土壤藻改良退化草地对土壤酶活性的影响

研究土壤藻生长对退化草地不同埋深土壤p H和土壤酶活性的影响,为利用土壤藻改良退化草地提供重要的理论依据。采集野外未接种与接种土壤藻区域不同年限(0、1、2、3 a)退化草地不同埋深(0~10、10~20、20~30和30~50 cm)土壤样品,测定土壤的p H值和土壤酶活性。结果表明,土壤藻的生长使不同埋深土壤p H降低,但仍然保持弱碱性;人工土壤藻结皮的形成和发育使与碳素、氮素和磷素循环有关的土壤酶活性增强,但对不同土壤酶活性的影响具有一定的差异。土壤藻结皮发育时间越长,对土壤酶活性影响越强,但随着土壤埋深的增加而减弱。土壤藻在形成生物结皮的过程中,土壤酶的活性增强,加速了环境中碳、氮和磷的循环,从而促进退化草地的恢复。     

湖南香花岭矿区地下水的水文地球化学特征及形成机制

湖南香花岭是我国有色、稀有金属的重要生产基地,其环境已经受到矿山活动的强烈影响,对矿区地下水的水化学特征研究对矿区污染分布调查和环境治理具有现实意义.本文通过主成分分析、相关性分析和离子比例系数分析对湖南香花岭地区的地下水的水化学组分进行了统计与分析,利用phreeqc模拟软件及重金属浓度分布图来探究研究区地下水水文地球化学特征形成机制.结果表明:人为活动特别是采矿活动和水岩相互作用一起影响了矿区地下水的化学成分;碳酸盐岩与非碳酸盐岩交界地区岩溶溶蚀作用表现更为明显;重金属元素经过碳酸盐岩分布区时受到拦截,不易进入地下水中.     

基于J&E/AAM模型的污染场地VOCs风险防控

土壤或地下水中挥发性有机污染物经包气带迁移后进入建筑物,导致室内污染物聚集危害人体健康.为研究场地蒸气入侵的过程及影响因素,以苯为例,借助一维J&E解析模型和二维近似解析AAM模型,探究土壤性质参数对污染场地建筑物底板处蒸气衰减系数和室内蒸气衰减系数的影响,并分析两个模型的适用条件.结果表明,室内蒸气浓度（C_in）取决于建筑物底板处蒸气浓度（C_ck）和土壤气体进入室内的速率（Q_ck）.J&E模型中,室内蒸气衰减系数（α_sin）随着地基埋深增加先减后增,而AAM模型中室内蒸气衰减系数一直呈上升趋势.毛细管的存在使蒸气衰减系数降低1~2个数量级,土壤水分也可有效阻挡蒸气向上扩散.在低渗透土壤条件下,两个模型计算的室内蒸气衰减系数均在10-4左右;在高渗透土壤条件下,建筑物底板处对流作用强烈,J&E模型建筑物底板处蒸气浓度减小,室内蒸气衰减系数在10-3左右,AAM模型建筑物底板处蒸气浓度为定值,室内蒸气衰减系数随土壤渗透系数的变化大致呈线性增长,且比J&E模型结果高1~2个数量级.研究显示,当污染场地建筑物底部对流作用强烈或在砂土、壤土类土壤中,采用J&E模型更为合理;对流较弱或在粉土、黏土中,可以采用AAM模型代替J&E模型,简化计算过程,便于进行场地风险评估.污染物蒸气在砂土中穿透力较强,而黏土层可以有效阻挡蒸气的迁移,在实际场地风险管控中,可以采用换土或表层覆盖黏土的方法阻挡蒸气的迁移.      

基于层次分析法的杭长高速岩溶塌陷易发性评价

浙江省岩溶以覆盖型为主,近年来越来越多的高速公路穿越浙西北岩溶地区,由于岩溶地质灾害的隐蔽性和突发性,出现了一系列工程技术难题,给高速公路的勘察、施工与运营管理带来了较多困难。以浙西北在建杭长高速公路为例,在对线路穿越段基础地质及水文地质条件调查认知、勘察成果资料收集整理和总结分析的基础上,考虑公路工程建设对岩溶地质环境扰动的特殊性,构建了有针对性的评价指标体系,并运用层次分析法(AHP)建立了岩溶塌陷易发性评价模型,对在建杭长高速公路的岩溶塌陷易发性进行了评价。结果表明:该路段全长30.42km,累计分别有1.978 3km、0.404 0km和0.382 4km穿越岩溶塌陷高易发区、中易发区和低易发区,需在高速公路建设过程中有针对性地采取进一步的预防及治理工程措施。本研究成果可为浙江省及临近省份覆盖型岩溶区高速公路工程的规划、建设与防灾减灾管理提供参考。     

基于BP神经网络的岩溶水库渗漏评估——以贵州林歹迎燕水库为例

岩溶地区修建水库的渗漏问题是水库能否正常运行的瓶颈。岩溶区水库渗漏的影响因素复杂繁多,难以用具体的数学模型建立各参数之间的非线性关系,以定量评估水库的渗漏量。以贵州岩溶地区林歹迎燕水库为例,通过收集57个同类水库渗漏实例,在详细分析库区水文地质条件的基础上,构建了BP神经网络模型,利用其反向传递并自我修正误差的功能优势,定量预测评估迎燕水库的渗漏量。结果表明:迎燕水库的渗漏量约为0.003m3/s,与库区实际监测结果基本一致,表明BP神经网络模型可以有效地应用于岩溶地区水库渗漏量的评估,可为岩溶水库渗漏评价提供一种新思路,对我国岩溶地区水库修建的选址以及对邻近矿区地下开采的影响评估具有重要的参考价值。     

二元结构平原地区水库浸没预测方法研究

浸没问题是平原地区水库勘察设计和建设中最重要的水文地质问题,对于常见的冲积成因二元沉积结构的平原地区,我国现行规范采用的卡明斯基法在实际工程应用中存在诸多问题。从黏性土的渗透性规律入手,在"启动水力梯度"的基础上,提出了适用于承压含水层模型的折减系数法的计算公式。以湘江长沙综合枢纽工程的苏托垸地区为研究区,分别应用卡明斯基法、折减系数法和数值法对水库浸没范围进行了预测,并对比分析了3种预测方法的优劣。结果表明:(1)对于堤垸广布的平原地区水库浸没预测,卡明斯基法的预测结果严重偏大;(2)折减系数法考虑了启动水力梯度效应,其预测结果比较符合实际情况,但是只适用于2D线状剖面的浸没计算;(3)数值法可以计算水库浸没的时空分布特征,且适用性广,是平原地区水库浸没预测的理想技术手段。     

江汉平原仙桃地区土壤重金属分布及影响因素研究

以江汉平原仙桃市为研究区,利用222个面上表层土壤和4组包气带土壤中重金属含量数据,结合土地利用类型,分析讨论了研究区土壤中重金属元素含量的平面和垂向分布规律,并采用因子分析法探究了包气带土壤中重金属元素分布迁移的规律及影响因素。结果表明:研究区表层土壤中重金属元素含量的分布较为均一,除Cd、Ni和As外,其他重金属元素的含量均小于国家土壤环境质量一级标准;研究区不同土地利用类型的土壤中重金属元素含量大小的排序依次为城郊菜地林地水田旱地,区域重金属元素含量的差异主要来源于土壤母质和人为污染;分布迁移的主要因素为土壤的氧化还原性、有机质含量和酸碱性。     

南水北调中线总干渠水体耗氧特征及成因

为揭示南水北调总干渠水体耗氧物质的种类及其潜在来源,对总干渠沿线进行了水样采集,并分析了总干渠水体的耗氧因子的分布及其耗氧成因.结果表明,从渠首到北盘石监测断面,高锰酸盐指数低于国家地表水Ⅰ类水质标准值（2 mg·L^-1）,北盘石以北（除惠南庄断面）几乎全部高于2 mg·L^-1.溶解性有机质（DOM）、NH₃-N和NO₂^--N浓度在总干渠沿程呈波动特征;Fe²⁺和Mn²⁺浓度在北盘石以南断面较为稳定,之后分别呈降低和升高趋势.基于上述物质耗氧的化学计量关系,DOM耗氧量均值为1.86 mg·L^-1,对高锰酸盐指数的平均贡献率超过了70%;无机物质中NH₃-N耗氧量最高,平均为0.134 mg·L^-1,而NO₂^--N、Fe²⁺及Mn²⁺的耗氧量均低于0.1 mg·L^-1.对主要耗氧因子DOM的三维荧光分析结果表明,荧光指数（FI）、自生源指数（BIX）、腐殖化指数（HIX）变化范围分别为1.68~3.62、0.68~1.22、1.47~3.04,表现出较强的自生源特征,DOM内源输入占比达到了71.63%~80.94%,并且在藻类爆发期,藻密度突变点与高锰酸盐指数的突变点高度吻合.上述结果表明主要来源于自身藻类和微生物的DOM是导致总干渠沿程高锰酸盐指数升高的主要原因,干渠自身生物化学过程对水质的影响值得长期关注.     

基于油提取的土壤与沉积物中微塑料的分离方法

微塑料作为一种全球性新兴污染物受到学界与社会的广泛关注.由于土壤和沉积物中的微塑料难以分离提取,目前关于微塑料的研究主要集中于水体中,而关于土壤与沉积物中微塑料的丰度、分布与环境行为尚不清楚,迫切需要一种经济、快速、可靠的前处理手段将微塑料从土壤或沉积物中分离出来进而开展检测与监测工作.油提取法不同于传统密度浮选法,其利用塑料的亲油性,使用植物油代替密度液分离土壤与沉积物中的微塑料.通过油提取法在砂土（二长花岗岩风化层残坡积物）、壤土（菜地黄棕壤）、黏土（稻田水稻土）、泥质湖泊沉积物中获得的总加标回收率分别为88.3%±6.29%、88.3%±3.82%、90.0%±2.50%、90.8%±1.44%.其中,对于密度浮选法较难提取的聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）,其回收率分别为93.3%±11.6%（壤土）、96.7%±5.77%（壤土）.植物油的加入会对后续微塑料的光谱表征识别产生影响,但可通过无水乙醇冲洗去除,与拉曼光谱仍具有良好的兼容性.利用该方法开展的实地研究获得黄冈市残坡积物（砂土）、武汉市菜地（壤土）、武汉市水稻田（黏土）、武汉市东湖泥质湖泊沉积物中的微塑料丰度分别为1 679、1 612、1 766、7 629个/kg.研究显示,油提取是当下密度浮选技术的可替代方案.      

地下水“三氮”污染来源及其识别方法研究进展

地下水"三氮"污染来源的识别研究对污染控制与修复有重要的意义.在阐述地下水"三氮"污染来源(大气氮沉降、土壤天然有机氮矿化、地表径流氮输入、人类活动氮排放等)及其在我国的分布特征的基础上,总结了国际上常用的"三氮"污染来源识别方法,包括水化学方法、统计学相关方法、区域氮平衡法、稳定同位素示踪法及一些新型示踪方法.指出由于"三氮"污染来源的多样性及污染形成机制的复杂性,单一识别方法在应用中均有较明显的局限性,目前主流识别手段为稳定同位素示踪法与多种识别方法相综合.进一步提出要加强新型示踪方法的开拓、定量识别方法的优化,污染源识别与迁移转化机制、地下水补排条件、地下水-地表水转化关系等研究相结合为未来发展的主要趋势.