漓江流域δD和δ18O对蒸发的指示作用

以漓江流域为例查明不同水体之间氢氧稳定同位素组成特征,并探讨氢氧稳定同位素对漓江流域的蒸发过程指示作用.结果表明：流域内不同水体之间,氢氧稳定同位素表现出不同的组成特征,地表水和地下水,在丰水期δD值和δ¹⁸O值要比枯水期更容易富集,地下水的δD值和δ¹⁸O值分布范围较地表水小;随着水温的升高,δ¹⁸O的变化趋势比d-excess明显.从漓江上游到下游高程逐渐下降,河水线的斜率和截距也在逐渐减小,其中漓江下游河水线的斜率和截距要低于当地大气降水线,表明下游受到蒸发作用较强烈;地下河水线、地表河水线在一定程度上偏离当地大气降水线,但偏离程度较小,表明三者之间有很好的水力联系.受温度和湿度的共同影响,漓江干流丰水期河水的蒸发量占最初水体总量的0.7%~9.1%,枯水期河水的蒸发量占最初水体总量的2.6%~9.7%,丰水期的蒸发比例低于枯水期,从上游到下游蒸发比例在逐渐上升.研究区蒸发量估算值为959.40mm,与多年实测值少43.11mm,相对误差4.70%.氢氧稳定同位素对研究区降水、地表水、地下水之间的转换规律具有重要的实际意义,在今后的漓江流域水文研究中有着更加广阔的空间.     

岩溶地区不同土地利用方式土壤固碳细菌群落结构特征

固碳细菌是土壤碳循环重要的微生物群落,研究其群落结构特征对认识土壤生态系统的固碳机制具有重要意义.以桂林毛村岩溶实验场的岩溶区、混合区与非岩溶区为研究样区,采集稻田、玉米和柑橘园表层土壤,以cbb LR为固碳细菌的指示基因,采用高通量测序方法,对比在三类区域土壤中固碳细菌的群落丰度、组成及多样性特征的异同.结果表明,三类区域土壤中固碳细菌属于变形菌门和放线菌门.其中,变形菌门的α-变形菌纲(α-Proteobacteria,24.6%)为三类区域土壤中的优势纲,以根瘤菌为主的兼性自养菌是主要的固碳细菌.在岩溶区,伯克氏菌目(Burkholderiales)、红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)、固氮螺菌属(Azospirillum)、费氏根瘤菌(Sinorhizobium fredii HH103)、豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum bv.trifolii)等微生物的丰度均高于混合区和非岩溶区;而慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为混合区与非岩溶区土壤中的优势种群.冗余分析(redundancy analysis)表明,pH、土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、总氮(TN)和阳离子交换量(CEC)等土壤因子是影响固碳细菌群落结构差异的主要生态因子.以上结果表明,岩溶区的土壤特性对固碳细菌的群落结构有显著影响.     

贵州丹寨废弃矿区典型农作物中汞、砷含量的分布特征及差异分析

为摸清废弃矿区重金属汞(Hg)、砷(As)在典型农作物中的含量和空间分布特征,于丹寨金汞矿废弃矿区选取当地主要种植作物-玉米和水稻,采用冷原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法分别对农作物Hg、As进行定量分析。结果表明:玉米植株中,茎叶Hg、As出现部分超标点,点位超标率分别为42.11%和5.26%,玉米果实中Hg、As均未超标;玉米Hg、As的空间分布特征表现为距离污染源越远浓度越低。而水稻植株中,茎叶及籽实Hg、As点位超标率和超标倍数均高于玉米,其中水稻茎叶Hg、As点位超标率分别为73.33%和26.67%;水稻中Hg含量随污染源距离的增加而降低,As随污染源距离的增加而增加。相关性研究表明,茎叶Hg和果实Hg不存在显著相关关系,而茎叶As和果实As存在较好的相关性,表明Hg在作物器官中的分布不均匀,而As的分布相对较均匀。玉米和水稻地上部分对Hg、As的生物富集系数均小于0.05,表明玉米和水稻从土壤吸收、并向地上部分转移Hg、As的能力较弱。金属Hg在农作物中的含量及富集系数均低于As,这可能与土壤重金属含量、矿区污染物的释放以及作物本身的耐受性和吸收机制不同有关。     

岩溶地下河系统水环境中多环芳烃污染特征

地下河作为岩溶地区的主要饮用水源地,对当地的经济和社会发展具有重要的支撑作用,但由于岩溶地区特殊的含水结构,使得多环芳烃(PAHs)有机污染物极易进入岩溶地下水环境中造成严重污染,影响水质安全。该研究选择了南宁市清水泉地下河作为典型地下河的代表,利用含量与组成分析法、同分异构体比值法和逸度方法开展多环芳烃污染特征研究。结果表明,地下水和表层沉积物中∑16PAHs浓度范围分别为276.76～460.12 ng/L、332.17～977.96 ng/g,PAHs浓度整体处于中低等污染水平。污染物排放及PAHs的理化性质使得PAHs浓度从上游至下游逐渐减少,但高环PAHs的比例逐渐升高。根据同分异构体比值法的源解析结果,研究区地下水中PAHs来源主要为上游的生物质燃烧源、中游的石油源和下游的混合源,沉积物与其有一定差异,中上游表征为生物质燃烧源,中下游表征为混合源。随着环数的增加,PAHs由向地下水中扩散转变为向沉积物中扩散,且有机碳的增加也会导致PAHs向沉积物中扩散。研究结果可以为岩溶地下水环境中PAHs污染物防治提供科学依据。     

西南典型地下河表层沉积物多环芳烃污染特征

为研究西南岩溶地区典型地下河沉积物中多环芳烃(PAHs)的污染特征,该文选择南宁市清水泉地下河进行分析,沿地下水流动方向共采集8个表层沉积物样品,并检测16种PAHs的含量。结果表明,地下河表层沉积物中∑PAHs浓度范围为257.71~609.29 ng/g,从PAHs组成来看,16种PAHs均被检出,且4环含量5~6环含量2~3环含量;空间分布规律呈下游含量中游含量上游含量的趋势,且2~3环PAHs的百分比先增大后降低,而4~6环PAHs的百分比变化则正相反;研究区的PAHs来源主要为煤炭和石油混合燃烧源(贡献率为62.90%)、石油源(贡献率为19.77%)、煤炭和天然气混合燃烧源(贡献率为8.54%)。     

重工业城市岩溶地下水中多环芳烃污染特征及来源

为了确定岩溶区重工业城市地下水中多环芳烃的时空变化特征以及来源,采集柳州市丰枯水期23个地下水样品,利用16种多环芳烃的成分谱,结合其物理化学性质以及柳州市具体情况,分析多环芳烃在柳州市地下水系统中的变化及来源.结果表明:(1)柳州市丰水期地下水中ΣPAHs平均浓度柳北区柳东区柳西区鸡喇地下河,且PAHs浓度所占比重均随分子量的增大而减小;枯水期鸡喇地下河柳北区柳西区柳东区,且4环PAHs浓度所占比重均为最高,5~6环次之.(2)柳州市枯水期地下水PAHs呈现较高污染水平,丰水期污染水平较低;(3)化石燃料等有机物高温燃烧为PAHs主要来源,主要由工业过程、交通运输、取暖做饭等人类活动产生.     

娘子关泉群水化学特征及成因

娘子关泉群流量7.19m³·s^-1,提水量约1.7 m³·s^-1,其是阳泉市区和平定县城主要供水水源.查明其泉群水化学特征及成因,对合理利用水资源与污染防治具有重要意义.以娘子关泉域岩溶大泉为研究对象,通过样品采集和水化学同位素,以地球科学系统理论为指导综合运用地质构造、水化学监测和同位素方法分析娘子关泉群水化学特征及成因.娘子关泉群其pH值7.2~7.5.钙离子112.1~135.2 mg·L^-1.硫酸根离子185.6~271.8 mg·L^-1.水化学类型为HCO₃·SO₄-Ca·Mg.泉群水化学特征总体表现为高Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-,低Na⁺、K⁺和Cl^-.城西泉的补给路径较短,其次是五龙泉.其余5组泉补给路径较远.娘子关泉群水化学特征表现为：煤矿酸性排水的污染有加剧趋势,生活污水的污染有减缓趋势.环境同位素示踪显示城西泉的SO₄^2-主要来源于大气降水和石膏溶解.五龙泉的SO₄^2-值增加,其变化主要受煤矿酸性水污染量的影响.     

广西贺州市典型矿区周边耕层土壤Cd通量特征

广西是我国西南部典型的地质高背景区,碳酸盐岩、黑色岩系、基性-超基性岩体与金属矿床（矿化体）强烈的风化成壤作用,使土壤重金属镉（Cd）含量高于全国其他地区.为了查明在地质高背景区矿业活动对耕层土壤环境质量的影响程度,在广西贺州市选取矿业活动影响区和对照区为研究区,系统开展了耕层土壤Cd输送途径及输送通量密度的对比研究.结果表明,在矿区和对照区耕层土壤中,Cd大气干湿沉降通量密度平均值分别为1.87 g·（hm²·a）^-1和1.52 g·（hm²·a）^-1,分别占总输入通量密度的61.5%和60.3%,施肥和灌溉输入土壤Cd通量密度较低;Cd的输出途径均以地表水下渗为主,分别占总输出通量密度的75.4%和86.6%,农作物收割输出通量密度矿区高于对照区,且矿区内种植的水稻籽实Cd含量超标率更高,玉米籽实则未超标.整体上,矿区与对照区土壤Cd净输送通量密度分别为-3.05 g·（hm²·a）^-1和-4.05 g·（hm²·a）^-1,表现为土壤Cd淋失状态,但大气干湿沉降输入通量密度高值点和水稻籽实Cd含量超标点均主要分布在矿区周围,有可能对当地居民健康造成潜在威胁,因此建议通过监控和种植结构调整对该区域Cd污染土壤进行治理.