滇池流域硝酸盐污染的氮氧同位素示踪

滇池流域硝酸盐污染严重,厘清其来源对硝酸盐污染治理至关重要。本研究在滇池流域收集河水、湖水、井水、雨水样品,分析了无机氮浓度和硝酸根氮、氧同位素比值。总体上,硝酸盐浓度变化范围较大,从低于检测限到高达13.44mg-N/L,显示流域硝酸盐污染存在较大的空间差异。最高浓度出现在流域南部农田区的井水中,井水样品的氮、氧同位素数据大部分落在化学肥料和大气干湿沉降区,表明农业面源和大气输入对流域浅层地下水产生了污染,污染的浅层地下水又是湖泊水体的一个潜在污染源。流域内河流硝酸盐浓度变化范围较大,总体污染程度高于滇池湖泊水体,氮、氧同位素组成表明大部分河流中硝酸盐来自生活污水和人畜粪便。滇池水体的硝酸盐氮、氧同位素组成和河流的相似,说明人畜粪便和生活污水是主要来源。湖泊水体硝酸盐浓度从南向北有逐渐增加的趋势,这与滇池北部紧邻城区(生活污水)、流域南部主要为农田区(面源污染)的空间格局是一致的。总体上,滇池水体的硝酸盐主要来自城市生活污水,农业面源和大气输入。通过地下水途经进入湖泊主要发生在流域南部地区,具体的贡献份额还需要进一步的计算。     

河口水体中溶解CO_2及其稳定同位素在线同时测定的技术研究——吹扫-EA-IRMS联用法

稳定碳同位素比值(13 C/12 C)是指示碳生物地球化学行为的有效指标。本研究研制并优化了CO2及其稳定同位素测定的吹扫预处理系统,将该系统与EA-IRMS联用实现了溶解CO2、其它形式DIC及二者碳同位素比值的在线同时测定,测得河口水样中易逃逸CO2及其它形式DIC的相对标准偏差分别为3.7%和3.0%;二者的δ13 C值的标准偏差分别为0.30‰和0.15‰。运用此法对九龙江9个站位表层水中不同形态DIC的碳同位素进行测定,得出易逃逸CO2的δ13 C平均值为-12.90‰,其他形式DIC的δ13 C平均值为-5.63‰。该法为水体中无机碳及其稳定碳同位素的测定研究提供了新途径。     

圆叶无心菜对Pb的吸收累积特征研究

文章采用盆栽试验的方法,研究了铅锌矿区圆叶无心菜对Pb的累积特征。采用Pb 0、200、500和1 000 mg/kg处理,研究圆叶无心菜在20、40和60 d时,数量性状变化及其对Pb的累积特征。结果表明:(1)Pb处理后,在同一生长时期,Pb导致圆叶无心菜株高、冠幅、根长和生物量显著降低,其中Pb 1 000 mg/kg处理时,降低的幅度最大;(2)随着Pb浓度的增加和生长时期的延长,圆叶无心菜Pb含量不断增加;(3)圆叶无心菜对Pb的滞留率和净化率随着时间延长不断增加。生物富集量系数和转运量系数随着Pb污染浓度的增加有减少的趋势。圆叶无心菜对Pb的转运系数大于1;(4)圆叶无心菜可作为Pb的累积植物,用来修复被Pb污染的土壤。     

三峡水库坝前水体水化学及溶解无机碳时空分布特征

以三峡水库坝前水体为研究对象,分析了三峡水库蓄水至145m和172m水位时坝前垂向水体基本物理化学参数、主量元素、溶解无机碳(DIC)含量及其碳同位素(δ13CDIC)分布特征.研究结果表明,无论夏季还是冬季,坝前水体均没有出现水温分层现象,pH、电导、溶解氧也没有发生分层现象.坝前水体水化学组成主要受碳酸盐岩风化的控制,主量元素、溶解无机碳含量和三峡大坝截流前相比没有发生明显的变化.水体δ13CDIC值夏季(丰水期)低于冬季(枯水期),在垂向上变化不明显,与水库、湖泊δ13CDIC的时空变化特征相异而与自然河流的变化特征相似.目前,三峡水库坝前水体水化学特征主要表现出自然河流的特征,水库"湖沼学反应"还不明显.     

Gas stable isotopic ratio mass spectrometry for measuring δ^13C and δ^18O in background atmospheric CO2

将商用MAT253稳定同位素比质谱仪、Airtrap高效预浓缩气体捕集阱与自加工16口自动进样器集成,建立了高精度气体稳定同位素比质谱分析系统,用于程序化自动分析本底大气CO2的δ^13C和δ^18O．气样分析时用工作标气定量并穿插目标气测定,还定期用实验室上一级标气对工作标气和参比气进行标校,以保证分析结果的可靠和可比．结果表明,利用不同稳定同位素比范围的标气重复进样测试,发现该系统对δ^13C和δ^18O的分析精度分别优于0．03‰和0．06‰,能基本满足本底大气CO2的碳氧稳定同位素比分析需求和WMO／GAW质量目标．     

广州大气降水中稳定同位素对2008年初华南地区冰雪灾害期间水汽来源的反映

以5～30 min的时间间隔,收集、分析了2007年4月～2008年6月期间广州市各单次大气降水样品中稳定同位素数据.选取2008年初中国南方冰雪灾害期间(2008年1月10日～2月2日)五场大气降水,分析了极端天气条件下降水中稳定同位素的变化特征及其影响因素.研究发现,在2008年初冰雪灾害期间,广州市大气降水中的δD、δ18O及d-excess发生了明显的下降;d-excess及大气降水线分析指示在此次冰灾过程中水汽来源发生了异常;气团轨迹追踪显示冰灾最盛期降水水汽为内陆和海洋的混合水汽,且远距离的海洋水汽输送占主导.冰雪灾害历次单次降水过程中稳定同位素呈现3种不同的变化形态,即上升型、V型和W型,这些变化可能与水汽来源及降水形成条件导致的再蒸发、再凝结作用及降雨类型有关.     

水稻、小麦籽粒砷、镉、铅富集系数分布特征及规律

收集现有文献资料,统计土壤、稻米/小麦籽粒As、Cd、Pb含量的污染数据,将数据分为污染调查数据和添加盐作物栽培试验两类,分别计算其作物富集系数(PUF),并对PUF的分布特征及规律进行分析和总结.结果表明,污染调查数据计算稻米对As、Cd、Pb的PUF中值和全距分别为:0.026(0.004~0.090)、0.150(0.014~1.470)、0.005(0.001~0.031);添加盐试验数据计算稻米对As、Cd、Pb的PUF中值和全距分别为:0.010(0.003~0.033)、0.360(0.056~1.700)、0.002(0.001~0.019).污染调查数据计算小麦籽粒对As、Cd、Pb的PUF中值和全距分别为0.010(0.001~0.110)、0.190(0.030~2.110)、0.017(0.001~0.075);添加盐试验数据计算小麦籽粒对As、Cd、Pb的PUF中值和全距分别为:0.010(0.003~0.028)、0.150(0.055~0.730)、0.001(0.001~0.014).添加盐试验数据与污染调查数据得出的PUF跨幅有明显差异.PUF数值受土壤污染程度、环境条件及作物本身特性等因素的多重影响而不易精准预测,但ln(PUF)符合Gaussian概率分布(R2在0.38~0.94之间).PUF概率模型用于一般风险评估及土壤环境基准制定的保守风险概率计算的条件是,目标污染场地污染程度等参数取值必须在PUF概率模型推导时对应参数取值范围以内,且土壤基本性质及作物生长的环境条件较为一致.     

城郊小河流沉积物吸附Pb2+的动力学过程

采用分批试验法,对城郊小河流沉积物吸附Pb2+过程进行了研究,探讨了Pb2+吸附的动力学过程和机制.结果表明,随着溶液中沉积物质量增大,达到吸附平衡所需时间变短,单位沉积物吸附量和达到吸附平衡后溶液中Pb2+浓度变低;沉积物含量>0.6 g.L-1时对溶液中Pb2+的去除率超过95%;Pb2+在沉积物上吸附的动力学过程符合假二级动力学模型,该模型拟合的平衡吸附量也更接近真实值;Pb2+初始吸附速率与初始溶液中沉积物质量无明显的相关性;随溶液中沉积物浓度的增加,吸附速率常数逐渐增大,化学吸附所起的作用也越显著;较高浓度沉积物吸附Pb2+的动力学机制能较好符合Elovich方程,但较低浓度沉积物时则相对较差;从吸附速率来看,溶液中沉积物质量较高时,内扩散是整个吸附过程速率的控制步骤,沉积物含量较低时,吸附速率存在多级线性过程,初始阶段非均相扩散是主要控制步骤,但随着时间的延长,其吸附过程转变为沉积物内部的扩散过程.     

利用稳定同位素追踪石家庄市地下水中的硝酸盐来源

采用硝酸盐δ ⁵N和δ ¹⁸O相结合的方法对石家庄市地下水中的NO^-₃来源、反硝化作用的发生进行了识别,并结合氚分布特征对其污染深度进行了讨论.结果表明,该区地下水中硝酸盐的δ ⁵N/δ ¹⁸O比值大约是2∶1,说明发生了一定程度的反硝化作用;反硝化作用后硝酸盐的δ ⁵N和δ ¹⁸O值的范围分别为4.6‰～13.9‰和1.9‰～7.8‰,通过校正分析,判定其NO^-₃主要来源于当地的化肥和动物粪肥;同时NO^-₃随深度的分布关系表明该区的污染范围仅局限于浅部,污染深度<150 m,这与氚含量所反映的现代水循环深度相对应.     

Pb在胶州湾多介质中迁移-转化模型研究

在分析重金属污染物Pb(II)在胶州湾中主要迁移-转化过程的基础上,根据化学污染物在多介质环境中迁移-转化模型的基本原理,建立了Pb(II)在胶州湾多介质海洋环境中迁移-转化箱式模型,逻辑上主要包括水动力交换、生物富集、有机络合和悬浮颗粒物吸附、沉积等迁移-转化过程.利用1997年和2000年～2004年胶州湾Pb(II)海上监测数据进行模型模拟与验证,模拟结果与监测结果吻合较好,这表明该模型逻辑结构及动力学方程基本合理,同时也说明,模型中所采用的参数基本能够反映胶州湾海域的地域化特征.在此基础上估算了Pb(II)在胶州湾的海洋环境容量.