石羊河流域地下水循环的同位素和地球化学演化特征

石羊河流域是我国水资源开发程度最高的内陆河流域之一,是干旱区典型的水资源脆弱带,其生态环境问题日益严重,因此,研究石羊河流域地下水循环和地球化学演化规律具有重要意义.本研究从祁连山顶到红崖山水库沿径流剖面采集水样,对降水、地表水和地下水的水化学及同位素δ18O、δD进行分析,以揭示地下水的补给、径流和排泄规律.结果表明,地下水径流系统在向下游输送的过程中不断接受河流的渗漏补给和农田灌溉入渗补给,通过河床溢流、人工开采的形式排泄,盆地平原区地下水以垂向运动为主.盆地下游是地下水的主要排泄区,盆地北端地下水随基底抬升而上升溢出,转化为地表水排出.流域地下水从上游到下游矿化度逐渐升高,溶解性总固体(TDS)值在131 ～1750mg·L-1之间;水化学类型从HCO3--SO42--Ca2+-Mg2+型逐渐转化为SO42--HCO3-Mg2+-Ca2+型,呈现明显的分带特征.     

柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.     

吉林市城区地下水污染时空演化

通过提出投影寻踪地下水污染指数模型,求得吉林市城区1980~2009年地下水监测井的污染指数.同时考虑第二松花江两岸地下水污染的非连续性,用修正的局部多项式插值方法对各年污染指数进行分区插值,得到各年地下水污染指数分布图.结果表明,吉林市城区地下水受到不同程度的污染,地下水污染指数普遍偏高,江北片区污染最为严重.全区在时间演化上具有"轻-重-轻"的阶段特征,地下水污染时空演化规律与人类活动方式紧密联系.吉林市城区地下水主要污染因子为"三氮",其中NO2-对地下水污染的影响最大,对地下水污染指数的贡献度多年保持在0.7上下.     

新疆奎屯地区高砷地下水DOM三维荧光特征

新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷（As）中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物（DOM）的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明：该地区地下水As含量范围在1.30~400.68μg/L,平均值为61.18μg/L,有68.99%的地下水为高As地下水.地下水中DOM含有3种组分：类腐殖质C1（260（325） nm/425nm）,占2.78%;类色氨酸C2（275nm/350nm）,占18.74%;微生物源的还原性醌类C3（260（375） nm/475nm）,占54.12%.研究区水体DOM的荧光指数在1.2~1.52之间,均值为1.36,水中DOM以陆源为主.该地区地下水整体呈现还原-弱碱性环境,地下水中As的释放过程主要有铁氧化物矿物还原和脱硫酸作用,水中的DOM参与了铁、硫酸盐的还原反应过程,类色氨酸C2主要在微生物呼吸过程中充当电子供体角色,还原性醌类C3担任了电子飞行过程中的电子穿梭体,增强了As从含水层沉积物中释放到地下水的迁移性能.     

新疆奎屯地区高砷地下水DOM三维荧光特征

新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷（As）中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物（DOM）的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明：该地区地下水As含量范围在1.30~400.68μg/L,平均值为61.18μg/L,有68.99%的地下水为高As地下水.地下水中DOM含有3种组分：类腐殖质C1（260（325） nm/425nm）,占2.78%;类色氨酸C2（275nm/350nm）,占18.74%;微生物源的还原性醌类C3（260（375） nm/475nm）,占54.12%.研究区水体DOM的荧光指数在1.2~1.52之间,均值为1.36,水中DOM以陆源为主.该地区地下水整体呈现还原-弱碱性环境,地下水中As的释放过程主要有铁氧化物矿物还原和脱硫酸作用,水中的DOM参与了铁、硫酸盐的还原反应过程,类色氨酸C2主要在微生物呼吸过程中充当电子供体角色,还原性醌类C3担任了电子飞行过程中的电子穿梭体,增强了As从含水层沉积物中释放到地下水的迁移性能.     

吉林市城区地下水污染时空演化

通过提出投影寻踪地下水污染指数模型,求得吉林市城区1980~2009年地下水监测井的污染指数.同时考虑第二松花江两岸地下水污染的非连续性,用修正的局部多项式插值方法对各年污染指数进行分区插值,得到各年地下水污染指数分布图.结果表明,吉林市城区地下水受到不同程度的污染,地下水污染指数普遍偏高,江北片区污染最为严重.全区在时间演化上具有“轻-重-轻”的阶段特征,地下水污染时空演化规律与人类活动方式紧密联系.吉林市城区地下水主要污染因子为“三氮”,其中NO2-对地下水污染的影响最大,对地下水污染指数的贡献度多年保持在0.7上下.     

电导法测定地下水中溶解性总固体的研究

本文详细论述了电导法测定水中溶解性总固体的原理、方法,并从准确度、精密度和实际地下水样测定三个方面与目前普遍采用的重量法进行了比较,实验结果表明,重量法与电导法回收率范围分别为81.90％～84.84％和99.33％～104.50％;标准偏差范围分别为3.06～3.68和0.56～1.93;变异系数范围为3.61％～4.35％和0.65％～1.84％,由此可见,重量法比电导法回收率低,标准偏差和差异系数都大。重量法测定值比电导法低的主要原因是大庆地区地下水溶解的盐类以碳酸盐和重碳酸盐为主,在加热烘干的过程中分解生成CO_2和H_2O而损失掉了。因此,重量法不适合作为水中溶解性总固体的测定。     

基于对应分析法的吉林西部地下水化学特征时空演化研究

运用对应分析方法,分析了吉林西部地下水化学特征随时间、空间的变化.对研究区进行了分区,分别确定了各区的主要影响因子,并分析了各区的主要因子随时间的变化趋势.最后,结合吉林西部的水文地质条件与人类活动,分析了地下水化学成分的来源及成因.结果显示,吉林西部地下水按照其水质特征可分为3个区:Ⅰ区,位于山前平原的通榆北部、长岭南部等地及盐碱区,阴离子主要为HCO-3,总碱度大,动态变化平稳;Ⅱ区,位于西部山前平原与中部低平原区间过渡带的洮南中部、通榆东北部等地,Ca2+、Mg2+含量高,硬度大,NO-3-N含量较高,且有增大趋势;Ⅲ区,位于低平原区的乾安、前郭、大安地区,主要为高矿化度水,阴离子主要为SO2-4、Cl-,阳离子为Na+,矿化度有增大趋势.上述分析结果符合当地实际.研究表明,地下水化学特征时空演化研究可为地下水污染的防治、生态环境的改善提供重要依据.     

不同物料堆肥过程中溶解性有机质和腐殖酸的物质结构演化时序差异分析

以提取鸡粪未添加菌剂（CM）、鸡粪添加菌剂（CMB）及餐厨垃圾（FW）堆肥过程中提取的溶解性有机质（DOM）和腐殖酸（HA）为研究对象,利用荧光光谱平行因子分析及二维相关光谱分析对DOM和HA的物质结构及转化时序进行表征。结果表明：DOM的腐殖化指数（HIX）表现为CMB>CM>FW,FW堆肥有机质的自生源特性更强,CMB堆肥有机质腐殖化程度最高。与堆肥时间相比,DOM和HA的光谱结构特性对堆肥种类的响应更强烈;3种堆肥的DOM中,类蛋白组分相对浓度整体表现为CM>FW>CMB,类腐殖质组分表现为CMB>FW>CM;HA中,类蛋白组分相对浓度为CM>CMB（FW）,类腐殖质组分表现为CMB(FW)>CM。二维相关光谱表明：鸡粪堆肥中,DOM各组分演化时序为类胡敏酸>类酪氨酸>类色氨酸>类富里酸,HA各组分表现为类酪氨酸>类富里酸>类色氨酸;餐厨垃圾堆肥中,DOM各组分演化时序为类色氨酸>类酪氨酸>类富里酸,HA各组分表现为类胡敏酸>类酪氨酸>类色氨酸>类富里酸。适当的含水率有利于DOM中类腐殖质物质的生成,氨氮（NH₄ ⁺-N）浓度的降低与鸡粪堆肥DOM中类蛋白物质的降解以及腐殖化程度的增强有关,硝氮（NO₃ ⁻-N）浓度与类腐殖质组分呈显著正相关;水溶性有机碳（DOC）浓度和含水率的降低可能标志着堆肥过程中HA的腐殖化程度增强。

     

洛阳盆地浅层地下水化学特征及其演化特征分析

在系统采集并分析洛阳盆地浅层地下水样品的基础上,综合描述性统计、相关性分析、运用Piper三线图、Gibbs模型以及离子比例系数等方法,对洛阳盆地浅层地下水化学特征及其形成机理进行了分析和探讨。结果表明:HCO~-_3和Ca~(2+)分别是研究区浅层地下水中优势的阴、阳离子;HCO_3-Ca和HCO_3-Ca·Mg型为主要地下水化学类型;浅层地下水TDS和总硬度的平均浓度相对较低,平均值分别为450.5 mg/L和329.3 mg/L。本区浅层地下水化学特征的形成主要受到岩石风化作用的影响,地下水水质成分主要来自于碳酸盐岩和硅酸盐岩等矿物的长期风化溶解。同时,逆向阳离子交换作用也在一定程度上影响着浅层地下水化学的形成。     

沧州深层地下水氟的分布及演化规律

氟含量高是沧州深层地下水水化学特征之一。为了反映沧州地区地下水资源量和揭示深层地下水氟的演变机制,本文分析了1980年和2014年沧州地区深层地下水中氟含量变化,研究了深层地下水中氟的分布特征和演化过程。具体使用ArcGIS和PHREEQC软件分别绘制沧州地区深层地下水氟的时空分布图和模拟氟的水文地球化学过程。结果表明沧州地区深层地下水氟浓度水平分布表现为西部最低,中西部和东部沿海次之,中部最高,且在2014年其面积增至约占沧州地区总面积的50%,可直接饮用地下水资源分布面积减少。深层地下水中氟离子浓度逐渐升高,仍来自萤石沿着水流路径、水流方向不断发生溶解反应,且从1980年到2014年仍未达到饱和。预计在深层地下水开采活动下,沧州深层地下水氟含量会继续增加。     

浅层地下水中的氮含量与地下水污染敏感性--以石家庄市为例

氮在地下水中的主要存在形式是氨氮、硝氮和亚硝氮,这三种污染物在石家庄市辖区内,由于影响污染敏感性的其它因素大小不同,造成三者相互关系有较大区别.浅层地下水易污染区,NH3浓度相对较低,NO-3浓度相对较高,使得NO-3/NH3比值较大,相反在浅层地下水难污染区,水中NH3浓度相对较高,而硝氮浓度表现相对含量较低的特征,其NO-3/NH3比值较小.易污染区亚硝氮的含量在0.0001～0.02mg/L范围内,而在难污染区未能检出(＜0.0001).利用这一结果可以定量的评价石家庄市区的污染敏感性.     

河套灌区地下水化学演变特征及形成机制

地下水资源是我国西北干旱区的重要资源,但不合理的开发利用导致系列生态环境问题,深入探究地下水化学演变特征及形成机制,对于地下水资源的合理利用具有重要意义.以河套灌区永济灌域为研究区,综合运用聚类分析和因子分析等统计学方法,研究了该区域地下水化学演化特征并阐明了地下水化学的形成机制,说明不同因子的影响程度.结果表明,研究区地下水阳离子以Na⁺+K⁺为主,阴离子分别以Cl^-和HCO^-₃为主,且Na⁺+K⁺和Cl^-离子具有较高的空间变异性,是决定地下水盐化的主要因子,地下水化学类型以Cl-Na、 HCO₃·Cl·SO₄-Na和HCO₃-Na型为主;通过聚类分析,研究区地下水可分为4类(A₁、 A₂和B₁、 B₂类),其中A₁类地下水为高矿化度Cl...     

矿化度对淡水浮游植物生长及群落结构的影响

以博斯腾湖原水为培养液,通过添加SO₄2-和Cl-调节培养液的矿化度分别为0.5、1.5、3.5、10.0g/L,考察不同矿化度对浮游植物生长及群落结构的影响. 结果表明:在对数生长期内,浮游植物生物量、比增长率及ρ(Chla)均随矿化度的增加而升高;生长后期高矿化度(10.0g/L)对浮游植物有抑制作用. 在各矿化度下的浮游植物优势门类均为硅藻门,其生物量占藻类总生物量的95%以上. 随着矿化度升高,蓝藻门有较好的适应性,能够生长,但绿藻门受到明显抑制. 试验显示,优势属为脆杆藻(Fragilaria)、针杆藻(Synedra)、舟形藻(Navicula)和羽纹藻(Pinnularia). 矿化度为0.5g/L时很少出现舟形藻,但随着矿化度的升高,舟形藻逐渐成为优势种,其生物量占18.51%~26.18%;羽纹藻生物量在矿化度为0.5和1.5g/L时所占比例分别达3.40%和4.94%,在高矿化度(3.5~10.0g/L)下则极少出现,不再具有优势. 研究表明,舟形藻和羽纹藻可作为博斯腾湖咸化过程的参考藻种.      

垃圾填埋水溶性有机物组成、演化及络合重金属特征

采集不同填埋年限垃圾和渗滤液,提取制备水溶性有机物(DOM),采用紫外光谱、荧光光谱及1H-核磁共振,研究垃圾填埋DOM组成、演化及络合重金属特征.结果表明,填埋初期(5 a)DOM以脂肪族类物质为主,DOM中芳香族物质随填埋进行含量降低,苯环结构上的羰基、羧基和羟基等随填埋进行不断减少;填埋中后期(5 a)DOM以碳水化合物、有机胺等为主,随着填埋年限的延伸DOM中芳香性物质含量上升,苯环上羰基、羧基和羟基等官能团不断增加.填埋产生的渗滤液原液DOM中同时含有脂族类物质、碳水化合物、有机胺等,渗滤液经过厌氧-好氧和MBR处理后,碳水化合物和芳香族化合物含量相对增加,但小分子有机物和烷基链烃物质含量减少,脂肪链支链变短,分支增加.垃圾填埋DOM通过含氮和含氧官能团络合金属Zn从而影响其分布,而对其他金属的分布影响较小.     

城镇化过程中地下水微生物的时空分异与演化——以珠海为例

运用不依赖培养的分子生物学技术,选择珠海市唐家湾居民密集地与人类活动扰动较少的中山大学珠海校区共二样区进行多采样点分析,构建16S rRNA基因文库进行序列比对,获得微生物的群落分布数据。数据显示,校区小流域地下水微生物群落基本保持原生态,其上、中、下游三组井均以变形菌、Candidate division OPx、古菌(含泉古菌和广生古菌)为优势类群,其中中游#M组井因环境不同微生物稍有差异。人类活动影响显著的唐家社区其微生物群落结构变异较大,未发现属于微生物鼻祖的古菌,也未检测到Candidate division OPx系列,而检测出许多与周围环境相吻合的微生物群落。二样区地下水微生物16S rRNA基因演化分析表明,城镇化进程中环境变化影响地下水微生物种群发育,地下水微生物也不断演化并影响环境。     

新疆阿克苏平原区地下水水化学演化特征

地下水作为新疆平原区重要的饮用水水源。为了解新疆阿克苏平原区地下水化学演化过程，运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比法、矿物稳定场图和反向水文地球化学模拟，对研究区2017年30组地下水取样点的检测结果进行分析。其结果表明：阿克苏平原区地下水中阳离子平均含量总体为Na⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺，阴离子平均含量总体为SO₄^2- > HCO₃^- > Cl^-；从山前倾斜平原到冲积平原地下水中各离子表现出累积作用；地下水各化学成分不仅来源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的溶滤，钠长石、钙长石等硅酸盐岩对地下水中化学成分也存在一定影响，各矿物溶解强度表现为岩盐岩 > 蒸发盐岩 > 碳酸盐岩 > 硅酸盐岩；在反应路径中，含水介质岩土颗粒越细，反应路径越长，越有利于离子交换。     

矿化度作为蒙新高原湖泊营养物基准影响指标的可行性

基于蒙新高原湖区多年综合调查资料及现场监测数据分析,结果显示蒙新湖区存在咸化趋势.多元逐步回归分析表明总磷、矿化度是影响蒙新湖区初级生产力的重要因子.相关性分析显示,蒙新高原湖区湖泊矿化度与溶解氧、pH值、总氮、叶绿素a及透明度相关,其中,溶解氧、pH值与矿化度呈极显著负相关(P<0.01);总氮、叶绿素a与矿化度呈极显著正相关(P<0.01);透明度与矿化度呈显著负相关(P<0.05).通过矿化度与国际公认的营养物基准指标[原因变量(TP、TN)和反应变量(Chl-a、SD)]之间的线性关系研究表明,矿化度应成为蒙新高原湖区湖泊营养物基准影响指标之一,研究结果为确定蒙新高原湖区湖泊营养物基准的候选变量和指标提供了理论依据.     

丛枝菌根强化型生态浮床处理煤化工模拟含盐废水

针对缺乏经济有效的中低盐废水脱盐技术问题,本试验利用丛枝菌根(AM)真菌增强植物抗盐胁迫能力,搭建AM强化型生态浮床,既探索新的中低盐废水处理技术,又解决普通浮床植物耐盐胁迫能力差、除盐效率低的问题.结果表明,AM真菌(Glomus etunicatum)与浮床植物美人蕉(Canna indica L.)建立了良好的共生关系,且侵染不受盐胁迫的影响.接种AM真菌提高了生态浮床处理含盐废水的能力,21 d内TDS、COD、TN和TP的去除率分别达到了36. 1%、74. 4%、57. 6%和59. 1%,比未接种AM真菌的普通生态浮床分别提高了79. 2%、36. 4%、32. 7%和37. 6%.从具体盐离子来看,21 d内水体中Na、K、Ca和Mg离子的去除率分别达到了34. 4%、61. 3%、57. 4%和51. 9%,相比未接种AM真菌的普通生态浮床分别提高了11. 4%、37. 1%、18. 3%和24. 6%.从植物对盐的吸收来看,AM的存在促进了美人蕉对Na离子的吸收和向地上部的转移,这可能是AM强化型生态浮床功能得到提升的主要原因之一.本研究表明AM真菌可增强生态浮床修复水体污染的能力,提高脱盐效率.