01）和y=-0.203x-2.99（R2=0.23,P＜0.01）,说明该地区降水中氢氧稳定同位素存在显著的降水量效应和反温度效应。     

北京北部水源地水化学特征及硫同位素变化

分析了北京市北部水源地所在流域丰水期和枯水期的水化学特征和硫同位素变化.结果表明,研究区地表水pH值呈弱碱性,水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,Mg2+和SO24-次之.通过对主离子组成的分析,发现研究区水化学特征的主要控制因素是岩石风化,其中绝大部分是受碳酸盐岩的影响.研究区内δ34S值在4.9‰—10.7‰之间,平均值为7.9‰,其中密云水库库区及潮河、白河δ34S平均值分别为8.7‰、6.0‰、8.2‰.研究区内SO24-离子浓度与δ34S值在一定程度上呈负相关,SO24-离子浓度十分集中,降水中的SO24-离子浓度很低,而δ34S值较高.根据质量守恒原理计算出硫元素来源于硫酸盐岩的溶解比例为30.72%—42.47%;来源于硫化物氧化的比例为21.74%—33.49%;来源于大气输入的比例为35.77%.     

华北清洁地区气溶胶特征及其来源研究

本文用中子活化分析和质子激发Ｘ荧光分析法,测定了华北清洁地区气溶胶样品中几十个元素的含量,对粗粒和细粒两种颗粒物进行了平均元素浓度和富集因子的计算。基于对华北地区获得的颗粒物数据以及不同来源气溶胶化学组成的讨论,得出华北清洁地区大气颗粒物的质量浓度要比城市地区小很多,细颗粒物的平均质量浓度比粗颗粒要高,华北清洁地区人为污染元素的粗细比率与城市地区的相比很低,大气污染物主要是由远距离输送来的。     

广州市大气典型羰基化合物碳同位素组成初探

采用气相色谱/燃烧/同位素比值质谱(GC/C/IRMS)技术,通过2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化方法,初步测定了广州市城区交通主干线大气中甲醛、乙醛和丙酮的碳同位素组成.结果表明,甲醛的δ13C值变化范围为-42.06‰--33.52‰,乙醛的δ13C值变化范围为-35.84‰--32.20‰,丙酮的δ13C值变化范围为-30.85‰--29.50‰;而且,白天相对于夜晚而言,甲醛、乙醛和丙酮的最大碳同位素分馏分别为6.65‰,3.27‰和0.75‰,碳同位素分馏上的差异表明它们在环境大气中不同化学活性上的差异.     

凉水和宝天曼地区乔木叶片氮素再吸收过程中δ15N的变化

植物自然丰度的稳定性N同位素(δ15N)在植物N吸收和N转运过程中会发生变化,但植物叶片在凋落之前的N素的再吸收如何影响δ15N变化还不清楚.本研究以凉水地区的14个常见树种和宝天曼地区的16个常见树种为研究对象,测定各树种新鲜叶和凋落叶及其对应土壤中的C、N质量分数和δ15N值.结果表明,凉水树种新鲜叶N质量分数和δ15N值显著高于宝天曼树种,这与凉水土壤的N质量分数和δ15N值都高于宝天曼土壤相对应.此外,凉水树种叶片N吸收率(47%)与宝天曼树种(40%)无显著差异.宝天曼树种凋落叶中的δ15N显著高于新鲜叶中的δ15N值,即叶片N再吸收过程中存在N同位素的分馏效应,而凉水树种凋落叶与新鲜叶中的δ15N无显著性差异.本研究首次报道在植物叶片N再吸收过程中存在显著的同位素分馏效应,而且分馏效应的程度与N再吸收率显著负相关.此外,植物叶片N再吸收过程中是否存在同位素分馏效应可能取决于叶片的N再吸收率;乔木新鲜叶片N质量分数和δ15N值在地区间的差异可能取决于土壤N质量分数和δ15N值的地区差异;叶片N再吸收率可能与N在叶片中的存在形态有关,而与土壤N质量分数不相关.     

滇东地区土壤剖面氮同位素垂直分异及空间分异特征

选取云南石林县不同土壤类型、不同石漠化等级以及不同人为干扰方式影响下的7处典型的土壤剖面为研究对象,研究了剖面中氮同位素垂直分异及空间分异特征.结果表明,土壤中p H值为3.68—6.07,全部土壤剖面呈酸性,总有机碳(TOC)为0.58—29.25 g·kg~(-1),碳氮比(C/N)为1.33—14.70,δ~(15)N介于1.44‰—14.86‰,在随深度的垂直分异中,受剖面中腐殖质层和硝化反硝化反应的影响,土壤中稳定氮同位素呈现一定的规律性变化.在各个剖面之间的空间分异中,两种不同土壤类型下δ~(15)N值的分散程度均存在轻度石漠化剖面中度石漠化剖面强度石漠化剖面的规律.同时在受人为影响较小的红壤剖面δ~(15)N值大致呈现强度石漠化剖面中度石漠化剖面轻度石漠化剖面的规律.采样区内无论是石灰岩土壤剖面还是红壤剖面δ~(15)N值与土壤理化性质均无显著相关关系.     

黄石市大气PM_10和PM_2.5中元素特征及重金属生态风险评价

运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)对黄石市大气可吸入颗粒物(PM_10)和细颗粒物(PM_2.5)样品中16种元素进行测定,运用富集因子法揭示其来源,并对重金属的潜在生态风险进行评价.结果表明,Fe、Ca、K、Mg、Na为黄石市大气PM_10和PM_2.5中的主要元素;Cu、Zn、As、Cd、Pb等元素富集程度极大,主要来自人为源;黄石市理工站点大气PM_10和PM_2.5中重金属的潜在生态风险指数(RI)分别为6510.2和6570.5,下陆站点大气PM_10和PM_2.5中重金属的RI分别为10825.2和12553.4,两站点大气PM_10和PM_2.5中重金属均具有极强的潜在生态危害.     

大连刺参氨基酸碳稳定同位素组成特征的分析

本研究应用气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)对大连不同养殖区刺参氨基酸的碳稳定同位素组成进行分析,同时分析其食物来源的碳稳定同位素组成特征,探究刺参氨基酸稳定同位素组成差异形成的原因,并探讨以此作为刺参产地溯源的可行性.结果显示,刺参氨基酸δ~(13)C平均值为-19.35‰,其中李官、獐子岛较低分别为-25.26‰、-25.41‰,谢屯、大长山较高分别为-8.90‰、-12.59‰,且各地刺参δ~(13)C值差异显著;刺参食源氨基酸δ~(13)C平均值为-20.93‰,其中李官、獐子岛较低分别为-26.19‰、-24.25‰,谢屯、大长山较高分别为-11.58‰、-16.31‰,各地差异显著.发现刺参与其食源氨基酸碳稳定同位素组成有一定相关性,其中必需氨基酸相关性系数为0.97,非必需氨基酸为0.77.各地食源氨基酸δ~(13)C值的差异为各地刺参氨基酸碳稳定同位素组成的差异性提供依据,且发现以非必需氨基酸δ~(13)C值作为指标时对各地刺参区分效果更好.相关结论能为氨基酸的稳定同位素分析技术应用于鉴别刺参来源的真实性提供理论依据.     

中国典型城市冬季大气细颗粒物水溶性离子特征及来源分析

细颗粒物是大气污染防治的重点内容。分析大气细颗粒物中的水溶性离子组分及其变化,对评价城市空气污染状况和污染物的来源具有重要意义。选取中国东部典型城市长春、北京、上海、杭州和南京作为研究对象,基于2016年11月11日-12月6日大气颗粒物样品采集及其水溶性离子分析,探讨PM_(2.5)中水溶性无机离子浓度变化特征,并利用主成分分析结果分析各类污染源排放对细颗粒物中水溶性离子质量浓度的贡献,以期为区域大气环境质量的改善提供参考依据。结果表明,长春、北京、上海、杭州和南京总水溶性无机离子质量浓度平均值分别为(18.8±9.0)、(34.9±23.3)、(21.8±13.3)、(42.2±21.4)和(62.1±25.9)μg·m~(-3),占PM_(2.5)质量浓度的33.6%-62.1%。二次离子(SIA,包括NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+)在总水溶性离子中占比均超过75.0%,说明SIA是水溶性离子的主要组分。SIA占总水溶性离子浓度的百分比随污染程度增强而增加。硝酸盐为5个城市在污染大气下主要的贡献物种。5个城市站点ρ(NO_3~-)/ρ(SO_4~(2-))随着大气污染程度的增加均有不同程度的增加且大于1,说明含氮污染物逐渐成为大气颗粒物中最重要的污染物。除长春硫氧化率(SOR)均值小于0.1外,其他4个城市SOR和氮氧化率(NOR)均大于0.1,说明北京、上海、杭州和南京站点大气中存在较高程度的SO_2和NO_2的二次氧化。北京站点NO_3~-、SO_4~(2-)和NH_4~+以NH_4NO_3和(NH_4)_2SO_4的形式存在,在其他4个城市站点以NH_4NO_3和NH_4HSO_4的形式存在。5个城市水溶性离子主要来源为二次转化、扬尘、生物质和煤燃烧。     

天津市大气颗粒物铅的同位素丰度比测定

对天津市 2 1个玻璃纤维滤膜大气颗粒物样品采用稀酸浸出法溶解后 ,测量了铅浓度、铅含量和同位素丰度比 (2 0 6Ｐｂ/2 0 7Ｐｂ) .并采用聚类分析方法对样品进行分组讨论 .1　样品的采集和测定本文旨在观察汽油无铅化进程中 ,大气颗粒物中铅来源的变化情况 .1 998年和 1 999年是汽油无铅化的关键时期 .大气颗粒物样品由天津市环境保护监测中心提供 ,采集于玻璃纤维滤膜上 .采样地点是天津市侯台站和天津市站两个国控站点 .采用ＫＢ 2 0型中流量采样器采集 2 4ｈ的ＴＳＰ样品 .从1 998年 1 1月到 1 999年 2月期间共采集样品 2 1个 .消解大气…     

西北地区油松叶片稳定碳同位素特征与生理指标的关系

以分布于中国西北境内的甘肃、宁夏及内蒙古等地区10个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然种群为研究对象,通过测定油松叶片的稳定碳同位素组成(δ13C)、有机渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱、甘露醇)含量、灰分含量、含水量和碳氮含量等生理指标,分析不同自然种群油松叶片δ13C特征及其与生理指标之间的关系.结果显示:油松叶片δ13C值的变化范围在-28.68‰～-25.02‰,平均值为-26.82‰,随着降水量增加,δ13C表现出偏负的趋势;油松叶片δ13C值与可溶性糖和灰分含量呈显著正相关关系(P0.01),与叶片含水量、甘露醇和全氮含量呈显著负相关关系(P0.01),与脯氨酸、甜菜碱和全碳含量相关性不显著.上述结果表明,叶片δ13C值可以同时反映生长环境和植物体本身水分的亏缺程度,植物水分利用效率的提高和各种渗透调节物质在植物体内的积累不是协同变化的,并且灰分含量可以作为δ13C值的替代指标.     

小浪底水库鱼体和沉积物中汞稳定同位素组成特征

使用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了小浪底水库鱼体和沉积物中汞同位素的组成.结果显示,小浪底水库鱼体具有偏负的δ~(202)Hg和偏正的Δ~(199)Hg(δ~(202)Hg:-0.26‰±0.30‰;Δ~(199)Hg:0.79‰±0.08‰),而沉积物比鱼体具有更加偏负的δ~(202)Hg和趋近于0值的Δ~(199)Hg(δ~(202)Hg:-1.48‰±0.38‰;Δ~(199)Hg:0.01‰±0.02‰).与以往的研究相比,小浪底水库鱼体内汞同位素特征与淡水水库区域鱼体中类似,而Δ~(199)Hg/Δ~(201)Hg的比值为1.22,表明小浪底水库鱼体内汞的非质量分馏主要是甲基汞的光化学降解产生的;沉积物的同位素特征表明其受到了人为源排放的影响.鱼体内δ15N数据表明在营养转移的过程中会发生质量分馏,但不会发生非质量分馏.     

东江流域土壤、植被和悬浮物的碳、氮同位素组成

碳、氮同位素值对监测流域植被组成、环境变迁是一种非常有效的指标,为中短时间尺度环境变化研究提供了一条新的途径。以亚热带山区的东江流域为例,以流域内的植被、土壤及水体悬浮物为研究对象,应用其有机质同位素组成（δ13C、δ15N）,揭示流域植被的成分和环境变化的信息。研究发现：东江流域土壤碳同位素、C/N比值差值不大;植被的氮同位素差值明显,C/N比值差异较大。对东江流域悬浮物δ13C值近20年的监测表明：其值在早期逐年升高,近10年来转趋稳定并呈明显下降趋势,变化范围在-17.8‰～-26.1‰之间,反映了该流域植被破坏和恢复的过程以及土壤侵蚀状况的变化趋势。     

污染区大气中多氯联苯的表征与分布研究初探

通过采集并分析污染区大气及大气颗粒物中PCBs的含量,揭示了污染区空气中PCBs的残留量,讨论了各样品中PCBs的组成及分布,气相样品中可检出的PCBs总浓度在19 1-641ng·m-3,颗粒物中可检出的PCBs同类物总浓度为0.191-0.373μg·g -1. 并对气相与颗粒物PCBs浓度的关系进行了初步探讨.对同类物分布的研究表明,无论气态还是大气颗粒物中低氯代的PCBs同类物都是其主要成份.     

城市近地面大气颗粒物空间分布的监测与分析

城市近地面环境与人呼吸带高度范围相当,近地面大气颗粒物对行人健康有直接影响.当常规环境监测点位置和数量不足以全面反映近地表大气颗粒物空间分布状况时,选择合适的颗粒物载体显得十分必要.植物叶片的滞尘效应使之成为大气颗粒物的良好指标,尤其是常绿灌木叶片更能直接反映近地表环境悬浮颗粒物状况.以大气颗粒物污染严重的代表性城市石家庄市为研究区域,选择道路绿篱灌木大叶黄杨,于连续晴朗干燥天气条件下采集了3个5 d周期内、63处样点的滞尘叶片样品,测试叶片滞尘量和滞尘颗粒物粒度,利用ArcGIS讨论叶片滞尘量和滞尘颗粒粒度的空间分布及空间变异特征.结果显示,石家庄市大叶黄杨叶片平均滞尘量为0.3843 g·m-2·d-1 (变化于0.09310.9155 g·m-2·d-1),滞尘颗粒物粒度均值为1.9185μm(变化于1.30672.2500 μm),98.27%的颗粒小于10 μm,表明大叶黄杨叶片在城市近地表环境中对可吸入颗粒物有较好滞留性能,对行人呼吸健康有益.空间变异性分析表明,大叶黄杨叶片滞尘量和滞尘颗粒物粒度均具有空间自相关性,其中滞尘颗粒物粒度的块金值/基台值更小,即空间自相关性更强,表明滞尘颗粒物尺度除受局地污染源影响外,叶片表面属性因素起更重要作用;而滞尘量相对较大的块金值说明局地小尺度过程的影响不容忽视,即更易受到局地起尘源的影响.通过PM1、PM2.5、PM5、PM10等不同粒级颗粒物的分析表明,颗粒物越细其空间分布差异越大,这种细颗粒物的空间变化为进一步探讨城市不同地区人对大气颗粒物的暴露风险研究提供了基础.     

氮同位素控制下黄河及其主要支流硝酸盐来源分析

选取黄河小浪底水库及以下干流和支流河水为主要研究对象,利用氮同位素识别河水潜在硝酸盐来源,结果表明,研究区黄河干流及支流沁河和伊洛河河水硝酸盐含量均值分别为(4.77±0.95)、(3.45±1.71)和(4.50±0.91) mg·L-1.研究区黄河干流河水δ15N-NO3-均值为(+3.2±4.5)‰,上游河水硝酸盐来源主要为土壤有机氮矿化,下游平原区河水硝酸盐来源包括土壤有机氮矿化以及化学肥料.沁河河水δ15N-NO3-均值为(+8.3±4.6)‰,丰水期河水硝酸盐来源包括大气降水、土壤有机氮矿化以及化学肥料;平水期河水硝酸盐受到生活污水和土壤有机氮矿化共同影响;枯水期沁河河水由于断流形成封闭水体,浮游植物和藻类生长以及反硝化作用是控制河水硝酸盐的重要因素.枯水期洛河和伊河河水δ15N-NO3-值分别为+ 10.9‰和+3.4‰,其中生活污水是洛河河水硝酸盐的重要来源,合成化学肥料是伊河河水硝酸盐的重要来源.