太湖梅梁湾磷化氢气体浓度和通量日变化

以太湖梅梁湾湖区为研究对象,考察水面上空磷化氢浓度和水-气界面磷化氢释放通量的习变化.结果表明,白天大气中磷化氢浓度(7.39±7.00)ng·m-3显著低于夜间(37.05±22.74)ng·m-3,光照是影响大气中磷化氢浓度的主要因素.磷化氢通量全天正负交替,白天平均通量(11.41±23.76)ng·m-2·h-1,水体为磷化氢的释放源;夜间平均通量为(-37.62±26.45)ng·m-2·h-1,水体表现为磷化氢的汇;一天内平均日变化为(-13.11±35.04)ng·m-2·h-1,磷化氢总体为从大气向水体迁移的过程.磷化氢通量与水温显著正相关,而与大气中磷化氢浓度显著负相关.相关性分析表明磷化氢与温室气体(甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)均呈现负相关.     

川西冕宁断层土壤气特征

断层土壤气是揭示断层性质和构造活动的重要地球化学手段,亦是研究断裂带释放气体对环境影响的重要观测途径.本文通过安宁河断裂带冕宁地区春季、夏季和秋季的三期断层土壤气观测,获取了Rn、CO_2和Hg的浓度和分布特征.研究结果表明,安宁河断裂带冕宁地区地下气体Rn、CO_2和Hg释放具有不均匀性,土壤气测线从西至东主要有3个土壤气体异常区段,可能揭示出安宁河断裂带上的3组主要破碎带位置.不同季节下,土壤气CO_2和Hg浓度具有差异性,与温度和降雨有一定关系,显示出CO_2和Hg浓度的季节效应.在土壤气Rn、CO_2和Hg浓度较高的区域,居民生活应采取相应防护措施.本文结果为分析断裂带释放气体特征及对环境和生活的影响提供了地球化学参考依据.     

首都圈西北部主要活动断裂土壤气中氢气(H_2)地球化学特征

在首都圈西北部9条活动断裂上布置了17个土壤气氢气(H_2)测区,土壤气H_2浓度分别在2012年5月和2013年5月测量两次,测点共1105个.测量数据结果表明:(1)9条活动断裂上土壤气H_2的浓度在断裂附近明显高于非断裂区域;(2)9条活动断裂上土壤气H_2的浓度从西向东呈增大的趋势.首都圈西北部活动断裂带土壤气H_2的释放会引起大气电离层的扰动,有关活动断裂带土壤气H_2释放的进一步研究对大气环境变化研究有重要的意义.     

庐江地热温泉区活动断裂土壤气氡(Rn)释放对环境的影响

在庐江地热温泉区活动断裂带上布置了3个跨断层土壤气氡(Rn)测区,测点共205个.测量结果表明,舒茶、汤池测区土壤气Rn浓度背景值达到30—50 kBq·m~(-3),柯坦测区土壤气Rn浓度背景值高于国家标准50 kBq·m~(-3),氡气浓度最高值出现在断裂附近,土壤气Rn的释放强度与断裂的规模大小有关,受区域地质环境影响,温泉出露点附近,土壤气Rn的释放强度较大.土壤气Rn是大气中氡气的主要来源,大气中氡气超标将危害生态环境和人体健康,加强大气氡气的来源与释放特征的研究对大气环境中氡气的防护与治理具有重要意义.     

中国八大湖泊冬季水-气界面CO2通量

采用静态箱-气相色谱法对中国不同地区八个湖泊(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、南四湖、洪泽湖、抚仙湖、洱海、滇池)冬季水体的水-气界面CO2通量进行了24h连续观测。结果表明:冬季洞庭湖、巢湖、洱海和滇池24h均为大气CO2的汇,其通量分别为-23.78、-16.08、-24.38、-17.94mg·m-2·h-1;鄱阳湖、南四湖水体则为大气CO2的源,其通量分别为35.76、27.64mg·m-2·h-1;洪泽湖和抚仙湖在晴天时为大气CO2的汇,夜间或阴天为大气CO2的源,但从24h的平均通量来看,洪泽湖为大气CO2的汇,通量为-26.56mg·m-2·h-1;抚仙湖为大气CO2的源,通量16.01mg·m-2·h-1。     

不同经营方式及生境对大兴安岭高纬度林区生长盛季森林土壤CO_2、CH_4、N_2O通量的影响

为了确定不同森林经营利用方式(原始林、皆伐林、渐伐林)及不同生境(有林地、无林地、湿地)对于森林土壤-大气主要温室气体通量的影响,于2013年生长盛季(7─8月),在内蒙古大兴安岭兴安落叶松(Larix gmelinii)林区选取了16块样地,采用静态箱/气相色谱法进行了土壤-大气温室气体通量的原位观测。气体监测的同时,测定了土壤湿度和各层土壤温度以及各样地土壤的物理、化学性质。实验结果表明:大兴安岭兴安落叶松林区生长盛季CH4通量平均值为C(-133.6±62.3)μg·m-2·h-1。沼泽湿地(PD2和PD7)CH4表现为释放,CH4通量平均值为C(130.0±41.0)μg·m-2·h-1,其它14个样地土壤CH4为吸收,吸收通量变化范围为C(-242.0~-42.6)μg·m-2·h-1,变异系数为47%。所有样地CO2的地-气通量变化范围是C(94.9~1164.0)μg·m-2·h-1,平均值为C(671.3±324.3)μg·m-2·h-1,变异系数是48%。所有样地N2O通量的范围是N(1.2~21.6)μg·m-2·h-1,平均值为N(7.3±6.1)μg·m-2·h-1,变异系数为84%。通过数据分析显示,大兴安岭林区生长盛季不同经营方式及不同生境对森林土壤-大气CH4、CO2、N2O通量均无显著相关性。CH4通量与土壤各层温度及各层湿度并未发现有显著相关性,仅显示CH4通量与土壤有机质(SOC)呈正相关关系、土壤全氮(TN)呈负相关关系;CO2通量与土壤5 cm处温度显著相关(P=0.042 3),与土壤0 cm及10 cm处温度无显著相关性,CO2通量与土壤各层温度呈正相关关系,与腐殖质层、0~10 cm以及10~20 cm土壤湿度呈负相关关系,与SOC、TN呈负相关关系;N2O通量与土壤各层温度、湿度及SOC均呈正相关关系,与TN呈负相关关系。     

鼎湖山典型森林土壤苯系物通量对模拟氮沉降的响应

苯系物(BTEX)是一类重要的挥发性有机化合物(VOCs),能参与大气光化学反应,并对人体健康有重要影响。土壤能释放或吸收BTEX,氮沉降会影响土壤生态过程,从而可能影响土壤BTEX通量。有关森林土壤BTEX通量对氮沉降响应的研究十分有限。运用静态箱采样、利用大气预浓缩仪-GC-MS研究了鼎湖山两种典型森林——马尾松林(Pine forest,PF)和季风常绿阔叶林(Monsoon evergreen broadleaf forest,BF)土壤BTEX通量对模拟氮沉降增加的响应。结果表明:自然氮沉降条件下,PF土壤吸收BTEX,乙苯吸收速率最大(-51.52±10.94)pmol·m-2·s-1,低氮抑制了PF土壤对BTEX的吸收,中氮主要使土壤由"汇"变为"源";BF土壤释放BTEX,甲苯释放速率最高(7.11±0.12)pmol·m-2·s-1,施氮降低了BF土壤BTEX释放量或使土壤由"源"变"汇",且低氮和高氮的影响效果更显著。施氮条件下,PF土壤甲苯与乙苯、间/对二甲苯、邻二甲苯通量显著相关,BF土壤苯与甲苯、间/对二甲苯、邻二甲苯显著相关。土壤BTEX通量无明显日变化规律,对照和高氮样地最大释放均出现在7:00,最大吸收出现在19:00(对照样地)和13:00(高氮样地)。自然氮沉降条件下,BF土壤CO2通量(29.46±3.27)mg·m-2·h-1显著高于PF土壤(11.02±0.96)mg·m-2·h-1,两个水平氮处理均促进了两种林型土壤CO2的释放。土壤BTEX通量与土壤温度、大气温度和CO2浓度无显著相关性;邻二甲苯和乙苯通量与土壤湿度呈显著相关。     

太原市雨水中多环芳烃的污染特征

对太原市2012年3—10月雨水中16种溶解态多环芳烃(PAHs)的分布特征、沉降通量和来源进行了分析.结果表明,16种PAHs总的(∑16-PAHs)平均浓度为1081.2 ng·L-1(范围为316.8—6272.3 ng·L-1),以2—3环PAHs为主,占75.4%,4环和5—6环PAHs分别占18.2%和6.4%.∑16-PAHs浓度与温度(P<0.05)和电导率(P<0.01)呈显著正相关.同一场降雨不同阶段的∑16-PAHs浓度及其组成与降雨量有关.∑16-PAHs的全年平均沉降通量为481.5 ng·m-2·d-1,9月的沉降通量最高(2342.8 ng·m-2·d-1),其次是7月(1604.4 ng·m-2·d-1),10月的最低(83.3 ng·m-2·d-1),其中2—3环PAHs的沉降通量明显高于4环和5—6环PAHs,∑16-PAHs的月沉降通量与月平均降雨量(P<0.01)和降雨频次(P<0.05)呈显著正相关.利用特征比值法判断PAHs的主要来源是煤燃烧,同时也存在一定的石油燃烧源和少部分的石油源.     

中国地区大气汞的数值模拟研究

结合中国地区的汞排放,利用引入大气汞化学反应机制和干沉降模型的区域大气环境模式系统(Regional Atmospheric Environment Model System,Reg AEMS),对中国地区大气汞化物浓度和干沉降通量的时空分布特征进行模拟研究。研究结果表明,中国地区年均气态零价汞Hg0、氧化汞Hg O、氢氧化汞Hg(OH)2、氯化汞Hg Cl2和颗粒态汞HgP的沉降量分布类似。除西部、西北部地区Hg0的浓度较低外(0.5 ng·m-3),其他地区均高于全球背景浓度。各类汞化物浓度的季节变化明显,8月最低,2、3月最高。一次汞源区附近汞浓度随高度递减,在离源较远的地区,高层汞浓度较高。气态零价汞的干沉降速度的季节变化最明显,其干沉降通量在夏季最高。模拟区域中气态零价汞、氧化汞和颗粒态汞的年干沉降量分别为163.9、7.43和32.2 t。     

冬季北黄海溶解态CH_4和N_2O的浓度分布及海-气交换通量

2014年1月开展了北黄海表层海水中溶解态甲烷(CH_4)和氧化亚氮(N_2O)浓度及海水温盐等参数的观测研究.结果显示,冬季北黄海表层海水溶解态CH_4和N_2O的浓度范围分别为4.3—7.3 nmol·L-1和12.8—14.9 nmol·L-1,饱和度范围分别为150%—255%和128%—149%,是大气CH_4和N_2O的源.通过针对性开展温盐数据校正,区域和全球尺度大气CH_4和N_2O摩尔分数参考值的对比计算等关键过程的研究,优化提高了溶解态CH_4和N_2O饱和度及海-气交换通量计算方法和结果的准确度,得出1月份海-气CH_4和N_2O交换通量分别为6.3±5.1μmol·m-2·d-1和9.4±8.0μmol·m-2·d-1(W2014).并结合文献报道的春、夏、秋季节观测结果,将北黄海N_2O年释放量修订为1.02×10-2Tg.     

不同小叶章湿地H2S和COS的排放通量研究

利用静态箱/气相色谱法,观测了小叶章沼泽化草甸和小叶章典型草甸两种湿地类型中H2S和COS在生长季(5-9月)的释放动态,结果表明:在两种小叶章湿地中,H2S和COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.在小叶章沼泽化草甸中H2S和COS的平均释放通量分别为0.34μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章典型草甸H2S和COS的平均释放通量分别为0.14μg·m-2·h-1和-0.20μg·m-2·h-1;小叶章沼泽化草甸H2S和COS的平均释放通量均高于小叶章典型草甸.在生长季两种小叶章湿地均能向大气释放H2S,对COS则表现为从大气中吸收.小叶章的生长过程对H2S和COS的排放影响显著,在小叶章生长旺盛期,H2S出现排放峰值,COS出现吸收高峰.     

北亚热带红壤丘陵区3种土地利用方式下CH_4通量及其影响因素

以北亚热带红壤丘陵区林地、茶园、菜地为对象,采用静态箱-气相色谱法,对3种土地利用方式下CH4通量进行了研究,同时测定了土壤温度、含水量和无机氮含量。旨在探索不同土地利用方式下CH4"源"和"汇"的功能,对评估不同土地利用方式对全球气候变化的贡献具有重要意义。结果表明,不同土地利用方式下土壤甲烷平均通量有显著差异,分别为:林地-15.44μg·m-2·h-1,茶园-1.49μg·m-2·h-1,菜地7.11μg·m-2·h-1;菜地土壤甲烷平均通量最高,茶园其次,林地最低,CH4年累积通量分别为0.52、-0.31和-1.46 kg·hm-2,菜地土壤以排放CH4为主,而茶园和林地土壤是CH4的汇。茶园和菜地土壤CH4通量呈一定的季节性变化,春、秋季CH4通量较高。林地CH4吸收通量与土壤湿度呈显著的负相关关系(P0.05),且当土壤湿度(WFPS)高于70%时,林地土壤才以排放CH4为主;而茶园和菜地土壤CH4吸收通量与土壤含水量无显著相关关系。土壤CH4通量与土壤温度之间未呈显著的相关关系。不同土地利用方式下土壤CH4排放通量与铵态氮含量呈显著的负相关关系(P0.05),而与硝态氮含量未呈显著的相关性。     

岩溶表层带土壤温度和含水率对呼吸作用的影响

全球环境变化对岩溶区的碳循环产生重要的影响,而土壤呼吸作用在全球环境变化的影响和反馈的过程中具有十分重要的作用。因此,以岩溶区的岩溶表层带为研究对象,研究了土壤呼吸作用与土壤温度和大气降水量之间的响应机理和内在联系。研究结果表明：岩溶表层带的土壤呼吸作用具有单峰型的季节性变化特征。洼地0~5、10~20 cm 的土壤呼吸速率在范围变化分别为82.58 mg· m-2· h-1至412.89、151.39 mg· m-2· h-1至523 mg· m-2· h-1,最大值出现在8月中旬。坡地0~5、10~20 cm的土壤呼吸速率在范围变化55.05 mg· m-2· h-1至412.89、137.63 mg· m-2· h-1至495.47 mg· m-2· h-1,最大值出现也在8月中旬。洼地的土壤呼吸作用相对强于坡地,主要是由于坡地土壤相对洼地土壤较薄并且容易被降水冲刷搬运。在大气降水量不成为限制土壤呼吸作用的因子下,土壤温度为主要控制土壤呼吸作用的因子。因此,该研究可为控制土壤呼吸作用缓和大气CO2的升高和温室效应应对策略,为国家固碳减排的科学决策提供理论依据。     

秋季COS和DMS在草坪与大气间的交换

利用静态箱法研究了羰基硫 (COS)和二甲基硫 (DMS)在绿化草坪与大气之间的交换 .在秋季 ,草坪对COS的吸收通量为 0 75— 1 4 5 μg·m- 2 ·h- 1 ,对DMS的排放通量为0 0 5— 0 35 μg·m- 2 ·h- 1 .COS和DMS的交换通量与环境温度、光照及初始浓度等因素有关 ,其中 ,周围大气COS的浓度对草坪吸收COS的影响最为明显 .草坪对COS的吸收通量与DMS的排放通量呈正相关 ,相关系数 (R2 )大于 0 7.此外 ,COS的垂直分布也表明草坪对COS具有明显的吸收作用     

兰州地区DDT的环境多介质迁移和归趋模拟

利用Level Ⅲ逸度模型模拟了稳态假设下DDT在兰州地区大气、水体、土壤和沉积物中的浓度分布.根据模拟结果计算了相间迁移通量.结果表明:农业施用是该区域DDT的主要来源,其主要的迁移过程是气-土沉降、气-水沉降、土壤侵蚀,土壤中降解和大气平流输出,这是DDT从研究区域消失的主要途径.土壤中DDT占总残留量的99.83%.在大气、水体、土壤和沉积物中的浓度分别为2.80×10-11 mol·m-3,2.72×10-7 mol·m-3,2.47×10-3mol·m-3和3.16×10-5mol·m-3.模型计算浓度与同期实测浓度吻合较好,验证了模型的可靠性,并通过灵敏度分析,确定了模型的关键参数.     

油菜地CO2、N2O排放及其影响因素

2005年11月至2006年5月采用静态箱法对成都平原典型水稻 - 油菜轮作区油菜地CO2、N2O排放通量进行原位测定.结果表明,CO2排放通量为121.4～1 585.8 mg·m-2·h-1,平均656.8 mg·m-2·h-1;N2O排放通量为18.0～521.0 μg·m-2·h-1,平均168.0 μg·m-2·h-1.在整个油菜生长期内,地下5 cm土壤温度与CO2、N2O排放通量之间呈指数函数关系.3种不同处理油菜地CO2、N2O排放通量均为常规处理＞无氮处理＞裸地处理.土壤温度、施氮和植物生长是影响油菜地CO2、N2O排放的主要因素.     

三江平原小叶章湿地系统硫的输入及输出动态

以三江平原小叶章(Calamagrostis angutifolia)湿地系统为研究对象,应用野外原位观测法研究了小叶章湿地系统硫的大气沉降输入及其输出规律.结果表明大气湿沉降中硫的月均含量变化明显,其原因主要与人类活动、降水强度及频次有关;硫沉降量具有明显的月变化特征,经估算三江平原小叶章湿地硫的年沉降总量(以S计)为113 mg·m-2·a·-1.小叶章湿地H2S、COS的排放通量均具有明显的季节和日变化规律.H2S和COS的平均释放通量(以S计)分别为O.34 μg·m-2·h-1和-0.29μg·m-2·h-1;小叶章湿地系统在生长季向大气排放H2S的量(以S计)为1.42 mg·m-2,从大气吸收COS的量(以S计)为1.83 mg·m-2.小叶章湿地系统硫的输入量远高于硫输出量,其差值为113.41 mg.m-2·a-1,这表明硫在小叶章湿地系统中处于累积状态,湿地存在潜在的酸化趋势.     

吉林西部不同土地利用方式下的生长季土壤CO2排放通量日变化及影响因素

利用GXH-3051A红外线分析仪,采用动态闭合气室法对吉林西部4种土地利用方式下土壤CO2排放通量日变化进行了定位测量,系统分析了环境因子及土壤理化性质等因素对土壤CO2排放通量日变化的影响。结果表明,水田、旱田、草地和盐碱地土壤CO2排放通量日变化均呈单峰曲线,但排放通量的日均值有较大差异,其中水田和草地排放量较高,分别为1．69μmol·m-2．S-1和1．24μmaol·m-2s-1;旱田和盐碱地较低,为0．50μmol·m-2．S-1和0．63μmol·m-2．S-1。各地类土壤C02排放通量的日均值与其每天上午10：00土壤CO2排放通量值最为接近,即可用该时间测得的土壤CO2排放通量估测日平均值。土地利用方式和大气温度是造成土壤CO2日排放通量差异的主要因素,多年来该区土地利用方式的变化,改变了土壤表层10cm内的土层温度、土壤含水率、有机碳含量、水解氮含量,进而影响土壤呼吸和CO2排放通量;区内水田土壤CO2排放通量与温度的相关性最高（R2=0．8375）,其次为旱田和草地。     

吉林西部不同土地利用方式下的生长季土壤CO2排放通量日变化及影响因素

利用GXH-3051A红外线分析仪,采用动态闭合气室法对吉林西部4种土地利用方式下土壤CO2排放通量日变化进行了定位测量,系统分析了环境因子及土壤理化性质等因素对土壤CO2排放通量日变化的影响。结果表明,水田、旱田、草地和盐碱地土壤CO2排放通量日变化均呈单峰曲线,但排放通量的日均值有较大差异,其中水田和草地排放量较高,分别为1.69μmol.m-2.s-1和1.24μmol.m-2.s-1;旱田和盐碱地较低,为0.50μmol.m-2.s-1和0.63μmol.m-2.s-1。各地类土壤CO2排放通量的日均值与其每天上午10:00土壤CO2排放通量值最为接近,即可用该时间测得的土壤CO2排放通量估测日平均值。土地利用方式和大气温度是造成土壤CO2日排放通量差异的主要因素,多年来该区土地利用方式的变化,改变了土壤表层10 cm内的土层温度、土壤含水率、有机碳含量、水解氮含量,进而影响土壤呼吸和CO2排放通量;区内水田土壤CO2排放通量与温度的相关性最高(R2=0.837 5),其次为旱田和草地。     

耕作方式对太湖地区冬小麦生长季N_2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对2009年11月至2010年6月冬小麦（Triticum aestivum L.）生长季N2O排放通量进行田间原位观测,研究不同耕作方式（免耕、少耕、传统耕作）对太湖地区稻麦轮作系统麦季土壤N2O排放的影响。结果表明：有植株参与下免耕、少耕和传统耕作的冬小麦生长季N2O平均排放通量分别为63.75μg·m-2·h-1、39.94μg·m-2.h-1和48.83μg·m-2·h-1,无植株参与下分别为73.48μg·m-2·h-1、52.97μg·m-2·h-1和63.60μg·m-2·h-1,麦季N2O排放通量的季节变化与5 cm、10 cm土壤温度呈显著或极显著线性正相关（r=0.400＊～0.654＊＊,n=28）。小麦种植对N2O的排放影响较大,无植株参与的N2O季节总排放量显著高于有植株参与的处理（P〈0.05）;耕作方式显著影响冬小麦农田N2O季节总排放量（P〈0.05）,有植株参与下麦季N2O总排放量少耕较免耕和传统耕作分别减少37.3%和17.9%,无植株参与下分别减少28.0%和16.7%。研究表明太湖地区冬小麦采用少耕措施可减少麦季N2O的排放。