长江与黄河源丰水期地表水中汞的分布特征、赋存形态及来源解析

在全球变暖的背景下,探明青藏高原地表水中汞的形态、分布和来源特征对认识高寒地区汞的生物地球化学循环过程具有重要意义.为探讨汞在高寒地区地表水中的分布特征和潜在来源,以青藏高原长江源和黄河源流域地表水为研究对象,测定丰水期地表水中总汞（THg）、颗粒态汞（PHg）和溶解态汞（DHg）的浓度,分析其空间分布特征及其影响因素,并利用PMF模型定量解析地表水中汞的来源.结果表明,长江源和黄河源流域地表水中ρ（DHg）均值分别为（2.96±1.26） ng ·L^-1和（2.47±0.83） ng ·L^-1,二者无显著差异;而长江源流域地表水中ρ（THg）［（10.69±11.14） ng ·L^-1］和ρ（PHg）［（8.46±11.41） ng ·L^-1］显著高于黄河源流域地表水中的ρ（THg）［（3.37±2.03） ng ·L^-1］和ρ（PHg）［（1.13±1.02） ng ·L^-1）］（P<0.05）.此外,考虑到较低的汞浓度水平和甲基化程度,研究区内汞的生态威胁较弱.相关性分析结果显示,长江源流域地表水中汞以PHg为主要形态,其浓度变化主要受冰川融水输入、土壤侵蚀和降水等因素影响;DHg作为黄河源流域地表水中汞的主要形态,其分布格局主要受制于汞和溶解性有机质（DOC）的结合作用.空间分布上,河道坡降和土壤侵蚀强度的空间差异可能是导致长江源流域地表水中THg和PHg浓度随水流方向总体呈下降趋势的关键因素.PMF模型解析结果表明,长江源和黄河源区地表水中51.4%的汞来源于大气沉降,38.8%的汞来源于水流对土壤岩层或沉积物的侵蚀作用,而9.7%的汞来源于土壤径流或渗流的输入.     

黄山景观区域氮、硫湿沉降来源与地球化学过程

黄山是世界著名的地质公园,近年来该地区酸雨频率增加,威胁着景区的地质生态环境.本研究通过长期降水化学观测与氮、氧、硫同位素地球化学分析,探讨黄山景区氮、硫湿沉降来源与地球化学过程,以期揭示酸雨成因.结果表明,研究期间酸雨频率为62.5%. SO■和NO~-_3为主要致酸离子.[SO■]/[NO~-_3]当量比均值为1.7,主要受早期氮排放和移动源递增贡献影响.氮、氧、硫同位素组成和分异数据表明,降水中SO■和NO~-_3主要来源为移动源(燃油)释放,工业源(燃煤)贡献次之,降水硝酸、硫酸的形成主要为燃油燃烧及其氧化物氧化过程. Ca~(2+)和NH~+_4为酸雨的主要中和因子.我国逐渐增加的移动源化石燃料排放已经对黄山景区大气环境产生显著影响.     

红枫水库和普定水库碳、磷、硅生源要素时空分布特征

选取了营养盐浓度和水体滞留时间存在明显差异的普定水库和红枫水库作为研究对象,通过对两个水库碳、磷、硅生源要素时空变化的分析,揭示了河流筑坝水库营养盐时空分布的主要影响因素。分析结果显示：普定水库表层水体溶解性无机碳(DIC)、总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和溶解性硅(DSi)大体上均表现出冬季较高、夏季较低的变化趋势;而在垂向分布上,除冬季外,其他三个季节均表现出表层水体较低、底层水体较高的趋势。红枫水库DIC变化趋势与普定水库类似。而红枫水库TP和DTP大致表现为冬夏季偏低、春秋季偏高;由于浓度较低,各个季节垂向变化趋势均不明显。夏季红枫水库底部水体DSi显著高于表层水体,而其他三个季节DSi在垂向剖面上波动较小。两水库表层水体DIC与叶绿素a(Chla)呈负相关,且夏季普定水库和红枫水库表层水体DIC稳定碳同位素(δ¹³C_DIC)显著高于底层,而DIC则表层水体显著低于底层水体。综合分析结果表明,浮游植物光合作用是影响普定水库和红枫水库碳、磷、硅生源要素时空分布的最主要因素。营养盐水平较高、水体滞留时间较短的普定水库,其Chla低于营...     

都柳江水系沉积物锑等重金属空间分布特征及生态风险

以都柳江沉积物为研究对象,通过系统采集表层沉积物样品,测定其重金属含量,查明了流域沉积物中重金属空间分布特征,结合主成分分析和相关性分析等统计学方法探讨了都柳江表层水系沉积物中重金属的来源,并利用地累积指数法、富集因子法和生态风险指数法评估了沉积物中重金属污染状况及其潜在生态风险.结果表明:(1)都柳江表层沉积物中Sb含量极高,可达7 080 mg·kg~(-1),且从上游到下游呈现逐渐降低的趋势,As、Cd、Co、Cr、Cu、Mo、Ni、Pb、Tl和Zn等含量变化不大;(2)主成分分析提取的两个因子的累积贡献率达到77.67%,表明沉积物中重金属来源主要包括:矿业活动和自然源等;(3)地累积指数和富集因子表明,都柳江水系沉积物中Sb污染最为严重,其次是As和Cd,Co、Cu、Mo、Ni、Pb、Tl和Zn的污染较轻,未受Cr污染;(4)各金属Hakanson潜在生态风险指数(Eir)依次为SbCdAsCoNiPbCuZnCr,而重金属综合潜在生态风险指数(RI)结果表明,中度生态风险及以上等级的样品约占58.1%,严重生态风险等级的样点主要集中在受锑矿采选冶活动影响和支流八洛河汇入后等周边采样点位;都柳江流域各重金属生态风险指数在综合指数中占主导地位的是Sb,表明Sb在都柳江流域水系沉积物中具有极强的生态风险性.     

铁-碳微电解/改进硫化钠沉淀法处理综合电镀废水

综合电镀废水中含有多种有害的重金属离子,其有效处理是备受关注的问题之一.本文采用铁-碳微电解/改进硫化钠沉淀法处理综合电镀废水,研究Fe/C摩尔比、Na2 S投加量以及废水最终pH对残余重金属离子含量的影响.结果表明,当Fe/C摩尔比为1:1.14,Na2 S投加量为0.29 g/L,最终pH为7.0时,在常温下反应1...     

乌江干流中上游水电梯级开发水温累积效应

以乌江流域洪家渡库尾至乌江渡坝下的水电工程干扰典型段为研究区域,利用建坝前后的水温实测资料,采用建坝前天然水温和建坝后下泄水温比较法,对乌江干流梯级水库水温时空分布特征进行分析。研究结果表明：对天然水温改变最大的电站为洪家渡和乌江渡,前者是受水库水温结构自身影响,后者是梯级联合运行的结果;梯级联合运行使库区水温分层有所减弱,随着时间的推移或上游梯级电站的建成,电站下泄水温年变化过程趋于均化,与天然水温的延迟也越加明显;不同的水库水温结构对水温累积效应的影响也各不相同,稳定分层型水库对水温累积具有正效应,混合型水库具有负效应,过渡型水库处于两者之间,体现了梯级电站的水温累积影响,为研究减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

添加硫酸铁对贵州晴隆老万场污染土壤中砷和锑移动性的影响

添加硫酸铁降低砷的活性从而抑制其在作物中的富集是阻断砷在食物链中传递的重要手段之一。但是,对于砷和锑伴生的复合污染矿区,添加硫酸铁会对锑产生怎样的影响还不清楚。以贵州晴隆老万场砷和锑复合污染土壤为研究对象,通过对土壤中水溶态砷和水溶态锑以及印度芥菜(Brassica juncea L.)、平坝油菜(Brassica juncea var.PBYC)和凯里青油菜(Brassica juncea var.KLQYC)中砷和锑含量的测定,研究了添加3%(质量分数)硫酸铁对土壤中砷和锑移动性的影响。结果表明,种植在未经硫酸铁处理的土壤中的3种作物根系和地上部分干质量分别为0.07～0.12、2.10～2.40g;种植在经硫酸铁处理的土壤中的3种作物根系和地上部分干质量分别为0.11～0.22、4.10～5.70g。与未经硫酸铁处理的土壤相比,经硫酸铁处理的土壤中水溶态砷浓度降低了82%～84%,且作物体中的砷也显著降低,说明硫酸铁能显著降低土壤中的砷活性,有利于作物的生长。然而,经硫酸铁处理的土壤中水溶态锑浓度却比未经硫酸铁处理的土壤增加37%～56%,导致作物中的锑并不下降。因此,添加硫酸铁对砷和锑复合污染土壤而言,虽能钝化土壤中的砷,但是在一定程度上可能增加锑的活性,需考虑锑活化增加引起的风险。     

中国南方某铀尾矿库周缘土壤重金属污染研究

选择中国南方某铀尾矿库周边2条背景剖面（B1、B2）和3条潜在污染剖面土壤剖面（S1、S2、S3）,通过比较各剖面中重金属元素分布,讨论铀尾矿库土壤中外源重金属元素的污染特征、迁移行为.研究表明：（1）相较于背景剖面,邻近铀尾矿库周缘土壤主、微量组分呈显著外源输入特征.（2）应用主成分法分析铀尾矿库周缘土壤外源重金属元素来源,发现尾矿库是该地区土壤重金属污染的直接来源,并向周缘土壤输送As、Pb、Sb、Cd、U等重金属污染元素.（3）分析铀尾矿库周缘土壤中尾矿库源重金属元素（As、Pb、Sb、Cd、U）同主、微量组分与理化参数的关系,发现潜在污染土壤中各金属元素与LOI（烧失量）、K、P呈较密切相关,与Na、Ca、Mn、pH、Fe存在次等相关性;由重金属淋溶迁移程度可知,重金属在潜在污染剖面（S1、S2）呈显著富集特征;各重金属横向迁出特征表明,其迁移至铀尾矿库周缘土壤具有不同的迁移方式.（4）铀尾矿库周缘近源土壤（距尾矿库30m左右）As、Pb、Sb、Cd、U呈显著污染,含量远大于国家农用地土壤环境质量评价标准和所在省份土壤元素背景值,应对该尾矿库潜在风险进行及时管控.     

1470～1949年贵州地区干湿序列的重建及其影响分析

贵州地区在小冰期的气候环境状况及其对人类活动的影响研究缺乏,综合历史文献资料分析与地质记录的研究仍有待加强。基于1470~1949年贵州地区旱涝历史文献资料重建该区干湿变化序列,然后运用互信息的相关分析方法对此序列进行检验,再通过小波分析探究其干湿变化过程与周期。同时,结合高分辨率石笋δ18O序列、海洋热状况和国家与地方政权的动荡情况,讨论其控制因子及其对人类活动的影响。研究表明：（1）贵州地区15世纪末期气候偏干,16世纪整体较湿润,在经历了17世纪前期的干旱期后,从17世纪中期至20世纪前期为一个长期较稳定的湿润期,与众多古环境研究记录较为吻合;（2）小波分析表明干湿变化具有128~155年、32~55年、11~20年的周期,反映其干湿变化主要受太阳活动控制;（3）贵州地区湿润程度受南亚夏季风强度、ENSO、AMO等因素影响,且对当地政治活动和地表生态环境产生了重要影响。     

3种复合铁基钝化剂对黔西南高砷土壤的修复效果研究

为研究不同复合铁基钝化剂对黔西南高砷(As)土壤修复效果,筛选出钝化土壤砷和抑制水稻籽粒砷富集效果较好的复合铁基钝化剂,以期为黔西南高砷背景土壤的修复和管理提供科学依据。本文以黔西南某矿区耕地高砷土壤为研究对象进行水稻盆栽实验,分析了3种市售复合铁基钝化剂(复合型铁基生物炭(A)、铁基生物炭(B)和铁基腐殖酸钾(C))在不同用量(0.67 g/kg、1.34 g/kg、2.68 g/kg、5.36 g/kg)下土壤有效态砷、土壤中砷的各种结合态以及水稻籽粒砷含量的变化。结果表明,三种复合铁基钝化剂的施加可不同程度的提高土壤pH和钝化土壤砷,其中钝化剂C在5.36 g/kg施用量下效果最好,钝化率为26.2%;各处理均使土壤砷的赋存形态发生一定的改变,均不同程度的降低了非专性吸附态、专性吸附态及无定形和弱结晶铁铝氧化物结合态的砷,其中钝化剂A和B主要是向结晶铁铝氧化物结合态砷转变,C处理主要向残渣态砷转变;各处理均显著抑制了水稻精米砷含量,相比对照组,复合钝化剂A在1.34 g/kg施用量下大米对As的富集作用最弱,降低率为48.6%;因为土壤砷钝化率不能完全表征水稻对砷的富集能力,其不...