丹江口水库淅川库区大气降水中无机离子特征及来源解析

大气降水中水化学组成深刻影响着地表水体水质和水生态系统的物质循环. 为探究丹江口水库降水中无机离子的化学组分和来源贡献,以丹江口水库淅川库区为研究区,通过野外调查、原位观测和室内分析,研究了降水中无机离子(F?、Cl?、NO₃?、SO₄2?、Na+、NH₄+、K+、Ca2+和Mg2+)的浓度特征. 结果表明:丹江口水库淅川库区降水中无机离子浓度大小表现为NH₄+(170.0 μeq/L)>Ca2+(115.4 μeq/L)>SO₄2?(112.9 μeq/L)>NO₃?(94.2 μeq/L)>Na+(61.1 μeq/L)>Mg2+(25.9 μeq/L)>F?(12.2 μeq/L)>K+(11.8 μeq/L)>Cl?(10.3 μeq/L),其中NH₄+、Ca2+、SO₄2?、NO₃?和Na+浓度占总离子浓度的90.2%;相关性分析表明不同无机离子浓度之间存在显著相关性(P<0.05),富集因子分析表明陆源人类活动对无机离子浓度的影响较大;正定矩阵因子分析表明,农业源、工业燃煤、土壤扬尘、化石燃料燃烧和生物质燃烧是无机离子的重要来源,其中NH₄+和SO₄2?的主要来源分别为农业源(56.3%)和化石燃料燃烧(78.7%). 研究显示,丹江口水库淅川库区降水中无机离子组分以NH₄+、Ca2+、SO₄2?、NO₃?为主,其主要受陆源人类活动(农业活动和化石燃料燃烧)的影响.      

丹江口水库淅川库区大气无机氮干沉降特征

大气氮沉降是氮素生物地球化学循环中的重要环节,也是水库水体外源氮输入的重要来源之一。以丹江口水库淅川库区为研究区,在库区周围设置6个采样点,于2019年10月至2020年9月期间采集并分析大气氮干沉降样品,探讨无机氮干沉降的时空分布特征及其对水库水体外源氮输入的贡献。研究结果表明:库区无机氮干沉降量为16.30kg/(hm²·a),其中氨氮占比77%,硝氮占比23%,两者比值的变化范围为2.09(1月)～7.65(7月);氨氮沉降量在季节上表现出极显著差异性,硝氮、氨氮沉降量在空间上表现出显著差异性;气象要素(温度、气压、风向、相对湿度和水汽压)是影响氨氮沉降量的重要因素;无机氮沉降量占河流总氮入库量的7.28%,氨氮沉降量占河流氨氮入库量的38.10%;水库水体氮浓度对无机氮沉降响应的净增量为0.06mg/(L·a);库区氮沉降的削减策略须以农业减排为主,未来水库的水质保护需要重点考虑农业活动的影响。     

替代面法和推算法在淅川库区氨氮干沉降评估中的适用性分析

农业源氨氮沉降是水库型水源地水体收到的重要的外源氮之一,其沉降量评估与来源识别是水体氮污染防控的重要依据.替代面法和推算法是大气氮素干沉降监测的两种常用方法.采用替代面法和推算法,于2019年9月—2020年8月对淅川库区周边设置的5个大气监测点进行干沉降样品采集,测定了样品中氨氮浓度及其氮同位素,探讨了2种监测方法在氨氮干沉降通量估算及氨氮来源解析中的适用性.结果表明：替代面法获得的氨氮干沉降通量为推算法的1.4~2.1倍,2种监测方法获得的氨氮干沉降通量在时空变化趋势上具有一致性;推算法获得的δ¹⁵N-NH₄⁺较替代面法偏负,季均相差为11.1‰,时空差异显著.替代面法在获得淅川库区氨氮干沉降通量方面具有优势,受氨氮分馏影响,直接获得的δ¹⁵N-NH₄⁺值较初始源δ¹⁵N-NH₃值存在较大偏差,影响溯源结果的准确性;推算法能够分别获得不同氨氮形态干沉降中的δ¹⁵N-NH₄⁺值,适用于氨氮干沉降来源分析,但易造成氨氮干沉降通量偏低;综合利用2种监测方法能够提高同位素溯源结果的准确性.     

丹江口水库淅川库区大气磷沉降特征

大气磷沉降是向地表水体输送营养元素的重要途径.以丹江口水库淅川库区为研究区,在库区周围设置了6个采样点,于2020年1—12月期间采集并分析了大气总磷干、湿沉降样品,探讨了总磷沉降的时空分布特征及其对库区水体外源磷输入的贡献.结果表明：研究区大气 总磷沉降量为1.19 kg·hm^-2·a^-1,其中,干沉降占比为49.73%,湿沉降占比为50.27%;总磷干、湿沉降量在空间上均具有显著差异性（p_s<0.05）, 湿沉降量在季节上具有极显著差异性（p<0.01）;总磷干沉降量受到气温、气压和风速的显著影响,湿沉降量受到降雨量的显著影响;总磷年沉降量为65.17 t·a^-1,占河流总磷入库量的42.18%.     

焦作市大气中PM2.5的时间特征与潜在源区分析

以焦作市为研究区，基于2021年24 h自动监测大气PM2.5数据和同期气象数据，应用气团后向轨迹聚类分析、潜在源区贡献函数分析和浓度权重轨迹分析等方法探究大气污染物中PM2.5的时间分布特征及其潜在源区。结果表明：2021年焦作市PM2.5的质量浓度均值为47.3μg/m3，季节特征表现为春冬季高于夏秋季；来自河南省北部和中东部等地区气团轨迹对应的PM2.5浓度较高；春季和冬季PM2.5的潜在来源地区范围广于夏季和秋季，在污染较为严重的冬季，河南省的焦作市、新乡市、鹤壁市、安阳市、郑州市和开封市，以及河北省邯郸市和邢台市均是焦作市PM2.5的潜在源区。     

畜禽粪肥施用对耕地土壤金属元素影响的Meta分析

基于Meta分析，研究畜禽粪肥类型、耕作方式和施肥量对土壤中Cu、Zn、Cd和As含量的影响。结果表明：畜禽粪肥(鸡粪、猪粪和牛粪)施用会显著提高耕地土壤中Cu、Zn、Cd和As含量，其平均含量的增幅分别可达18.14%、16.44%、16.61%和14.81%;与施用鸡粪和牛粪相比，施用猪粪土壤Cu含量增加显著，且其Zn和As含量的增幅也最高；高粪肥施用量(≥60 t/hm²)下土壤Cu、Zn和Cd含量的增幅均达35%以上，而低粪肥施用量(≤30 t/hm²)下其含量的增幅均低于20%;旱地和水旱轮作2种耕作方式下施用粪肥土壤中金属元素含量显著增加，而水田耕作方式下其含量无显著变化。