贵州喀斯特地区乌江河水中铀的地球化学研究

通过对贵州喀斯特地区乌江流域河水中溶解态铀的地球化学研究 ,定量评估了乌江河水中溶解态铀的浓度及河水中溶解态铀进入长江的通量 ( 1 4 74× 1 0 2 mol/a)。结果表明 :乌江流域溶解态铀主要来源于碳酸盐岩风化 ,人类活动对乌江河水中溶解态铀的影响很小。     

乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放

以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(upper continental crust,UCC)、中国土壤(China soil,CS)和世界土壤(world soil,WS);②U的富集和释放能力与母岩U含量以及风化剖面中粘土矿物和铁氧化物/氢氧化物含量及吸附能力有关;③石灰岩以及少量白云岩和碎屑岩风化过程中U的释放对河水U的分布特征具有重要的控制作用.     

环境科学基础理论 环境地学

X142200701461乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放/宋照亮(中科院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2006,27(11).-2273~2278环图X-5以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(UCC)、中国土壤…     

中国中东部地区地表水环境锶元素地球化学特征研究

水环境中锶的含量及其变化、地理分布及其控制因素等特征的研究有助于认识区域水文地球化学特征及流域盆地岩石风化速率等地球化学行为,因此河流环境中锶的地球化学行为是地球化学研究的重要课题之一。对我国中东部地区部分河流水体中溶解态锶含量进行了分析研究发现,与世界上主要河流溶解态锶含量平均值0.078 mg/L相比,中国中东部地区河水中的锶含量(0.139 mg/L)明显偏高。分析研究表明,中国中东部地区河水中的锶主要源于蒸发盐岩和碳酸盐岩的风化作用,流域锶含量从南向北逐渐增加的现象主要受流域岩石或沉积物类型的控制,化学风化作用越强烈,河流锶含量越高。除了受区域岩性的影响外,气候条件对流域河水中的锶含量水平及地理分布起到一定的控制作用。     

广西铁山港及其近岸海域不同海洋功能区重金属污染特征研究

本研究基于广西铁山港及其近岸海域海水中重金属的季节性调查数据,分析了重金属在不同海洋功能区的污染特征及潜在来源。结果显示,Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As的平均浓度分别为1.00μg/L、0.72μg/L、10.93μg/L、0.10μg/L、0.60μg/L、0.038μg/L和0.72μg/L。总体上,夏季重金属浓度高于冬季,并且夏、冬两季重金属浓度均呈现从海湾、近岸向离岸降低的趋势,这主要是受到陆源输入的影响。由于不同海洋功能区人类活动的差异,不同重金属在不同功能区的分布差异明显。受人类活动的影响,渔业区Cu和Pb的浓度明显高于其他区域。港口航运区较高浓度的Cd、Hg、Zn和As主要与陆源输入和船舶活动有关。然而,冬季偏远的离岸区较高的Zn和Cr浓度主要与水团输入有关。     

祁连山东端地表及地下水水化学时空变化特征

于2016~2017年5~9月采集祁连山东端（乌鞘岭、古浪、天祝）的地表水和地下水样品进行水化学分析,综合运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图以及离子比值等方法探究了祁连山东端地表水和地下水主要离子组成特征、来源以及时空变化.结果表明,祁连山东端地表水和地下水化学组成中优势阳离子为Ca²⁺和Na⁺,Ca²⁺的平均浓度为76.897mg/L,占比73.89%;Na⁺的浓度为16.592mg/L,占比15.94%.优势阴离子为HCO₃^-和SO₄^2-,HCO₃^-浓度190.117mg/L,占比68.71%;其次是SO₄^2-,平均值为67.565mg/L,占比为24.42%.乌鞘岭河水、地下水,天祝河水、地下水的水化学类型为HCO₃^--Ca²⁺型,古浪河水、地下水水化学类型为HCO₃^--Ca²⁺-Mg²⁺型,处于水化学易变区.不同水体离子来源于岩石风化,主要受碳酸盐与硅酸盐风化溶解共同作用控制,人类活动在一定程度上贡献了水体的离子来源.不同水体主要离子浓度的时间变化特征各不相同,整体上大部分水体的离子浓度随时间变化不明显,总体趋势较平缓.     

广西企沙半岛近岸表层海水重金属分布、来源及生态风险评价

为研究企沙半岛近岸表层海水重金属的含量分布特征及质量现状,笔者于2020年11月在企沙半岛近岸海域采集表层海水样品67份,分析海水的理化性质和6种重金属含量。结果显示,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的含量分别为（2.06±0.89）μg/L、（0.08±0.06）μg/L、（2.13±0.76）μg/L、（1.91±0.74）μg/L、（0.22±0.19）μg/L、（16.17±12.89）μg/L。与研究区近10年的数据相比,Cr与As有所增加,其他元素的含量大致持平或略有下降。重金属的分布范围不具有明显的规律性,推断可能有不同的来源。研究区大部分海水符合《海水水质标准》（GB 3097-1997）一类水质标准,少数符合二类、三类水质标准。影响水质的元素主要为Cu和Zn,水质综合指数结果表明,海水为清洁级。利用风险熵对海洋生物的重金属生态风险进行评价,结果表明,Cu、Zn、As存在生态风险。相关性分析和聚类分析显示,重金属含量与总磷、盐度有一定的关系。利用PCA-MLR模型对重金属的来源进行解析,得出船体涂料及废水、自然背景岩石风化、工业及养殖废水3种来源贡献率分别为41%、4...     

被动采样法监测乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状

应用被动采样法对乌鲁木齐市及周边地区BTEX的浓度水平、组成特征、来源和污染情况进行研究。结果表明:冬季乌鲁木齐市及周边地区苯平均浓度为22.487μg/m3,甲苯平均浓度为8.188μg/m3,乙苯平均浓度为8.336μg/m3,二甲苯平均浓度为17.597μg/m3,BTEX平均浓度为56.465μg/m3,污染整体水平较高。BTEX的浓度排序为:苯>二甲苯>乙苯>甲苯。其中苯和二甲苯占总量的70.81%,为本地区BTEX中的主要组分。各采样点苯与甲苯比值为1.21~4.60,表明乌鲁木齐市及周边地区BTEX的主要来源为煤炭燃烧。监测数据客观体现了乌鲁木齐市及周边地区BTEX污染现状。     

消毒副产物二氯乙酰胺的去除特性及对斑马鱼的毒性

针对含氮消毒副产物二氯乙酰胺在水厂中的去除情况及对斑马鱼的发育毒性及生物累积毒性进行研究.研究发现,骆马湖水源地水厂的出厂水中二氯乙酰胺浓度最高为1.72μg/L,远低于微山湖的2.6μg/L.相比常规处理工艺,深度处理工艺中的臭氧活性炭工艺对二氯乙酰胺生成势的去除率高达64%,去除效果较好.二氯乙酰胺在10μg/L浓度下对斑马鱼胚胎产生明显致畸作用,并且对胚胎中枢神经毒性作用早于对胚胎体内循环作用.二氯乙酰胺易于在斑马鱼的肝脏发生累积作用,并且累积作用大小与脂质含量成正相关,应当被严格控制.     

丽江盆地地表-地下水的水化学特征及其控制因素

2008年11月～2009年10月在丽江盆地-玉龙雪山地区采集白水河、三束河、哥吉河、束河河水及流域内地下水样品,使用离子色谱法分析了样品主要阴阳离子含量,研究了岩溶地区地表及地下水体的水化学特征、季节变化及其控制因素.结果表明,研究区水体均呈现弱碱性,主要离子组成以Ca2+和HCO3-为主,分别占阳离子和阴离子总量的54.8%和92.4%;不同季节河水的离子浓度差别较大,季风期离子浓度仅为西风期离子浓度的80%左右,表明季风期丰沛的大气降水输入对河水离子特征有较为显著的影响;河水离子浓度普遍低于盆地地下水主要阴阳离子浓度;河水和地下水的无机离子浓度都呈现出从高海拔到低海拔离子含量递增的规律.碳酸盐的风化溶解作用是水体离子的主要来源,季风期降水对水体的离子特征也有一定的影响,人类活动对人类聚居区部分天然水体已造成轻度污染.     

黄河干流铀同位素的沿程变化及入海通量

通过分析黄河干流溶解铀的沿程变化特征和下游利津站溶解铀浓度的季节性变化,估算了溶解铀的逐月及全年入海通量。研究结果表明,溶解铀浓度从上游至下游总体呈现出沿程逐步增加的趋势,234U/238U放射性活度比在上游源头附近比较高,其余河段234U/238U放射性活度比维持在较稳定的水平(1.3~1.7)。黄河下游利津站溶解铀浓度的变化范围为2.72±0.18 μg/L至7.57±0.66 μg/L之间,平均值为5.49±0.28 μg/L,并且呈现出夏、秋季低于春、冬季的变化规律。黄河下游水沙、溶解铀的月际入海通量年内变化显著,主要集中丰水期特别是调水调沙时期。利津站的径流量是影响溶解铀入海通量的主要因素。2010年、2013和2014年利津站溶解铀的入海通量分别为1.04×105 kg/a、1.31×105 kg/a和6.41×104 kg/a,占世界河流年入海通量的1%左右。     

乌江流域表层水体中汞的形态与时空分布特征

为了弄清乌江流域表层水体中汞的形态与时空分布规律,于2009年1~12月,每月采集乌江流域河流表层水样,采用两次金汞齐-冷原子荧光光谱法和蒸馏-乙基化结合GC-CVAFS法测定了水中不同形态汞的浓度。结果表明:(1)监测期间各采样点总汞、甲基汞、溶解态汞、颗粒态汞、活性汞、颗粒态甲基汞、溶解态甲基汞的年均算数平均值分别为5.20±10.89、0.09±0.20、3.31±10.66、1.89±1.08、0.30±0.36、0.06±0.19、0.04±0.03 ng/L。不同形态汞的沿程分布显示,水库的修建改变了原有的汞的地球化学过程。(2)通过不同季节各形态汞浓度的变化发现,河流表层水中不同形态汞有明显的季节变化趋势。(3)相关分析发现,总汞受总悬浮颗粒物含量的影响相对较大;活性汞浓度的季节变化可能与降雨对乌江水体的影响有关。     

气候变化和人类活动对武江流域年径流及最大日流量影响的定量分析

针对气候变化与人类活动对流域年径流及最大日流量变化影响的定量识别问题,以华南湿润区武江流域为例,分别采用HIMS（Hydro-Informatic Modeling System）模型和敏感性系数法,从日和年尺度定量模拟和评估气候变化与人类活动对流域年最大日流量和径流变化的影响过程及贡献率。结果表明：HIMS模型在武江流域适用性良好,日尺度模型率定期和验证期的纳西效率系数分别为0.85和0.77,水量平衡误差绝对值分别为3.1%和3.3%;两种方法均表明气候变化是引起流域年径流量增加的主要因素,人类活动导致了流域径流量的减少,但贡献率较小。气候变化与人类活动导致了流域年最大日流量的增加,气候变化对年最大日流量增加的贡献率为94%,而人类活动的贡献率则为6%。相较于年均径流量,气候变化对年最大日流量的影响更为显著。     

乌江流域固碳服务时空格局及驱动机制

生态系统提供的固碳服务是实现碳中和的重要手段之一,明确环境因子的驱动机制是有效提高固碳服务的重要基础.该研究以乌江流域为研究区域,利用InVEST模型核算乌江流域2000—2020年碳储量,并综合考虑社会-经济-自然系统中的影响因素,使用随机森林模型和部分依赖图模型(PDP模型)分析各因子对固碳服务的贡献度及驱动机制.结果表明：(1)2000—2020年,乌江流域固碳服务空间上呈东北高西南低的分布特征,表现为下游>中游>上游,时间上呈显著增加趋势,且上游的增速大于中游及下游.(2)时空尺度上,自然地表类因子均是对固碳服务贡献最大的环境要素,其中植被覆盖度在空间尺度上的贡献度最高,为55.08%;坡度在时间尺度上的贡献度最高,为34.46%.(3)各影响因子在时空上呈现出不同的驱动机制,其中人口密度的驱动机制变化最为强烈,在空间上,固碳服务随人口的增加而降低,在时间上,固碳服务整体随人口的增加而增加.(4)2000—2020年,人类活动的改变是乌江流域固碳服务增加的重要原因,气候变化也是较重要的影响因素.研究显示,固碳服务的高低虽受限于自然地表类环境因子,但人类活动的正面干扰...     

石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中BHT和TEP的污染水平及风险评价

为了解华北平原地下水的有机污染状况,在石家庄市滹沱河冲洪积扇采集44个地下水水样,测定了被广泛应用的抗老剂BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和增塑剂TEP(磷酸三乙酯)的污染水平,分析了其分布受水文地质的影响及其对人体健康的风险.结果表明,ρ(BHT)在ND(低于检出限)～7.158 μg/L之间,中位值为0.010 μg/L,检出率为98%;ρ(TEP)在ND～5.081 μg/L之间,中位值为0.177 μg/L,检出率为70%.地下水的水文特性(如导水性、富水性和渗透系数)影响BHT和TEP的分布,二者在导水性、富水性较好和渗透性差的滹沱河冲洪积扇中部浅层孔隙水单元的质量浓度较高,分别为0.001～7.158和ND～3.604 μg/L.石家庄市滹沱河冲洪积扇地下水中ρ(BHT)和ρ(TEP)均低于国外报道值,但检出率高于国外报道值,其中11%的地下水水样中ρ(TEP)高于OECD(经济合作与发展组织)规定的饮用水风险特征阈值(2.4 μg/L).研究显示,石家庄市滹沱河冲洪积扇地区来自于地表的化工产品已淋溶到地下,并对该地区地下水造成了污染.      

钦州湾表层海水中总溶解态氮磷分布特征及季节变化

2015~2016年对广西钦州湾进行4个航次的调查,采集海水样品分析该港湾总溶解态氮（total dissolved nitrogen,TDN）、总溶解态磷（total dissolved phosphorus,TDP）,以及溶解态有机氮（dissolved organic nitrogen,DON）和溶解有机磷（dissolved organic phosphorus,DOP）一年的浓度分布特征及季节变化。结果表明,2015~2016年间钦州湾海域TDN浓度为9.37~77.52 μmol/L,TDP的浓度为0.20~4.08 μmol/L。受河流径流的影响,钦州湾的TDN和TDP总体上都呈现出从内湾向外湾递减的空间分布特征。DON平均浓度在8月、11月和3月,DOP在8月和3月,都分别高于无机形态的氮、磷。其中,8月份DON和DOP分别占TDN和TDP的72.0%±19.7%和58.4%±20.1%,DON和DOP是钦州湾溶解态氮、磷的重要组成部分,为浮游植物的生长提供营养条件。     

辽河流域多环芳烃(PAHs)的分布特征及来源解析

采用气相色谱-质谱(GC/MS)的分析方法,对辽河水系主要河流的表层水和悬浮物中的16种PAHs进行了定量分析,并对其分布特征、污染水平以及来源进行了探讨。结果显示:颗粒态PAHs的浓度范围为0.41～76.45μg.g-1,溶解态PAHs的浓度范围为32.57～108.47ng.L-1,西辽河PAHs的浓度比东辽河以及辽河干流中PAHs的浓度要高。在多环芳烃组成上,溶解态和颗粒态样品的PAHs均以低环数(二、三环)为主,且溶解态中低环数PAHs所占比例较颗粒态中所占的比例高。其中,溶解态中二环的PAHs比例最高(平均为68.19%),颗粒态中三环的PAHs比例最高(平均为66.28%)。相对于国内外其他河流,辽河流域的PAHs污染处于较低水平,部分河流受到一定程度的污染。辽河水系中PAHs的来源主要是以石油类和化石类燃料燃烧为主的混合源,这与辽宁复杂的能源结构密切相关。     

基于硫酸盐硫同位素的伊洛河流域河水溶解性重金属来源

借助伊洛河河水硫酸盐硫同位素（δ³⁴S_SO4）和溶解性重金属含量水平,研究伊洛河流域不同形式人类活动对河水溶解性重金属的影响.结果表明：伊洛河流域上游干流和支流河水溶解组分受金属矿山开采废水影响较大,洛河河水中溶解性硫酸盐浓度（SO₄^2-）和δ³⁴S_SO4均值分别为（173±108）mg/L和（3.1±2.1）‰（n=8）,河水中Co、Fe、Mn、Ni、Zn、Mo、Cd、Pb和U等含量较高,伊河河水中SO₄^2-和δ³⁴S_SO4均值为（169±89）mg/L和（3.7±1.2）‰（n=6）,河水中Cr、Co、Fe、Ni、Zn、Mo、Cd、W、Hg、Pb和U等含量较高.伊洛河流域下游河水溶解性重金属受生活污水和工业废水影响较大,洛河河水中SO₄^2-和δ³⁴S_SO4均值分别为（121±30）mg/L和（9.4±0.8）‰（n=4）,河水中V、Cr、Ni、As、W和Hg等含量较高,伊河河水中SO₄^2-和δ³⁴S_SO4均值分别为（122±22）mg/L和（10.5±2.4）‰（n=3）,河水中V、U、Ni和As等含量较高.伊洛河流域源头河水溶解性重金属含量低,河水溶解组分来自大气降水,河水δ³⁴S_SO4值范围为（6.7‰~8.2‰）.伊洛河流域河水溶解性重金属含量以及δ³⁴S_SO4值具有一致的空间差异性,δ³⁴S_SO4可以很好地说明河水中溶解性重金属以及硫酸盐来源.     

极端暴雨条件下广东北江重金属污染特征

以2012年“6.25”暴雨径流过程为对象,研究广东省北江上游高桥断面在极端暴雨条件下水体理化性质与ρ(Pb)、ρ(Cu)、ρ(Zn)、ρ(Cd)(均为溶解态,下同)的变化过程;基于相关分析法,分析北江水质对水文过程的响应关系及各指标间的内联特点. 结果表明:暴雨径流期间,北江水质呈“大流量、高浓度”的特征. 暴雨径流发生前后4个典型阶段中,阶段Ⅰ(局部产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)仅为(0.48±0.09)和(1.91±0.29)μg/L,ρ(Cu)与ρ(Zn)基本未检出;阶段Ⅱ(以地表径流为主的全流域产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)、ρ(Cu)与ρ(Zn)均迅速上升,最高分别达1.80、12.34、6.18、52.57 μg/L;阶段Ⅲ(以浅层地下水径流为主的全流域产流期)重金属质量浓度整体较洪水期有所下降,但ρ(Pb)仍高于阶段Ⅰ正常水平,ρ(Zn)、ρ(Cu)和ρ(Cd)则低于阶段Ⅰ;阶段Ⅳ(深层地下水产流期)ρ(Cu)与ρ(Zn)已回落至未检出水平,ρ(Cd)持续下降,低于阶段Ⅲ和阶段Ⅰ,ρ(Pb)较阶段Ⅲ有所下降,但仍高于阶段Ⅰ. 暴雨径流期间,溶解态重金属质量浓度与流量及浊度间呈显著正相关(P<0.01),ρ(Zn)与ρ(Pb)、ρ(Cd)的相关系数均在0.85以上(P<0.01).