华北平原地下热水矿床分布规律及形成

我国华北平原分布有大小不等、形状各异的地下热水矿床;赋存于石灰岩地层形成的地质构造凸起部位的地下热水富水性好,井产水量大,自喷能力强,水质好,矿化度低,温度高,具有较高的开发利用价值。华北平原地下热水的热源与第三纪侵入的火成岩无关。地下热水的补给来源是山区大气降水渗入地下经过较大的构造断裂带和碳酸盐岩地层岩溶溶洞、断裂裂隙深循环以后形成的。地下热水的温度主要取决于水循环的深度。     

华北平原地下水浅埋区土壤水分动态的时间序列分析

以沧州和衡水实验站为华北平原地下水浅埋区典型区,利用3 a土壤水负压和地下水观测数据,研究了不同年份和土壤质地土壤水分动态。土壤水分数据表明,平水年或丰水年后的枯水年土壤水分从表层到深层为增长型趋势,枯水年为增长-减小-增长趋势;在土壤非均值条件下(沧州),土壤水分具有补给和消耗的季节性变化,而土壤均质条件下(衡水),无明显季节性变化。时间序列分析结果表明,平水年或丰水年沧州实验点土壤浅层(100 cm以上)和深层(100 cm以下)具有明显差异,从上到下土壤水分更加稳定,衡水实验点无明显差异性;枯水年两实验站浅层和深层差异性更小。土壤质地在降水和土壤水以及地下水的响应关系方面具有显著作用。     

华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤重金属有效性研究(Heavy Metal Availability in Soil near a Lead Smelter in the North China Plain)

为研究华北平原地区某铅冶炼厂对附近农田土壤和居民点内土壤重金属有效性的影响,在距离冶炼厂烟囱1000m和2500m处设置A1和A2两个采样断面(两断面间有一居民点),采取0～20cm土样,测定DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量.结果表明,A1断面DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd平均含量均低于A2断面.A1断面土壤DTPA-Pb和Cd变化范围分别为7.18～37.8和0.250～0.950mg·kg-1,平均值分别为25.2和0.580mg·kg-1;A2断面DTPA-Pb和Cd变化范围分别为14.7～133和0.280～2.35mg·kg-1,平均值分别为59.9和1.16mg·kg-1.所有样品的DTPA-Ni、Cu和Zn含量均小于5.5mg·kg-1.随着采样点距离冶炼厂烟囱距离的增加,土壤中DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量呈非线性下降,可用幂方程(Ni、Cu和Pb)或对数方程(Zn和Cd)拟合.用Pb和Cd的拟合方程计算得到的研究区内居民点中心位置土壤DTPA-Pb和Cd含量分别为30.0和0.731mg·kg-1,高于地带性土壤背景值.DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的含量之间均存在极显著线性正相关关系(p<0.01).以上结果表明,冶炼厂造成研究区内土壤Pb和Cd有效性远高于正常水平,并导致Ni、Cu和Zn有效性有一定程度的升高,附近居民点内居民受到土壤高铅和高镉有效性的威胁;土壤铅和镉升高的范围达到距离冶炼厂烟囱2.8km以外区域.     

华北平原典型剖面地下水三氮污染时空分布特征

华北平原地下水氮元素污染的时空分布特征鲜有报道,本文结合华北平原水文地质条件,从山前平原至中部平原选取两个剖面,四次采集地下水样品并测定三氮含量,调查评价典型剖面上三氮污染状况并深入分析其时空分布特征。结果表明:华北平原典型剖面上地下水的三氮中超标最为严重的是氨氮;三氮总量整体上随时间呈上升趋势;硝态氮、氨氮、亚硝态氮含量的空间分布不尽相同,前两者在山前平原的含量高于中部平原;第三者则呈相反趋势;从垂直方向上看,三氮含量随地下水埋深增加而减小。在不同的水井类型中,灌溉井和监测井中三氮的含量普遍较高,而在饮用水井中氨氮污染相对严重,会对人类健康造成一定风险。     

夏收时段农村大气亚微米颗粒物数浓度分布特征

为了从源区的角度研究华北平原夏收时段大气亚微米颗粒物粒径谱分布,采用扫描电迁移率粒径谱仪,于2017年6月对华北平原典型农村点位亚微米颗粒物数浓度进行连续观测.结果表明,观测期间大气亚微米颗粒物粒径分布主要集中在小于300nm处,平均数浓度为28371cm^-3.不同模态颗粒物数浓度分布差异明显,核模态（< 20nm）呈线性分布,爱根核模态（20~100nm）呈多项分布,积聚模态（>100nm）呈对数分布.48h后向轨迹聚类结果表明,观测点位气团受其东部的江苏省、山东省和安徽省生物质燃烧传输影响时,颗粒物总数浓度增加66.7%.潜在源贡献因子法和浓度权重轨迹法,表明潜在源区为观测点位以东的区域,且以粒径小于100nm的颗粒物为主.     

华北平原南部农村地区黑碳气溶胶浓度及来源

华北平原南部地区是当前我国大气污染的严重区域之一.作为连接南北方大气污染传输的关键区域,其大气环境研究相对薄弱.在华北平原南部某农村点位利用AE-33型黑碳仪,对2018年2～8月的黑碳（BC）气溶胶进行连续监测,采用光度计模型解析了黑碳来源.观测期间ρ（BC）的平均值为（3.51±2.29）μg·m^-3,冬季、春季和夏季的ρ（BC）平均值分别为（8.21±3.26）、（3.49±1.69）和（2.37±0.71）μg·m^-3.BC的季节性变化由气象因素和排放源的季节性变化共同导致.ρ（BC）日变化在08:00[（4.66±3.24）μg·m^-3]和20:00[（4.25±6.73）μg·m^-3]出现峰值,与居民做饭时间一致;在14:00[（2.44±3.33）μg·m^-3]出现谷值,与边界层高度较高有关.气溶胶波长吸收指数（AAE）在1.08～1.66之间,冬季、春季和夏季的AAE平均为1.41±0.08、 1.28±0.10和1.20±0.06,表明该区域的BC来源以化石燃...     

农田生态系统光能利用效率及其影响因子分析

在华北平原冬小麦/夏玉米轮作田进行了连续三年的涡度相关观测,对农田生态系统光能利用效率（LUE）及其影响因子进行分析。结果表明：农田生态系统的LUE有明显的季节变化。冬小麦田和夏玉米田的最大日平均LUE分别出现在4月中下旬和8月初。2003~2005年的季节平均LUE冬小麦田分别为0.8、1.2、1.0 gC·MJ^-1;夏玉米田分别为2.0、1.9、2.0 gC·MJ^-1。冬小麦田的LUE随叶面积指数（LAI）增加呈对数增长。在玉米田,营养生长阶段的LUE随LAI增加先增后降;生殖生长阶段的LUE随LAI减少线性降低。相同LAI下,玉米生殖生长阶段的LUE明显低于营养生长阶段。LAI大于4时,冬小麦田和夏玉米田的LUE均随光合有效辐射（PAR）的增加线性下降。夏玉米田LUE随饱和差（VPD）增加而降低,而冬小麦田LUE与VPD之间的关系不明显。     

华北平原典型区土壤氟的形态及其分布特征

为了研究华北平原典型区小麦-玉米农田土壤氟的形态及其分布特征,采用连续化学提取方法,测定了采自该地区的耕作层土壤样品(0～30 cm)和剖面土壤样品氟含量.结果表明,研究区耕作层土壤总氟含量为338.31～781.67 mg·kg-1,平均含量为430.46 mg·kg-1.耕作层土壤中不同形态氟含量以残余态最高,其平均含量为402.73 mg·kg-1;其次为水溶态,平均含量为14.39 mg·kg-1,处于氟污染较高水平,可能会对人体健康和生态环境产生重要影响;再次为有机态和铁锰结合态,其平均含量分别为8.90 mg·kg-1和4.10 mg·kg-1;可交换态含量最低,其平均含量为0.33 mg·kg-1.耕作层土壤中水溶态氟含量与土壤pH、CEC呈正相关,与土壤黏粒含量呈负相关;铁锰结合态氟含量与土壤pH、CEC、土壤砂粒含量呈正相关,与黏粒含量呈负相关.逐步回归分析结果表明,土壤pH值对土壤水溶态氟和铁锰结合态氟含量影响最显著,土壤CEC对土壤总氟和残余态氟含量影响最为显著.土壤剖面总氟含量受土壤岩性变化控制,在包气带中呈现峰谷交替的变化特征;土壤剖面水溶态氟含量受土壤岩性变化较小,受土壤pH影响较大,各土壤剖面水溶态氟含量与土壤pH呈显著正相关,主要在靠近地表0～100 cm处变化.本研究可为该区域土壤氟污染防治提供科学依据,也为土壤氟的迁移转化、土壤氟对生态和环境的影响研究奠定了理论基础.