RISK ASSESSMENT METHODOLOGY FOR KARST AQUIFERS: (1) ESTIMATING KARST CONDUIT-FLOW PARAMETERS

Quantitative ground-water tracing of conduit-dominated karst aquifers allows for reliable and practical interpretation of karst ground-water flow. Insights into the hydraulic geometry of the karst aquifer may be acquired that otherwise could not be obtained by such conventional methods as potentiometric-surface mapping and aquifer testing. Contamination of karst aquifers requires that a comprehensive tracer budget be performed so that karst conduit hydraulic-flow and geometric parameters be obtained. Acquisition of these parameters is necessary for estimating contaminant fate-and-transport. A FORTRAN computer program for estimating total tracer recovery from tracer-breakthrough curves is proposed as a standard method. Estimated hydraulic-flow parameters include mean residence time, mean flow velocity, longitudinal dispersivity, Peclet number, Reynolds number, and Froude number. Estimated geometric parameters include karst conduit sinuous distance, conduit volume, cross-sectional area, diameter, and hydraulic depth. These parameters may be used to (1) develop structural models of the aquifer, (2) improve aquifer resource management, (3) improve ground-water monitoring systems design, (4) improve aquifer remediation, and (5) assess contaminant fate-and-transport. A companion paper demonstrates the use of these hydraulic-flow and geometric parameters in a surface-water model for estimating contaminant fate-and-transport in a karst conduit. Two ground-water tracing studies demonstrate the utility of this program for reliable estimation of necessary karst conduit hydraulic-flow and geometric parameters.     

工业城市有机化工异味应急监测快速溯源

结合淄博化工园区有机化工异味的应急监测,研究了工业城市有机化工异味的快速溯源。针对多种异味混杂,现场利用便携式GC-MS对空气中引起异味的有机化合物进行定性和定量,结合三点比较式臭袋法测定厂界臭气浓度值,根据风向,对照企业污染物名单快速溯源,并根据测定结果和厂界臭气浓度限值对排污企业进行行政处理。     

漂浮水生植物对富营养化水体中N2O产生及输移过程的调节作用

漂浮水生维管束植物具有发达的通气组织,然而关于其传输水体中产生温室气体N_2O方面的研究还很匮乏.本研究以漂浮水生植物凤眼莲为代表,利用稳定氮同位素示踪技术,设计能够分隔根室和叶室的水生植物生长系统,通过微宇宙实验定量追踪N-15标记的氮素在凤眼莲根系介导下的转化途径、N_2O产生规律及N_2O通过通气组织向空气的传输过程.研究结果表明,加入水体的~(15)NO_3~-有少部分通过异化还原成为铵(DNRA)过程转化为NH_4~+-~(15)N,主要通过反硝化反应生成N_2O;加入的~(15)NH_4~+主要发生了耦合硝化-反硝化反应.种植凤眼莲均使叶室中N_2O-~(15)N原子百分超和~(15)N_2O浓度明显高于无植物的对照,一方面说明凤眼莲根系能够促进反硝化、硝化-反硝化反应过程,同时也说明水体中的~(15)N_2O有相当一部分通过植株体传输到空气中.凤眼莲通气组织主要通过分子扩散从高浓度空间向低浓度空间输送~(15)N_2O.在标记NO_3~--~(15)N的水体中,凤眼莲在前期促进了~(15)N_2O向顶空排放,但并未在整个生长期持续促进N_2O释放.在标记NH_4~+-~(15)N的水体中,植株体富集是NH_4~+-~(15)N的一个主要归趋途径,但同时也有部分NH_4~+-~(15)N转化为N_2O通过植株通气组织持续、缓慢地释放到顶空当中.研究结果阐明了漂浮植物对水体氮转化过程及N_2O输移途径的调节作用,可为全面理解水体生态系统氮循环过程提供理论基础.     

碳源对生物滞留系统中硝酸盐异化还原成铵的影响研究

通过构建模拟实验,利用~(15)N同位素示踪技术研究在生物滞留系统中碳源对生物滞留系统中硝酸盐异化还原成铵(DNRA)的影响。结果表明:5个处理组(葡萄糖50,100,150,200,250 mg/L)中NO_3~-发生转化的量分别为41.1%、47.9%、50.7%、56.2%和57.6%。以葡萄糖为碳源,初始浓度为100 mg/L时,DNRA作用效果最显著,~(15)N-NH_4~+含量占初始添加~(15)N的24.7%;初始浓度为250 mg/L时,DNRA作用最弱,~(15)N-NH_4~+含量占初始添加~(15)N的13.7%。反硝化和DNRA作用同时进行,系统中~(15)N-NO_3~-含量的减少均伴随着DNRA过程中间产物~(15)N-NO_2~-含量的积累和最终产物~(15)N-NH+4含量的增加。     

酸雨的硫源及其硫同位素示踪综述

酸雨是目前人类所面临的主要环境问题之一。世界大部分地区为硫酸型酸雨,硫同位素的示踪研究对于探讨酸雨的来源与酸雨的治理具有重要的意义。本文论述了酸雨的不同硫源(人工成因硫、生物成因硫、远距离硫)的硫同位素组成特征;从煤的硫同位素组成、大气降水的硫同位素组成和小麦等植物的硫同位素组成等三方面来论述了酸雨来源的硫同位素示踪意义。     

石英ESR法在黄河现代沉积物物源示踪研究中的可行性分析

石英ESR信号示踪法作为一种新的物源示踪方法,已经被较好地应用于东亚地质历史时期风尘堆积物和现代沙尘沉降物的物源示踪研究中。首先简要回顾了石英ESR信号示踪法的研究现状,进一步基于石英ESR信号示踪法的母岩年代和结晶度原理,探讨该方法对黄河沉积物物源示踪的可行性及应用前景。     

Re-Os同位素体系在地球科学中的应用

在汇总本世纪六十年代以来国际上Re Os同位素地质学主要文献的基础上 ,概括总结了Re Os同位素地质学几十年来的研究成果。系统地介绍了Re Os同位素体系在地质年代学和示踪研究方面的应用。阐明了Re Os地质年代学的定年原理、实验技术、优势 ,以及应注意的问题 ;归纳总结了Re Os在陨石、大陆壳和地幔等不同储库中的丰度、分布及演化特征 ;回顾了近年来Re Os同位素体系在陆壳演化、洋岛玄武岩和地幔羽成因及陨石撞击等示踪研究方面的工作和进展。     

内蒙古典型草原土壤及其水文过程对灌丛化的响应

基于野外观测和室内试验相结合的方法,研究了内蒙古典型草原小叶锦鸡儿灌丛化过程对土壤和土壤水文过程的影响,旨在为干旱半干旱区环境保护和恢复提供理论基础。结果表明,斑块尺度上,灌丛斑块土壤有机质和全氮含量分别是草地斑块的1.54倍和1.16倍;灌丛斑块平均沙粒、粉粒和粘粒含量是草地斑块的0.87倍、1.34倍和1.35倍;灌丛斑块土壤容重是草地斑块的0.97倍;灌丛斑块钙积层上表面出现深度是草地斑块的1.27倍。地形等自然条件也是形成土壤异质性的重要因子,坡面尺度上,灌丛和草地斑块土壤有机质、全氮、土壤容重、土壤钙积层上表面出现深度呈自坡顶向坡下方向增加的趋势。染色示踪实验表明,灌丛斑块土壤剖面湿润锋和土壤水分入渗速率分别是草地斑块的1.36倍和5.16倍,草地斑块0~10cm土层对水分的响应较敏感,而灌丛斑块25 cm以下土层对水分的响应较敏感。研究认为,灌丛化过程增强了土壤空间异质性,灌丛斑块能将土壤水分快速输送并存储于深层土壤中,灌丛斑块是土壤养分和水分富集区,灌木植物的定居和发展过程与土壤形态之间形成了正反馈。     

北京市城市公园土壤铅累积特征、来源及健康风险

城市公园在城市发展中具有社会文化、经济和环境服务等多重功能,城市和经济的快速发展可能导致城市公园土壤重金属累积从而威胁人体健康.采集北京市32个典型公园140个土壤样品,利用单因子污染指数法和地累积指数法分析了公园土壤Pb的累积特征,通过稳定同位素定量解析了土壤Pb的潜在污染来源,并使用基于蒙特卡洛的概率风险评价方法评估其健康风险.结果表明,北京市城市公园土壤ω(Pb)几何均值为38.63 mg·kg^-1,是北京市土壤背景值的1.48倍,但尚未超过《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)规定的筛选值;城市公园土壤Pb累积随着公园距中心城区的距离和建园时间的增加而增加;2环内、 2～4环和4～6环公园土壤Pb单因子污染指数分别为0.16、 0.10和0.09,均未达到污染水平;地累积指数分别是0.80、 0.07和-0.31,除2环内和2～4环土壤Pb达到无-中度污染水平,4～6环土壤均未达到污染水平;同位素定量源解析表明公园土壤Pb污染主要来源于煤燃烧(45.4%)、道路灰尘(19.6%)和油漆(13.9%);公园土壤Pb...     

大气波导传播模型及特性分析

介绍了波导传播条件以及目前用于计算波导传播特性的2种模型——抛物方程模型和射线追踪技术。利用抛物方程模型计算了波导环境下,电磁波在不同的发射频率、不同位置处的传播损耗,利用射线追踪技术模拟了射线在波导中的传播轨迹和时延特性。结合不同的计算结果,综合分析了大气波导传播特性对通信系统的影响。