岩溶区不同土地利用下地下水碳同位素地球化学特征及生态意义

通过分析贵州洪家渡盆地地下水水化学和溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)同位素(δ13CDIC)季节变化特征,探讨岩溶区不同土地利用类型下影响地下水δ13CDIC特征的自然过程和人为因素.结果表明:洪家渡盆地地下水中DIC主要来源于碳酸盐岩风化和土壤CO2.地下水δ13CDIC值冬季为-14. 8‰～-4. 1‰,平均值-10. 1‰;夏季为-14. 5‰～-6. 3‰,平均值-10. 2‰.含煤地层中硫化物氧化和酸雨带来的H2SO4参与碳酸盐岩风化使地下水δ13CDIC值整体偏正.由于土壤CO2效应,人类活动干扰程度小的林地地下水δ13CDIC值夏季冬季.夏季农业活动施用的大量肥料产生的HNO3参与了碳酸盐岩风化,使耕地地下水δ13CDIC值夏季冬季.居住区人为输入的有机质降解对地下水DIC贡献较大,冬夏季δ13CDIC平均值分别-11. 9‰和-11. 6‰,季节差异较小.不同季节、不同土地利用类型下,人类活动方式不同导致地下水δ13CDIC值与水化学存在差异.因此,δ13CDIC可以反映人类活动对岩溶含水层的影响,具有良好的生态指示意义.     

基于陆基遥感研究降雨过程对人民渠水质影响

利用监测频率为1min的陆基高光谱水质遥感监测仪于2021年9月24日～11月18日在四川德阳人民渠对浊度、悬浮物、总磷等关键水质参数开展连续监测,精细刻画了水质分钟级的动态变化特征,并结合逐时降水数据探究了不同雨强对人民渠水质的影响.结果显示:降雨量与浊度(r=0.82,P<0.001)、悬浮物(r=0.88,P<0.001)和总磷浓度(r=0.81,P<0.001)均存在极显著正相关,而降雨量与总氮浓度(r=0.39,P=0.07)存在正相关但相关性不显著.当小雨时,降雨量少,没有形成明显的地表径流,河流水质几乎不受影响;大雨及暴雨时,地表径流的形成造成浊度、悬浮物和总磷浓度显著增加,总氮浓度增长幅度则较为平缓.通过高频水质数据可以精细刻画从高强度降雨发生到引发流域氮磷污染物大通量、脉冲式输入再到水质短期剧烈变化这一关键流域污染过程,研究结果为高强度降雨频发地区和未来极端降雨增加情景下流域的污染物控制和综合治理措施提供科学依据.     

广西钦州湾表层沉积物中重金属的分布、来源及污染评价

为系统研究广西钦州湾表层沉积物中重金属分布与来源及潜在生态风险,分别于2019年10月和2020年10月在钦州湾采集表层沉积物样品116件,测定7种重金属的含量,利用地累积指数和污染载荷指数对重金属污染现状进行评价,利用潜在生态风险指数分析其潜在生态风险,采用富集系数法和UNMIX模型对重金属的来源进行探讨。结果表明,钦州湾表层沉积物中As为 （10.18±4.61）μg/g,Cd 为（0.17±0.13）μg/g,Cr为（44.28±23.56）μg/g,Cu为（18.53±10.75）μg/g,Ni为（23.38±11.11）μg/g,Pb为（24.76±12.75）μg/g,Zn为（62.66±27.32）μg/g,重金属含量比其他海域低,与本区近15年的调查数据相比也有所下降,但Cd含量呈增加趋势。地累积指数和污染载荷指数显示,Cd处于较高污染水平,污染严重区域主要位于防城港近岸,说明人类活动对该区域Cd分布有较大影响,且Cd是影响污染载荷指数的主要元素;潜在生态风险指数法表明,Cd处于中等生态风险水平;富集系数显示,研究区沉积物中重金属分布受人类活动的影响较为显著,通过UNMIX模型识别出3个潜在污染源,源1代表以Ni为主的矿石燃烧源,源2代表船体涂料、养殖废水的排放源,源3代表防城港近岸工业污染及岩石自然风化源。     

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...     

地震灾害下市政管网消防供水能力可靠度评估

提出了一种地震后管网的消防供水能力可靠度评估方法,考虑地震后管网破损的随机性与火灾发生位置的随机性,采用蒙特卡罗模拟生成管网震损场景,基于管网低压状态对不同位置火灾进行了消防供水能力评估。在管网不同位置依次生成火灾场景,对每个场景进行消防供水能力评估,同时基于我国消防用水量,构建了消防供水能力可靠度评价指标。将所提出方法应用于云南省某旅游古镇并与传统GIRAFFE方法进行比较,结果表明：传统方法高估了管网整体消防供水能力,尤其在震级较小时,会显著高估枝状管网区域的消防供水能力。     

碱处理玉米秸秆与超声预处理污泥混合厌氧消化效果研究

以碱处理玉米秸秆和超声预处理污泥为发酵原料,在恒温35±1℃及底物浓度为15 gVS/L的条件下,采用正常运行的大型沼气池沼液作为接种物,研究不同配比(VS污泥:VS秸秆分别为1:0、2:1、1:1、1:2、1:4)对混合厌氧消化效果的影响.研究表明,VS污泥:VS秸秆的比例为1:2时累积产气量最高,VS产气率达到了472.33 mL·g-1,甲烷产量在发酵稳定后达到了60.52%.进一步研究得出,将超声预处理污泥与碱处理玉米秸秆按一定比例混合发酵可以将产气高峰提前.     

Responses of soil N-fixing bacteria communities to invasive plant species under different types of simulated acid deposition

Biological invasions have incurred serious threats to native ecosystems in China, and soil N-fixing bacteria communities (SNB) may play a vital role in the successful plant invasion. Meanwhile, anthropogenic acid deposition is increasing in China, which may modify or upgrade the effects that invasive plant species can cause on SNB. We analyzed the structure and diversity of SNB by means of new generation sequencing technology in soils with different simulated acid deposition (SAD), i.e., different SO₄ ^2? to NO₃ ^? ratios, and where the invasive (Amaranthus retroflexus L.) and the native species (Amaranthus tricolor L.) grew mixed or isolated for 3 months. A. retroflexus itself did not exert significant effects on the diversity and richness of SNB but did it under certain SO₄ ^2? to NO₃ ^? ratios. Compared to soils where the native species grew isolated, the soils where the invasive A. retroflexus grew isolated showed lower relative abundance of some SNB classes under certain SAD treatments. Some types of SAD can alter soil nutrient content which in turn could affect SNB diversity and abundance. Specifically, greater SO₄ ^2? to NO₃ ^? ratios tended to have more toxic effects on SNB likely due to the higher exchange capacity of hydroxyl groups (OH^?) between SO₄ ^2? and NO₃ ^?. As a conclusion, it can be expected a change in the structure of SNB after A. retroflexus invasion under acid deposition rich in sulfuric acid. This change may create a plant soil feedback favoring future A. retroflexus invasions.     

g-C3N4在可见光下协同PDS降解磺胺二甲嘧啶的机制研究

以二聚氰胺为前驱体合成光催化剂石墨相碳化氮(g-C_3N_4),通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等技术对g-C_3N_4材料进行形貌结构和光学性能的表征.实验过程中,以g-C_3N_4光催化降解磺胺二甲嘧啶(SMZ)中,加入过硫酸盐(PDS)联合效果的研究结果表明,PDS加快了g-C_3N_4对SMZ的光催化降解;通过荧光测试,表明了PDS使g-C_3N_4的光生空穴(h~+)与光生电子(e-)能够进行有效地分离,从而加强其光催化性能;实验同时研究了PDS/g-C_3N_4体系对磺胺二甲嘧啶(SMZ)光催化降解的影响机制.研究表明,SMZ的光催化降解反应符合准一级动力学规律;pH在酸性环境下有利于SMZ的降解;使用草酸钠作为光生空穴分子捕获剂,检测到h~+存在于PDS/g-C_3N_4光催化体系中,并计算得出h~+的贡献率为65.9%,表明h~+在降解中起到主要作用;TOC的检测表明,加入PDS有助于SMZ的矿化.     

长江下游及河口区水动力特征

基于EFDC模型,构建长江下游及河口区二维水动力模型,对河流和河口区进行整体模拟,研究长江下游及河口区水动力特征.模型在空间上采用变尺度、拟合边界的矩形网格,在时间上采用动态时间步长,在模拟过程中自动识别干湿网格,更好地保证模拟精度与效率.利用1998年冬季以及2005年夏季和秋季实测资料,对粗糙高度等敏感参数进行参数率定和验证.结果表明,模拟的潮位和流速与实测成果拟合较好,较好地反映了各水期长江下游及河口区的水动力要素的空间分布特征.应用模型模拟2004-2007年不同水期的水动力过程,并对模拟结果进行统计分析.研究显示:从空间来看,河道、河口流态存在显著差异,涨、落潮流场空间分布差异大;受径流和潮差的相互作用,潮流界在河口以上150~450 km之间变动,径流量和潮流界位置具有对数相关关系.从时间来看,径流量丰平枯变化大,对潮流量和径流入海时间都有一定的影响,潮流量、径流入海时间与径流量之间也存在明显的定量关系.      

微细颗粒物的边界层近壁面运动

颗粒污染物(如PM_(10)等)在暴露体附近壁面的流动很普遍,与背景流场作用和运动归宿较复杂,且具较大研究和实用意义。本文采用近壁面湍流模型对典型直管边界层颗粒流进行模拟,研究直管湍流中颗粒沉积等特性。研究发现:在本模拟条件下,采用增强壁面模型所得流动与前人DNS结果较吻合,所得颗粒无量纲沉积速度在前人研究结果区间内。无量纲沉积速度随无量纲松弛时间增大而增大,但略有不同。在无量纲松弛时间较小且壁摩擦速度较小时,近壁面模型影响较大。当颗粒数St1时,通过率随St增加而减小,随摩擦速度增大而增大;当St较小时不受影响。本研究初步给出不同近壁面湍流模型对暴露体附近湍流和颗粒流动的影响,有利于颗粒污染物的暴露研究和控制。