桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。     

湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征以及气象条件的影响

通过利用湖北省气象服务中心在全省27个旅游景区内建设的30个大气负氧离子自动监测站数据,对湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征及气象条件对负氧离子浓度的影响进行了分析。研究表明:湖北省旅游景区的大气负氧离子资源十分丰富,西部山区高于东部平原地区,整体呈现从东向西、从北向南逐渐增加的趋势,鄂西南地区为全省大气负氧离子最为丰富的地区,负氧离子浓度夏季最高,冬季最低,秋季略大于春季。从3月开始,负氧离子浓度逐月增加,至8月达到最大值,后又逐渐减小。凌晨和上午的负氧离子浓度要大于下午和晚上,夜间呈逐渐上升的趋势。大气负氧离子浓度晴天最大,阴天小于晴天,而雾霾天和小雨天负氧离子浓度均较小;中雨以上降水、闪电活动与负氧离子浓度呈正相关。     

湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征以及气象条件的影响

通过利用湖北省气象服务中心在全省27个旅游景区内建设的30个大气负氧离子自动监测站数据，对湖北省旅游景区大气负氧离子浓度分布特征及气象条件对负氧离子浓度的影响进行了分析。研究表明：湖北省旅游景区的大气负氧离子资源十分丰富，西部山区高于东部平原地区，整体呈现从东向西、从北向南逐渐增加的趋势，鄂西南地区为全省大气负氧离子最为丰富的地区，负氧离子浓度夏季最高，冬季最低，秋季略大于春季。从3月开始，负氧离子浓度逐月增加，至8月达到最大值，后又逐渐减小。凌晨和上午的负氧离子浓度要大于下午和晚上，夜间呈逐渐上升的趋势。大气负氧离子浓度晴天最大，阴天小于晴天，而雾霾天和小雨天负氧离子浓度均较小；中雨以上降水、闪电活动与负氧离子浓度呈正相关。     

长江口潮间带湿地涨退潮期N2O的排放通量研究

随着河口区接收上游人为氮排放量的增加,为这一区域氧化亚氮（N2O）的排放增加了很大不确定性。选择长江河口潮间带湿地为研究对象,分别采用原位静态箱法和静态顶空法,从2011年1月至12月对长江口沉积物 大气界面以及涨潮水 大气界面的N2O排放通量进行了为期一年的现场观测和研究。研究结果表明,沉积物 大气界面N2O通量有着显著的时空差异。N2O排放通量在日变化以及季节变化上都表现出明显的源汇转变,就年平均排放通量,光滩带沉积物 大气界面达到了599 μgN2O/(m2〖DK〗·h),而海三棱藨草盐沼带与大气间N2O交换则十分微弱,为060 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。对长江口涨退潮期光滩和草滩上覆水体 大气界面N2O排放通量的研究表明,长江口涨退潮期在夏季和秋季,无论是光滩还是草滩均表现为大气N2O的稳定排放源,其中夏季平均253 μgN2O/(m2〖DK〗·h),秋季平均排放通量为207 μgN2O/(m2〖DK〗·h)。作为河口区上游排放氮素的直接接收者,和沉积物 大气界面N2O排放相比,长江口涨潮水 大气界面N2O排放稳定而又显著,是长江口N2O排放的主要贡献者,应成为这一区域N2O排放的关注热点     

上海市公园湖泊表层沉积物中汞的特征及其污染评价

以上海市中心城区和郊区合计24座水景公园湖泊表层沉积物为研究对象,测定其中的总汞(THg)和甲基汞(MeHg)等参数,并结合地统计学方法,研究城市尺度汞的空间分布特征及其潜在风险。结果表明:中心城区公园湖泊表层沉积物中THg(平均值222.6±138.4μg/kg)与MeHg含量(平均值0.52±0.51μg/kg)均明显大于郊区(p0.01)表层沉积物中THg(平均值91.8±87.1μg/kg)与MeHg含量(平均值0.29±0.26μg/kg),这种空间分布的差异可能是城市小气候效应及人为汞排放两者共同长期作用下的结果;沉积物中THg、MeHg含量与烧失量呈显著正相关(p0.05),而甲基汞/总汞比值(MeHg/THg)与烧失量呈弱负相关关系,表明了公园沉积物中有机质可能是控制汞转化的主要因素。沉积物中MeHg含量普遍较低,反映了沉积物中汞的活性相对较低。地累积指数评价进一步表明,上海市公园湖泊表层沉积物中汞的生态危害风险较低。     

长江中下游滨岸带水体温室气体释放的时空分布特征

内陆河流生态系统作为大气中温室气体通量交换的热点区域,对全球的碳循环有重要影响。分别于平水期(2017年5月)和丰水期(2018年7月)对长江中下游滨岸带水体两种温室气体(CH_4和CO_2)释放通量进行了调查研究。结果表明:平水期时,CH_4和CO_2的释放通量分别为0.39～9 668.83 nmol·m~(-2)·h~(-1)和0.25～3 229.41μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为298.24±1 308.65 nmol·m~(-2)·h~(-1)和290.75±645.99μmol·m~(-2)·h~(-1);丰水期时,二者的释放通量为-22.80～329.76 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-110.21～16.39μmol·m~(-2)·h~(-1),平均值为21.51±49.56 nmol·m~(-2)·h~(-1)和-3.63±13.25μmol·m~(-2)·h~(-1)。水体温度、pH、溶解性总磷浓度、溶解性有机碳和溶解性有机氮比值是影响CH_4和CO_2通量的重要因素。CH_4和CO_2释放通量还受到通江湖泊的缓冲和入江河流输入的影响,表现为河口水系高,湖口水系低的特点。由于外源污染和滨岸带土地利用的差异,城市岸带的CH_4和CO_2排放量最高,其次为自然岸带,湿地岸带和河口较低,通量最低的为化工园岸带。估算表明,长江全年碳排放以CO_2为主,年释放量约为1.93×10~7 t(C),CH_4年释放量约为2.28×10~(4 )t(C),低于世界上一些其他大型河流。     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带，但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失，进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年），研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L，其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主，壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下，地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2，地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%，地表径流是坡地磷素流失的主要途径，但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比，减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式，以降低营养盐负荷，保护水环境。     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

玄庙观水库表层沉积物磷形态及正磷酸盐释放风险特征研究

在高磷矿区域深大水库缺乏相关研究与报道的背景下,为给深大水源水库的管理提供科学依据,对宜昌市黄柏河流域玄庙观水库的沉积物及其上覆水的理化特征进行了研究。结果表明:(1)玄庙观水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为5 356.0~9 631.5 mg/kg,各磷形态含量表现为:钙磷(Ca-P)"有机磷(OP)"铁铝磷(Fe/Al-P),其中,Ca-P为TP的主要成分,占TP的86.4%~93.0%;(2)受外源磷矿输入的影响,TP和总碳(TC)表现出相同的整体变化趋势,即从库首到库尾逐渐增大,而有机质(TOC、TN、OP)的来源类似于深大湖泊,主要源自内生生物的沉积作用,各采样点无显著性差异;(3)沉积物-水界面存在明显的正磷酸盐(PO_4~(3-)-P)浓度梯度,释放通量为0.41±0.09~0.86±0.14 mg/(m~2·d),数据统计分析表明内源磷释放通量与TP、Ca-P浓度具有显著正相关性,且为该区域的第一主成分因素。     

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。于2012年采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素数据,分析太湖表面辐射及能量收支的时间变化特征以及环境控制因子。结果表明:(1)太湖2012年辐射收支四分量(向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4 W/m~2,反照率的年均值为0.06,各辐射分量日变化和季节变化特征明显;(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低;湍流能量通量的日变化幅度较小;不同天气条件下能量分配具有一定差别:晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量;(3)通过分析湍流能量通量与环境因子的相关性发现:感热通量变化最主要的相关因子是风速与湖–气界面温度差的乘积;风速与湖-气界面水汽压的乘积是潜热通量的主要驱动因子。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。     

长江上游流域降雨侵蚀力变化对河流输沙量的影响

利用长江上游主要水文站1956~2010年输沙量数据和雨量站日降雨量时间序列资料,采用线性回归研究流域降雨侵蚀力与河流输沙量的关系,并估算长江上游各子流域降雨侵蚀力变化对河流输沙量的总体贡献。结果表明:长江上游降雨侵蚀力为2 362 MJ·mm/(hm²·h·a)到3 814 MJ·mm/(hm²·h·a),多年平均值为3 006 MJ·mm/(hm²·h·a);各子流域的年均降雨侵蚀力差异较大,其中乌江子流域最大,为5 055 MJ·mm/(hm²·h·a),金沙江子流域最小(1 560 MJ·mm/(hm²·h·a)),不足乌江子流域的1/3。各子流域降雨侵蚀力的极值比大小嘉陵江 > 岷江 > 乌江 > 金沙江。长江上游流域以及子流域输沙量在1956~2010年间均呈总体下降趋势,各子流域年均输沙量大小金沙江 > 嘉陵江 > 岷江 > 乌江。降雨侵蚀力变化对长江上游输沙量变化贡献率为7%,对岷江、嘉陵江、乌江子流域输沙量变化的贡献率分别为36%、20%、9%。总体来说,降雨对长江上游输沙量变化的影响不如人类活动的影响大。     

南京地区7Be沉降特征

7Be是研究大气科学与地球化学的核元素之一，对研究短期过程的地表土壤颗粒迁移具有较大价值。为了解南京地区利用7Be进行土壤侵蚀示踪研究的合适时机，于2010年1月~2011年12月收集南京地区各月的7Be沉降样品，经实验室化学实验处理和γ谱仪测量，计算7Be沉降通量，并分析7Be大气沉降的季节性变化趋势。结果表明：南京地区平均7Be沉降量为1 62178 Bq/（m2·a），沉降通量为066～1449 Bq/（m2·d），平均沉降通量为444 Bq/（m2·d）；7Be沉降通量的季节变化呈现双峰型趋势，冬末春初和夏季是两个高值区；7Be沉降的а值冬春季较大，夏季最低；降雨量大小与沉降量存在明显的正相关     

长江口南北支水沙特性观测研究

利用2009和2010年洪枯季、大小潮长江口南北支长时间序列的水沙盐观测资料,系统分析了近期南北支的水沙盐时空分布特征及南北支之间的关系,探讨了北支水沙盐倒灌,特别是泥沙倒灌对南支水域悬沙浓度的影响。分析结果表明:北支盐度和悬沙浓度年际、季节性及大小潮差异明显,一般大潮大于小潮,枯季大于洪季,平水年大于丰水年;南支受径流影响大,悬沙浓度均值在0.2kg/m3左右,盐度在0.25‰左右,南支悬沙浓度和盐度的大小均较北支小一个量级,其变化较北支复杂,尤其是在落潮时段盐度和悬沙浓度短时间内明显增加。北支作为河口唯一受潮汐控制的分支,水沙盐倒灌南支,倒灌期间南支悬沙浓度增加,洪季大潮有微弱沙量倒灌,悬沙浓度有0.05kg/m3的增幅,枯季大潮泥沙倒灌尤甚,南支悬沙浓度长时间维持在0.25kg/m3左右,最高可达0.62kg/m3。如上游径流量减小显著,则北支泥沙和盐水倒灌对南支的影响会增大。     

Atmospheric Mercury Pollution in Beijing

Abstract

The atmospheric mercury pollution in Beijing is a serious problem. Atmospheric mercury has three sources: natural emission, anthropogenic emission and previously deposited mercury reemission or recycling, composing elemental mercury, divalent mercury and particulate-phase mercury. Many studies showed that mercury in Beijing’s air was higher than the general level of mercury concentration in the atmosphere. Mercury emission sources were discussed. Industrial emissions, coal burning, vehicle exhaust emissions and waste incineration were thought to be the main sources of atmospheric mercury pollution in Beijing. And also meteorology has an effect on atmospheric mercury concentration in Beijing. Measures have been taken to control the emission of mercury into the air in recent years.     

不同养殖模式池塘沉降颗粒营养物质组成特征

2012年4~10月采用自制沉降颗粒收集装置收集主养草鱼和黄颡鱼池塘生态系统中沉降颗粒物,开展了颗粒物质的垂直沉降量以及沉降颗粒中碳氮磷等营养物质的组成及沉降通量的季节变化特征的研究。结果表明:养殖可以显著提高池塘颗粒物质的垂直沉降量,主养草鱼池塘中颗粒物质垂直沉降量显著高于主养黄颡鱼池塘(p0.01),且两种养殖模式池塘颗粒物质沉降量随着养殖时间推进有显著增加的趋势。主养草鱼的池塘中颗粒物质垂直沉降量在100.39~414.66g/(m2·d)之间变化,平均为224.46g/(m2·d),主养黄颡鱼池塘中沉降颗粒物质垂直沉降量在34.14~272.91g/(m2·d)之间变化,平均为155.18g/(m2·d)。两种养殖模式沉降颗粒的碳氮磷成分在养殖周期内的变化规律不明显但具有相似的变化趋势,主养黄颡鱼池塘沉降颗粒中TN、TC、TOC和TON的含量均比同时期主养草鱼高,且均随着养殖时间的推进,沉降颗粒中碳氮磷的总量呈增加趋势。两种养殖模式池塘沉降颗粒中的C/N比值与沉积物中的C/N比值较为接近,表明沉降颗粒与沉积物营养物质来源具有一定的相似性,同时养殖系统内养殖对象与其所处环境的相互依存和相互影响对颗粒物质的产生以及沉降具有重要作用。     

Seasonal variations of natural ventilation and radon-222 exhalation in a slightly rising dead-end tunnel

The concentration activity of radon-222 has been monitored, with some interruptions, from 1997 to 2005 in the end section of a slightly rising, dead-end, 38-m long tunnel located in the Phulchoki hill, near Kathmandu, Nepal. While a high concentration varying from 6 x 10(3) Bq m(-3) to 10 x 10(3) Bq m(-3) is observed from May to September (rainy summer season), the concentration remains at a low level of about 200 Bq m(-3) from October to March (dry winter season). This reduction of radon concentration is associated with natural ventilation of the tunnel, which, contrary to expectations for a rising tunnel, takes place mainly from October to March when the outside air temperature drops below the average tunnel temperature. This interpretation is supported by temperature measurements in the atmosphere of the tunnel, a few meters away from the entrance. The temporal variations of the diurnal amplitude of this temperature indeed follow the ventilation rate deduced from the radon measurements. In the absence of significant ventilation (summer season), the radon exhalation flux at the rock surface into the tunnel atmosphere can be inferred; it exhibits a yearly variation with additional transient reductions associated with heavy rainfall, likely to be due to water infiltration. No effect of atmospheric pressure variations on the radon concentration is observed in this tunnel. This experiment illustrates how small differences in the location and geometry of a tunnel can lead to vastly different behaviours of the radon concentration versus time. This observation has consequences for the estimation of the dose rate and the practicability of radon monitoring for tectonic purposes in underground environments.