济源盆地地表水和地下水的水化学及氢、氧同位素特征

运用氢氧同位素和水化学成分作为水循环过程的示踪剂,研究济源盆地地表水和地下水之间的转化关系.通过现场调查,系统地采集了该区浅层、中深层地下水和河水样品,并在实验室进行了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)和氢氧稳定同位素组分(D、18O)测定.基于水化学和同位素测定结果,揭示盆地地表水和地下水循环特征.水化学分析结果显示,济源盆地水体的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水,浅层地下水和河水联系紧密,不同水体水化学成分主要受到岩石风化作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,大气降水是盆地不同水体的主要补给源,地下水在接受降水的补给后经过了不同程度的蒸发作用,中深层地下水受蒸发影响较小,浅层地下水和河水受蒸发影响较大.浅层地下水和河水的主要补给方式是地表大气降水的垂直渗入补给,中深层地下水接受北部太行山区的径流补给,补给高程为620—1185 m.     

滇东高原牛栏江流域岩溶区地下水化学特征及成因分析

以滇东高原牛栏江流域岩溶区为例,利用水化学数据,探讨区内地下水化学特征及其成因.对研究区24组水样的水化学特征进行分析,结果表明,研究区水化学类型主要是以HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca为主,HCO3-和Ca2+是区内主要阴阳离子,反映了水化学特征主要受碳酸盐岩溶解影响.δD与δ18O的关系显示,研究区内地下水主要受大气降水补给.地下水化学演化过程受地层岩性影响显著,岩石风化使东、西两区的地下水水化学特征有较大差异.Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-和Cl-主要受岩石风化、大气降雨等自然条件控制,受到人类活动影响较小,Na++K+则是主要受农业活动等人类活动的影响.本研究对牛栏江-滇池补水工程区的水化学特征、水质保护和滇池生态恢复具有重要意义.     

拒马河的水化学、同位素特征及其指示意义

通过水文地球化学的方法来探究拒马河流域的河水与地下水之间的水力联系,从而为拒马河流域地下水的开采与管理提供一定的科学依据.因此,对太行山山前河流拒马河不同河段水样的水温、pH值、电导率、重碳酸根离子进行了现场测定,对水样中的K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-等阴、阳离子以及D和~(18)O进行了实验室测定.7种常规离子的特征分析表明,拒马河不同河段水样水化学类型属于低矿化度的Ca-MgHCO_3型水;δD和δ~(18)O沿程变化特征表明拒马河河水在径流的过程中,δD和δ~(18)O两者均沿程逐渐变化,并且都出现了富集的现象;氘过量参数沿程变化特征表明拒马河河水在径流的过程中发生"氧漂移"现象的原因主要是水/岩相互作用和蒸发作用,并且径流速度从整体来看比较缓慢;补给来源分析表明拒马河不同河段由大气降水补给,其化学成分是大气降水渗入地下经地下循环中各种水化学作用和蒸发作用影响的结果;补给高程的计算表明研究区内拒马河河段的补给高程在58—908 m之间,推断补给区很可能是北京西南部的中—低山区.     

新疆吉木乃诸河水体氢氧同位素和水化学特征

利用2018年6月和11月在新疆吉木乃诸河流域采集的河水、冰雪融水和降水样品,对流域水体的水化学成分和氢氧稳定同位素(D,~(18)O)组成的时间和空间特征进行了系统研究.结果表明,吉木乃诸河在丰水期和枯水期阳离子均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO~-_3为主,其次分别为Na~+和SO_4~(2-).在空间上,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-随着海拔的降低呈增加趋势.通过Piper图可以判断出,吉木乃诸河水化学类型为HCO_3-Ca型.利用Gibbs图可知流域内主要离子组成与各类岩石的风化作用有关,大气降水和蒸发作用的影响相对较小.结合当地的水文地质情况,运用离子含量比值法,可以发现离子主要来源于流域内碳酸盐风化和含硫矿物的氧化.丰水期吉木乃诸河地表水中δ~(18)O和δD较枯水期高,冰川融水的同位素值没有明显的季节变化,降水中的同位素值季节变化较大,其区域大气降水线方程为δD=7.5δ~(18)O+5.4 (R~2=0.99).吉木乃诸河河水中稳定同位素与海拔呈现正相关关系,主要原因是蒸发作用的增加,地表水同位素值偏负.该区域地表径流与冰川融水密切相关,冰川融水对该流域水资源的补给贡献较大.     

黄河流域马莲河枯水期水化学特征及形成机制

为查明马莲河流域水环境现状,于2016年4月采集河水、支流水和地下水样品37组,运用Piper三线图和同位素分析来探究水体主要阴阳离子、氢氧稳定同位素特征及其空间变化,结合Gibbs图、端元图解和相关性分析等方法揭示河水化学组分的形成作用.结果表明:枯水期马莲河水呈弱碱性,总溶解固体TDS均值2685.1 mg·L-1,离子组成以Na~+、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)为主,水化学特征和中国主要河流有较大差异.沿着流向TDS和Cl~-、Na~+质量浓度呈降低趋势、水化学类型具分带规律.不同水体δD、δ~18O分布特征不一,地下水沿着当地降雨线分布,河水和支流水沿着蒸发线分布.硫酸盐和岩盐是水体离子的主要来源,河水化学组成由蒸发盐风化、蒸发浓缩和地下水补给3种作用控制.其中,蒸发盐风化是首要因素,决定了河水化学组分的宏观特征,蒸发作用和地下水补给影响了河水化学组成的空间变异.     

呼伦湖流域地表水与地下水离子组成特征及来源分析

通过对2017年4月连续采集的呼伦湖湖水、入湖河水、周边地下水与同年降水的主要离子进行水化学分析,结合呼伦湖流域水文地质资料,综合运用统计分析、相关性分析、Piper三角图、Gibbs图及离子比等方法分析了呼伦湖流域地表水与地下水主要离子组成特征及来源。结果表明,呼伦湖流域地表水与地下水水化学组成中优势阴离子为HCO_3~-与Cl~-,优势阳离子组成特征不同。其中,湖水与地下水主要由Na~+与Mg~(2+)组成;河水主要由Na~+、Ca~(2+)组成。湖水与河水TDS值变化范围分别为695~852 mg·L~(-1)与42~193mg·L~(-1),变化范围小,地下水TDS值变化范围为248~4610mg·L~(-1),分布差异明显。流域水体主要受碳酸盐与蒸发岩风化溶解共同作用控制,地下水TDS值变化主要受流域地质条件产生控制下的蒸发作用影响,蒸发作用强度为:呼伦湖湖水东岸地下水南岸地下水西岸地下水河水。呼伦湖流域水体中的离子的主要来源及其变化特征不受大气降水的控制,呼伦湖流域水体中NO_3~-与SO_4~(2-)的来源方式不同,研究区周围硝矿场的污染是导致部分地下水NO_3~-含量超标的主要因素,牧民存储草垛与牛粪堆的不合理方式也是造成地下水中NO_3~-污染因素之一。     

氮同位素控制下黄河及其主要支流硝酸盐来源分析

选取黄河小浪底水库及以下干流和支流河水为主要研究对象,利用氮同位素识别河水潜在硝酸盐来源,结果表明,研究区黄河干流及支流沁河和伊洛河河水硝酸盐含量均值分别为(4.77±0.95)、(3.45±1.71)和(4.50±0.91) mg·L-1.研究区黄河干流河水δ15N-NO3-均值为(+3.2±4.5)‰,上游河水硝酸盐来源主要为土壤有机氮矿化,下游平原区河水硝酸盐来源包括土壤有机氮矿化以及化学肥料.沁河河水δ15N-NO3-均值为(+8.3±4.6)‰,丰水期河水硝酸盐来源包括大气降水、土壤有机氮矿化以及化学肥料;平水期河水硝酸盐受到生活污水和土壤有机氮矿化共同影响;枯水期沁河河水由于断流形成封闭水体,浮游植物和藻类生长以及反硝化作用是控制河水硝酸盐的重要因素.枯水期洛河和伊河河水δ15N-NO3-值分别为+ 10.9‰和+3.4‰,其中生活污水是洛河河水硝酸盐的重要来源,合成化学肥料是伊河河水硝酸盐的重要来源.     

赣江上游河水中主元素、锶和锶同位素端元组分的探讨

对赣江上游河水中主要离子的水化学特征进行研究,结果显示:Ca/Sr=480-897(均值为717),Mg/Sr=191-296(均值为231),Ca/Na=0.60-2.79(均值为1.19),Mg/Na=0.19-0.66(均值为0.38),Si的浓度在4.06-6.57 mg·1-1之间,赣南流域河水中富集Na 和K ,而Mg2 和Ca2 含量相对较少,Si的含量较高且变化不大.通过海盐校正分析得出,研究区域内大气降水对河流组分的贡献率为9.90%.根据质量平衡方程模型算出流域主元素的69%来源于硅酸盐岩的风化.硅酸盐岩、碳酸盐岩和蒸发盐岩风化对溶解态锶的贡献率依次为48.3%,27.4%和4.3%.通过对主元素、锶(0.20-0.45μmol·1-1,平均值0.32 μmol·1-1)以及锶同位素比值(0.7165-0.7249,平均值为0.721)的综合研究,赣南流域87Sr/86Sr与1/Sr呈显著的正相关关系,并且从Mg/Na*,Ca/Na*,Mg/Ca,HCO3-/(HCO3- SO42-)和87Sr/86Sr的关系图中发现:硅酸盐岩的风化对赣南流域水体的化学组成起主要控制作用,碳酸盐岩次之,蒸发盐岩风化的影响不大,人为活动影响较小.通过锶同位素的平衡方程得出:赣南流域为大气降水和岩石风化的混合型,大气降水对赣江上游87Sr/86Sr的贡献率约为9.7%,岩石风化对其贡献率约为90.3%.     

赣南小流域的水文地球化学特征和主要风化过程

对赣南花岗岩小流域进行采样、测试及分析,发现其河水含有较低的矿化度,水化学组成以Na ,Ca2 ,Cl-1和HCO-3为主,溶解性Si的含量明显较高,代表了典型硅酸盐地区河流的相应化学组成.通过Gibbs图分析,赣南流域大部分地区受大气降水的影响比较显著,"蒸发-浓缩"类型的小流域也较多.根据主成分分析和因子分析的结果,定量地估算了大气中CO2和三类岩石对河水中各种离子的贡献比例.与黄河相比,赣南流域受硅酸盐岩风化作用强烈,但主要影响因素仍是碳酸盐和蒸发盐岩,二者对赣南流域溶解质的贡献率分别为42.8%和29.2%,大气中CO2对河水溶解质的贡献率为21.4%,低于世界平均水平.主要风化反应以岩盐和方解石的溶解为主,Si/(Na* K)比值较低,说明风化反应在表生环境中进行,其产物是富含阳离子的次生矿物.     

山区性小流域水化学特征及物源贡献研究——以武夷山九曲溪流域为例

通过对武夷九曲溪流域地表水体化学组成的分析,运用离子三角图、端元图和Gibbs图定性分析了流域的化学特征、岩性来源控制和主要自然作用机制,运用主成分分析定量判断离子的主要来源,并计算流域风化速率和碳汇作用.研究结果表明:(1)九曲溪流域水化学类型为重碳酸盐类钙组Ⅰ型水,并以硅酸盐矿物风化产物为主要来源,碳酸盐矿物风化产物次之.(2)流域水化学特征整体上受岩石风化和大气降水共同影响.(3)物质来源以碳酸岩和硅酸岩为主,贡献率超过50%.(4)流域的化学风化速率为27.91 t·km~(-2)·a~(-1),大气CO_2消耗量为1.01×108mol·a~(-1),消耗率为5.40×105mol·km~(-2)·a~(-1).结果揭示了湿热季风区流域化学风化对碳汇作用的重要性,以及流域内岩性、气温、降水量以及土地利用类型等因素对物源贡献的复合作用.     

Restoration of the Kishon River

The Kishon River, which is now an industrial sewage canal, may be turned into a recreational area in two stages, and by approximately 20 million dollar investment.

Stage A: The wastewater is treated in order to avoid polluted effluents from entering the river.

Stage B: The river water is treated in order to turn the river into a recreational area.     

河流健康综合评价指数法的改进及其在昌江的应用

目前普遍采用的河流健康综合评价指数法中水生生物指标相对简单,不能准确度量复杂河流生态系统的健康状态.通过增加蜉蝣目、襀翅目和鞘翅目相对丰富度以及科级生物指数2项指标,改进水生生物指标中的二级指标,并采用改进前后的河流健康综合评价指数法对鄱阳湖人湖支流——昌江进行评价对比.结果表明,昌江总体健康状况较好,各样点均处于健康或亚健康状态;从河流上游至下游,昌江干流及主要支流东河健康状况明显下降,得分最低的3个样点都位于昌江于流,而健康样点大都接近源头;改进后的河流健康综合评价指数法可更好地区分昌江不同样点的水体健康状态.     

River therapy

Environmental Chemistry Letters -     

Artificial radionuclides in sediment of the Yenisei River

Releases from the nuclear facility Mining-and-Chemical Combine (MCC) located at Zheleznogorsk have contributed to the radionuclide contamination of the Yenisei River since operations commenced in 1958. The aim of this study was to assess the activity concentrations of artificial radionuclides and the strength of their binding in Yenisei River sediments. Investigation of Yenisei River sediment samples revealed the presence of artificial radionuclides typical of the MCC radioactive discharge: namely, isotopes of europium, caesium, ⁶⁰Co and transuranium elements. The concentrations of artificial radionuclides in the sediment layers remain relatively high as far as 200 km downstream of the MCC. In sediment cores collected upstream of the MCC, γ-spectrometric measurements registered only one artificial radionuclide, ¹³⁷Cs, with a maximal activity of 8 Bq·kg^?1. Sequential extraction performed on samples of the upper layers of the sediment core showed different degrees of potential environmental availability for artificial radionuclides: the highest was recorded for ²⁴¹Am and ¹⁵²Eu (up to 85% of initial activity), followed by ⁶⁰Co (up to 32%), and finally, ¹³⁷Cs (up to 15%). In a few samples, ²⁴¹Am was present in the unextractable form, which may be accounted for by the presence of reactor fuel microparticles.     

黄河三角洲生物多样性分析

黄河三角洲是我国东部最年轻的陆地,保存着中国暖温带地区最广阔、最完整、最年轻的湿地生态系统。鉴于已有的研究工作对黄河三角洲地区生物多样性通过黄河与周边地区的联系方面的研究相对薄弱,以现有研究工作为基础,以黄河的廊道作用为主线,并结合2003年9月和2004年10月两次实地地面植被调查,主要对黄河三角洲自然保护区的植物区系组成状况进行统计分析,总结出黄河三角洲地区生物多样性状况、植物区系组成的特点及其与周边地区的相互关系。黄河三角洲地区生物多样性主要表现出如下特点:植被结构简单、覆盖度低、生态系统年轻性特点和湿地生态系统特点明显;植物种类少、常具有抗盐、抗旱特性;旱生、中旱生植物以及与内蒙古共有植物种类多,充分体现了黄河的生物廊道作用;主要保护动物种类多,生物多样性保护意义重大。这些特征既反映了黄河三角洲新生陆地的盐化生境特点,同时也深刻揭示了河流通道对区域生物多样性形成的重要作用。     

海河水生生态系统的研究

本文以调查,分析海河浮游植物,浮游动物,水生维管束植物和大型底栖重托 要生物群落现实结构为主系,系统分析了海河水生生态系统状况,结果表明,水体污染已经对海河水生生态系统产生了明显的有害影响。     

Survival and heterotrophic activities of Fraser River and Strait of Georgia bacterioplankton within the Fraser River plume

Although the majority of the autochthonous heterotrophic bacterioplankton of the lower Fraser River appear to be killed when placed in Strait of Georgia marine water, their marine counterparts within Strait of Georgia surface water remain viable when treated with Fraser River water. However, within the plume water which naturally results when the freshwater of the Fraser River mixes with marine water of the Strait of Georgia, a stimulation in glucose heterotrophic activities occurs within the salinity range of approximately 3–18S. These increased bacterioplankton activities may be a consequence of a better nutrient environment within plume waters as compared to either parent water.     

A reactor network model of the Passaic River

A modeling concept, based on a network of ideal reactor elements, is illustrated with tracer data for the Passaic River of New Jersey. This approach to simulation permits evaluation of mixing without detailed knowledge of internal processes or concentration profiles. The effect of dispersion can be superimposed on first-order decay processes, such as oxygen demand, and evaluated with this method. Application as a water quality management tool extends present use of this concept to wastewater treatment plant analyses.     

Concentrations of Hchs and Ddts in the Tissues of River Dolphins,Platanista Gangetica,From the River Ganges,India

Abstract

Concentrations of HCH and DDT organochlorine insecticide residues were measured in blubber, muscle and oil samples from three specimens of river dolphins, Platanista gangetica, from the River Ganges, India. Concentrations of HCH and DDT ranged from 94 to 289 ng g^?1 and from 1324 to 9388 ng g^?1 on wet wt. basis respectively. Comparisons are made with other aquatic mammals and other studies on river dolphins. P. gangetica appears to exhibit similar patterns of accumulation with age and with ß-HCH and p-p′-DDE being accumulated to higher levels than other HCH isomers and parent DDT and its other metabolites, respectively. These organochlorines may pose a health risk to river dolphin populations that are already showing evidence of environmental stress. Further studies are recommended.