大气降水中离子化学特征及来源分析

通过研究2006-2010年上海市闸北区大气降水中离子的组成特征和变化,分析了离子可能的来源和酸雨的成因。结果表明,近年来酸雨污染有所改善,酸雨成因也有所改变。阴阳离子当量浓度之比小于1,可能缺少对某些低分子弱有机酸离子的监测。降水化学组份中浓度最高的四种离子分别是SO42-、NH4+、Ca2+和NO3-,SO42-浓度是NO3-的3.14倍,NH4+是Ca2+的2.76倍,降水的主要致酸物质是硫酸盐,主要中和物质是铵盐。大多数离子间有较好的相关性,NO3-和SO42-绝大部分来自人为源的贡献。降水中SO42-的致酸作用和Ca2+的中和作用逐渐下降,Cl-的致酸作用在逐渐增大。     

三峡库首秭归地区大气降水硫同位素组成及示踪研究

2009年6月～2010年7月对三峡库首秭归地区大气降水SO24-含量和硫同位素组成特征进行了连续1 a的研究.结果表明,秭归地区降水SO24-浓度在31.4～668.1μmol.L-1之间,加权平均浓度为161.9μmol.L-1;降水SO24-硫同位素值δ34S在-2.14‰～6.07‰之间,平均值为2.06‰±1.97‰.SO24-含量季节变化特征明显,夏秋季节低,冬春季节高;而δ34S值则冬季偏正,而其他3个季节都相对偏负.对硫同位素值分析表明,生物来源硫可能对当地大气降水酸度有一定的贡献,且在夏秋季节尤为明显.     

徐州市大气降水化学特征分析

本文根据徐州市1985—1989年的大气降水监测数据初步分析了大气降水的化学特征,徐州市大气降水中主要离子为SO_4~(2-)、NH_4~+、Ca~(2+)。SO_4~(2-)高值出现在冬季,NH_4~+高值出现在夏季,K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)值均出现在春季。年酸雨频率与年降水量有较好的相关性,酸雨频率和酸雨量都是冬、秋两季高,夏季低,雨水的酸性主要是受大气中SO_2、NO_x污染的结果。     

贵阳大气降水化学特征及来源分析

对贵阳地区2008年10月1日~2009年9月30日降水样品的pH值和主要阴阳离子组成的进行测定,并运用TrajStat软件模拟后向气团轨迹,分析了贵阳地区降水中离子来源以及影响离子浓度的因素.结果表明,2008~2009全年降水pH值加权平均值为4.23;SO42-是主要阴离子,加权平均值为265.63μeq/L,占总阴离子的69.29%.Ca2+和NH4+是主要的阳离子,加权平均值分别为182.90和112.79μeq/L,分别占总离子的47.10%和29.05%.并且NH4+、Ca2+与SO42-之间存在明显的相关性,说明贵阳大气中可能主要存着(NH4)2SO4、NH4HSO4、CaSO4等物质.总离子浓度季节差异性大,冬季高、夏季低,主要受到降水量、污染物来源等多方面的影响.海相和土壤富集系数表明,Ca2+、Mg2+、K+主要来自地壳源,而SO42-、NO3-主要来自人为源.贵阳后向轨迹表明春季气团轨迹较为杂乱,夏季气团主要来自沿海,秋冬季则主要受中国内陆的影响.     

中国南海大气降水化学特征

利用中国科学院南海海洋研究所"实验3"号船南海海洋断面科学考察2012年夏季航次进行大气降水采样,测定样品pH值和主要阴阳离子浓度,结合TrajStat软件模拟后向气团轨迹,分析南海夏季大气降水离子化学特征及来源.结果表明,夏季降水pH平均值为6.3,最小值为5.6.阴阳离子浓度顺序均分别表现为Cl->SO2-4>NO-3和Na+>Mg2+>Ca2+>K+,Cl-和Na+是主要的阴离子和阳离子,浓度平均值分别为2 637.5μeq·L-1和2 095.5μeq·L-1,表现出了海洋性大气降水的特征.7种离子间均表现出良好的线性相关关系,相关系数在0.9以上,说明它们可能具有统一来源;NO-3与其他离子的相关系数相对较低,可能NO-3具有相对复杂的来源;Ca2+和K+还可能跟南海珊瑚环境有关.本研究的6个站位后向轨迹显示,水汽气团来源于正南或西南方向,未经过大陆上空,因此本研究中南海夏季大气降水的离子来源受人为影响可以忽略.     

希夏邦马峰北坡地区夏末降水化学特征探讨

1 997年 8— 9月野外工作期间 ,在希夏邦马峰北坡达索普冰川高海拔区 ( 2 8°33′N ,85°44′E)采集到一批大气降水样品 .样品化学分析结果表明 ,达索普冰川高海拔区夏末降水化学成分中NO3- 浓度最高 ,Mg2 浓度最低 .海盐离子浓度在海洋性气团降水中高于局地大陆性气团降水 .同全球其它偏远地区比较 ,本区夏末降水的主要离子浓度较低 ,与南极和格陵兰冰盖内陆地区雪冰相当 ,表明希夏邦马峰北坡地区夏末大气环境相当“洁净” ,可代表全球偏远地区大气降水的本底状况 .达索普冰川区夏末降水的 pH值 (平均值为 6.0 )和主要离子浓度表明 ,本区夏末大气降水受人类排放污染物的影响很小 ,同时降水的电导率较低而且变化较小 .     

贵州典型酸雨城市大气降水化学组成特征

本研究于2012年3月~2013年2月,采集了贵州省典型酸雨城市—都匀市的大气降水,分析了其中pH、阴阳离子及重金属元素等分布特征及可能来源。研究结果表明:都匀市降水存在一定酸化现象,40.4%降水样品pH5.6。阴离子以SO42-和NO3-为主,平均含量分别为180.7μmol/L、50.7μmol/L,SO42-/NO3-值为1.44~15.62,降水属于硫酸-硝酸混合型。阳离子以NH4+是最主要的,平均值为129.8μmol/L,占无机阳离子总量的50.8%。降水中重金属元素(Cu、Zn、As、Cd、Pb、Cr)含量较低,与国内其他地区相比,Hg的含量偏高。降水中总离子浓度表现为冬、春季较高,夏、秋季较低。相关性分析表明:降水中化学组分以CaSO4、MgSO4、NH4SO4、Ca(NO3)2等为主。Ca2+与Mg2+主要来自陆源性颗粒物,NO3-、SO42-、F-主要来自化石燃料燃烧及金属冶炼,重金属元素主要来源于燃煤以及人为活动污染。     

长江源区大气降水化学特征及离子来源

基于长江源区冬克玛底流域2013年6～9月采集的64个降水样品,分析了降水的pH值、电导率及离子浓度特征,并应用因子分析、相关分析、富集因子及后向轨迹法,讨论了降水离子主要来源及其与大气环流的联系.结果表明,长江源区冬克玛底流域降水pH值变化范围为5. 26～9. 25,加权平均值为6. 70;电导率变化范围为0. 23～28. 70μS·cm-1,加权平均值为3. 45μS·cm-1,低于瓦里关全球大气本底站降水电导率;总离子浓度变化范围为7. 0～376. 9μeq·L-1,平均总浓度仅为40. 8μeq·L-1;各离子加权平均浓度大小顺序为:HCO_3~- NH_4~+ Ca~(2+) NO_3~- SO_4~(2-) Na~+ Cl~- K~+ Mg~(2+); HCO_3~-、NH_4~+、Ca~(2+)和NO_3~-是降水中的主要离子,占总离子浓度的74. 75%;相对酸度(FA)分析表明,有97. 8%的降水酸度被碱性物质中和,同时中和因子(NF)分析表明NH_4~+和Ca~(2+)对降水酸性的中和起主导作用;研究区降水离子主要来自陆源的贡献,而来自海源的输入则相对较少;结合气团的后向轨迹分析发现,不同来源的总离子浓度差异明显,其加权平均浓度大小顺序为:局地源西风源季风源,表明不同的大气环流背景和气团来源对降水化学组成具有重要影响.长江源区大气降水受人类活动影响较小,其降水化学特征一定程度上可以代表偏远地区的大气质量状况和本底值.研究结果能够为长江源区水质的保护以及为评估人类活动对该区域大气环境的影响提供科学依据.     

大气降水中重金属离子特征研究

大气降水中重金属离子的研究可以反映大气污染、地表水污染的信息.通过对国内外大气降水中重金属研究现状的阐述和大气降水中重金属的来源进行理论分析,并利用实地大气降水采样分析,归纳出其中重金属的特征,监测当前大气的污染状况,从而为区域性的大气中重金属的污染评价及污染治理提供理论依据.降水中的重金属元素主要包括Pb、Mn、Zn、Cu、Cd、Cr等,通过分析测定可以为利用大气降水作为重要饮用水补给源的区域提供饮水安全保障.     

三峡水库沉积物不同赋存形态磷的时空分布

为了认识三峡水库沉积物磷的赋存状况,利用磷形态标准测试程序SMT法对干流和三条代表性支流(香溪河、大宁河、小江)的柱状沉积物进行了总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)的测定,结果表明干流沉积物TP含量为781~1026 mg·kg-1,支流沉积物TP含量为382~1085 mg·kg-1.TP主要由IP组成,OP所占比例较低;IP主要由Ca-P组成,Fe/Al-P所占比例较低.干流TP含量空间差异不显著,但各赋存形态磷的含量普遍高于支流,支流中香溪河磷含量高于大宁河和小江.垂直方向上各赋存形态磷含量在不同沉积深度没有明显规律;TP、IP、Ca-P三者变化趋势较一致,主要受Ca-P含量的影响.鉴于支流的独特水文条件,相比于干流,更应警惕支流沉积物磷的释放风险及其对水体的环境化学效应.     

三峡库区农业化肥流失污染及其成因分析

农业化肥流失是三峡库区最主要的非点源污染源之一,其污染成因分析对有效控制三峡库区非点源污染具有重要的指导意义。通过对三峡库区19个区县化肥用量、施肥强度、品种、比例结构、流失负荷的统计资料分析,明确了库区化肥流失非点源污染的基本情况;接着随机性选取石柱县、开县、宜昌市、兴山县4库区县市12个监测点进行监测分析．同时结合秭归县15个人工模拟降雨试验。得出库区化肥施用强度高,分布不均匀,施用品种单一,重氮肥、磷肥轻钾肥,化肥N,P流失非点源污染有加重的趋势,且化肥N,P的流失量与土壤肥力成正比[N：R2=0.51〉0.468（n=16,95％）;P：R^2=0．68〉0．549（n=19.99％）],与农田地表中粉粒（0．002—0．02mm）和粘粒（〈0．002mm）浓度成正比,与施肥强度呈显著性正相关;降雨强度越大、地表植被越少,化肥N,P流失越大[R^2=0．98 R^2〉765（n=8.99％）]。     

Microbial diversity accumulates in a downstream direction in the Three Gorges Reservoir

Organic and inorganic materials migrate downstream and have important roles in regulating environmental health in the river networks. However, it remains unclear whether and how a mixture of materials (i.e., microbial species) from various upstream habitats contribute to microbial community coalescence upstream of a dam. Here we track the spatial variation in microbial abundance and diversity in the Three Gorges Reservoir based on quantitative PCR and 16S rRNA gene high-throughput sequencing data. We further quantitatively assess the relative contributions of microbial species from mainstem, its tributaries, and the surrounding riverbank soils to the area immediately upstream of the Three Gorges Dam (TGD). We found an increase of microbial diversity and the convergent microbial distribution pattern in areas immediately upstream of TGD, suggesting this area become a new confluence for microbial diversity immigrating from upstream. Indeed, the number of shared species increased from upstream to TGD but unique species decreased, indicating immigration of various sources of microbial species overwhelms local environmental conditions in structuring microbial community close to TGD. By quantifying the sources of microbial species close to TGD, we found little contribution from soils as compared to tributaries, especially for sites closer to TGD, suggesting tributary microbes have greater influence on microbial diversity and environmental health in the Three Gorges Reservoir. Collectively, our results suggest that tracking microbial geographic origin and evaluating accumulating effects of microbial diversity shed light on the ecological processes in microbial communities and provide information for regulating aquatic ecological health.     

三峡库区出露期消落带沉积物磷分布特征

为了揭示经历完整反季节干湿交替周期消落带沉积物磷的源汇转化趋势,分析了三峡库区出露期消落带沉积物中磷酸盐的分布特征及含量变化.结果表明,首次经历完整反季节干湿交替的消落带宏观上表现出沉积物总磷(TP)累积现象,但覆水沉积物TP>落干沉积物TP,表明夏季水库开闸放水排沙,且消落带夏季出露期降雨资源丰富,有利于出露消落带表层沉积物被冲刷排除.有机磷(Or-P)含量升高是导致首次经历完整反季节干湿交替的消落带沉积物总磷积累的主要原因.消落带反季节干湿交替有利于沉积物中活性较高的活性磷(Ac-P)、Or-P的累积,有利于相对稳定的闭蓄态磷(O-P)、钙磷(Ca-P)排出.     

三峡水库蓄水不同阶段总磷的变化特征

基于三峡水库2003年后的蓄水特点,本文将2003~2017年划分为4个蓄水阶段.根据三峡水库2003~2017年每月的水文水质数据,分析了自蓄水以来不同蓄水阶段总磷的变化特征.研究发现,首次蓄水阶段,三峡水库的滞留效应从2005年开始凸显.蓄水试运行阶段,干流断面总磷年均浓度在2008年沿程明显降低,此后清溪场断面受到乌江高浓度总磷汇入的一定影响.高水位正常运用期,除清溪场断面外,从铜罐驿至官渡口断面,总磷年均浓度呈现沿程降低的现象.上游梯级电站运行后,除官渡口断面外,干流其余断面总磷年均浓度随时间逐渐减小.官渡口断面于2016年首次出现总磷年均浓度高于沱口断面的现象.且总磷丰水期年均值不再明显高于枯水期.同时,在此蓄水阶段总磷浓度与流量相关性不显著,朱沱,铜罐驿和官渡口断面总磷浓度与悬浮物浓度相关性不显著.     

三峡库区次级河流中有机锡污染物浓度及形态分布规律

以三峡库区次级河流大宁河和小江回水区为研究区域,于2013年5月采集地表水样,采用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)方法测定水样中丁基锡和苯基锡浓度,分析该时期库区支流水环境中有机锡污染情况.研究结果表明:该时期大宁河和小江表层水体同时检测到内分泌干扰物三丁基锡(TBT)、三苯基锡(TPh T)及它们的降解产物一丁基锡(MBT)、二丁基锡(DBT)和一苯基锡(MPh T)、二苯基锡(DPh T).大宁河和小江苯基锡污染均以MPh T为主,但大宁河丁基锡污染以MBT为主,小江丁基锡污染以MBT和DBT为主.除大昌监测点有新近的TBT输入外,大宁河和小江水体中的TBT和TPh T输入均有一段时间,且发生了明显的降解.     

三峡库区水体多氯联苯污染特征与环境交换

为了掌握三峡库区水体多氯联苯环境污染状况,在长江三峡库区分两次采集了91件水体样品,并用气相色谱(GC-ECD)内标法分析了多氯联苯(PCBs)的含量,研究了三峡库区水体中PCBs的残留水平及其环境交换。结果表明:库区水体中PCBs的含量范围为N.D.～48.67ng/L,均值为24.34ng/L(共31种),最大值出现在朝天门,为48.67ng/L;干流断面采样点PCBs的含量仅有一个点位超过了《地表水水质标准》(GB3838—2002)标准,超标倍数为1.16倍;长江支流PCBs的分布特征是,与嘉陵江有关的采样点PCBs的含量都相对较高,其次是大宁河,但与嘉陵江同等级的乌江其含量却很低;水库中PCBs的环境交换主要集中在被淹没的土壤与库区水体之间,因此三峡大坝的蓄水和冲砂会使曾经被吸附的PCBs释放出来,导致库区水体中PCBs的含量增加。     

三峡库区典型农田小流域水化学特征及变化规律

以三峡库区典型农田小流域—涪陵王家沟小流域为代表,通过对流域内水体主要离子组成的系统监测,分析了该流域的水化学特征和主要离子组成变化规律.结果表明,Ca2+、Cl-分别是该流域的优势阳离子和优势阴离子,流域属淡水,水质为氯化物水体,即ClCaⅢ型,水化学类型为Cl-—Ca2+型; TZ+ (总阳离子当量浓度)为6.30meq/L,高于世界平均水平,TZ- (总阴离子当量浓度)为6.29meq/L;TDS(总溶解固体)平均值为294.78mg/L,显示了该流域剧烈的化学侵蚀作用;大多数离子的含量随采样点、季节、水体类型的不同而有显著性差异.     

三峡库区降水化学组成及时空变化特征

对2000-2009年三峡库区巴南、涪陵和万州3个观测点降水的pH、电导率及其主要化学成分的时空变化进行了分析研究.结果表明,巴南、涪陵、万州降水pH平均值分别为5.76、6.03和5.52,平均电导率分别为117.3、72.3和63.1 μS·cm-1,降水酸化趋势在逐渐增强,污染程度高于北京、成都、深圳、湖南等地.降水中SO42-占阴离子总量的77％,NH4+和Ca2为主要的阳离子.巴南、涪陵、万州3个监测点的[NO3-]/[SO42-]比值较低,分别为0.125、0.164和0.169,表明降水酸化类型为硫酸型.由于排放与气象条件(包括降雨量等)的季节性变化,各离子组分呈现明显的时空变化特征,总体表现为冬春季降水中离子浓度高于夏秋季,污染程度为巴南＞涪陵＞万州.