基于氮氧同位素解析不同降雨条件下硝酸盐污染源

随着城市化的进程和人类活动强度的增加,过高的硝酸盐污染负荷对地表水水质安全构成极大威胁.当前针对地表水体的硝酸盐源解析仅强调了来源的季节性变化特征,而鲜见考虑降雨事件对区域污染源组成的影响.本文以扬州市江都区通扬运河为研究对象,利用氮氧同位素技术和基于R语言的稳定同位素模型(stable isotope analysis in R)定量评价了各类型污染源在不同降雨条件下对水体硝酸盐污染的贡献.结果表明:①通扬运河各区段污染物浓度具有很强的空间变异性.ρ(NO3-)和ρ(NH4+)具有相似的空间分布特征,表现为:中游区＞下游区＞上游区,中游区较高的城市化水平带来的人类活动加剧了氮污染的输入.②降雨增加了各河段污染物浓度的不确定性,降雨带来的冲刷和稀释效应总体上增加了水体中的ρ(NO3-)、ρ(NH4+)、ρ(Cl-)和ρ(SO42-).③在无雨和低降雨的条件下,通扬运河水体NO3-主要来源于大气沉降(贡献率为27％～47％)和土壤有机氮(贡献率为21％～29％);在降雨事件影响下,化肥(贡献率为16％～34％)成为了最主要的污染源.降雨造成的污染源变化具有空间差异性,下游区(农业区)化肥和土壤有机氮贡献率的增加较中上游区更加明显.④下游区存在较强的反硝化作用,且低降雨条件下更容易发生硝化和反硝化.     

复杂地基重力坝深层抗滑稳定非线性有限元分析

重力坝的深层抗滑稳定是保证大坝安全的一个重要条件。针对《混凝土重力坝设计规范》(DL5 10 8—1999)中关于复杂地基重力坝的稳定性需进行有限元分析的新规定,笔者结合某重力坝稳定问题实例,用非线性有限元方法进行了分析计算,并与刚体极限平衡法及结构可靠度分析方法的成果进行了对比。对有限元法的适用性,岩体侧面阻滑力的影响及抗滑稳定安全度的表达方法等问题进行了探讨     

泸沽湖沉积物α纤维素的提取及其稳定碳同位素研究初探

湖泊沉积是环境气候变化的敏感指示器 ,在沉积过程中有机大分子α纤维素不易发生降解 ,其碳链上的C、H、O原子也不会与外界发生交换 ,故沉积物α纤维素的碳同位素能真实地反映原始环境信息。湖泊沉积物中的α纤维素含量少 ,笔者经过反复条件试验 ,得出了从湖泊沉积物提取α纤维素的简便可行的方法。泸沽湖是云贵高原上一半封闭湖泊 ,湖区人为活动干扰较微弱 ,该湖对环境变化敏感。笔者提取了泸沽湖沉积物柱的α纤维素 ,并研究了其碳同位素 ,结果表明 ,α纤维素碳同位素灵敏、精确地反映了该湖一百年来的环境信息 :泸沽湖沉积物有机质以内生为主 ;气候变化趋势为冷—暖—冷—暖。     

长三角城郊冬夏PM2.5中铵盐的形成过程及来源解析

气溶胶铵盐(p-NH⁺₄)作为大气气溶胶细颗粒物(PM_2.5)中主要的二次无机气溶胶(SIAs)污染物,在灰霾形成过程中起重要作用.然而对于大气中NH_x(p-NH⁺₄和NH₃)各潜在来源的贡献仍存在争议.分别于2015年冬季和夏季在苏州东山半岛采集了3 h高频大气气溶胶PM_2.5样品,测定总氮(TN)和p-NH⁺₄的质量浓度及其δ¹⁵N同位素比值,并结合贝叶斯模型(SIAR)模拟,定量解析了PM_2.5中铵盐的生成过程和来源.结果表明,在冬夏两季SO₄^2-、 NO^-₃和NH⁺₄均为主要的水溶性离子,占比总和超过70%.PM_2.5、 TN和p-NH⁺     

沉湖130年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义

通过对2020年沉湖湖心采集的73cm长沉积柱(CH-01)中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ¹³C_org)和氮同位素(δ¹⁵N)指标的分析,并结合年代测定(²¹⁰Pb、¹³⁷Cs比活度测试)结果,分析了130多年来沉湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程.结果表明:沉湖沉积物平均沉积速率为0.52cm/a,呈缓慢增大趋势.TOC、TN含量变化范围分别为0.89%～3.65%和0.04%～0.20%,δ¹³C、δ¹⁵N值变化范围分别为-29.34‰～-26.13‰和1.67‰～5.48‰,TOC、TN在38～26cm的快速上升对应于1970～1990年沉湖周边人口增长和湖泊改造工程频繁期.沉积物中有机质为混合来源,主要为土壤有机质、陆生C3植物和水生维管束植物.其中土壤有机质和陆生C3植物的贡献较大,1980年后由于人类活动导致湖泊水动力减弱,湿地内水生维管束植物对沉积物有机质的贡献率增大....     

植物源挥发性有机物采样和分析方法研究进展

植物源挥发性有机物(BVOCs)排放量约占全球总VOCs排放的90%,其排放易受环境因子(温度、光照、土壤水分、饱和水汽压差、风速、风向、O₃和CO₂浓度等)的影响,对采样和分析要求极高,而BVOCs样品的精准采集与分析是获取BVOCs排放因子的基础。该文综述了国内外BVOCs采样和分析方法,根据采样系统是否能控制或模拟环境因子(温度、湿度、光照强度、空气湍流、二氧化碳浓度等),对采样叶室的适用性进行了分析。其中光合仪-动态封闭系统可精准控制温度、光照强度、二氧化碳浓度,易使空气形成自然交换且便于外场测量,适用于大多数植物BVOCs排放测量。依托高塔、系留球、飞机等开展测量的开放式采样系统适用于外场的长期观测。PTR-MS、PTR-TOF-MS、Vocus-PTR-TOF等在线分析系统逐步得到应用。微型传感器已应用于BVOCs的快速检测,碳同位素分析法已应用于BVOCs合成转化过程中组分的探究。对采样和分析系统发展的研究,将为精准获取BVOCs排放因子并评估其环境效应提供依据。     

无熟料矿渣水泥用于砖混类再生水稳材料研究

通过与天然石灰岩集料对比,分析了砖混类再生集料的各项物理特性,并研制无熟料矿渣水泥用于该再生水稳材料。实验结果表明:砖混类集料用于水稳材料具有高压碎值、高最佳含水量等不利特性,以其代替天然集料制备水稳材料抗压强度下降,干缩风险增大。利用无熟料矿渣水泥作为无机结合料时,以其制备的水泥稳定碎石的7天抗压强度及相应的水泥掺量均能满足高等级公路基层的要求。该水泥具有微膨胀和抗硫酸盐腐蚀特性,且廉价易得,应用于道路基层时可望大量利用工业废渣作集料,经济与社会价值兼备。     

基于铅稳定同位素的骆马湖沉积物重金属铅来源解析

骆马湖作为南水北调东线工程重要的调蓄湖泊和水源地,其水环境安全对于江苏北部乃至南水北调东线工程的影响深远。通过对骆马湖湖区及入湖河段表层沉积物、湖周地区环境中潜在污染源土壤的Pb浓度和Pb同位素组成进行分析,评估Pb的空间分布;利用富集系数法进行Pb生态风险评价,结合二元线性混合模型进行湖区表层沉积物Pb来源解析,并计算各污染源的相对贡献率。结果表明：骆马湖表层沉积物中Pb浓度为8.09~27.97 mg/kg,平均值为20.94 mg/kg,Pb污染程度为清洁~轻度富集,表层沉积物Pb污染主要集中在东部和北部湖区;表层沉积物Pb同位素中²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb与²⁰⁸Pb/(²⁰⁶Pb+²⁰⁷Pb)（丰度之比）分别为1.170~1.249和1.125~1.131,Pb污染主要来源于老沂河和以渔业养殖为主的农业污染的直接排放,农业源的相对贡献率为46.71%。为防控骆马湖水环境中Pb的污染风险,需加强对渔业养殖的规范化管理和入湖河流的污染管控。

     

太原市PM10及其污染源中碳的同位素组成

通过采集太原市PM10及其主要源(煤烟尘、机动车尾气尘、土壤风沙尘)样品,结合离线分步加热氧化法和同位素质谱仪测定了颗粒物中有机碳(OC),元素碳(EC)和总碳(TC)的同位素组成, 并探讨了太原市PM10中碳的来源.结果表明,太原市冬季、春季PM10中OC、EC和TC的碳同位素组成分别是-34.7‰、-23.5‰、-23.9‰和-30.5‰、-23.1‰、-23.9‰; 煤烟尘中OC、EC和TC的碳同位素组成分别是-26.5‰、-23.2‰、-23.6‰,土壤风沙尘分别为-24.6‰、-14.1‰、-17.3‰,汽油车和柴油车尾气尘分别为-27.7‰、-25.5‰、-27.0‰和-25.7‰、-24.3‰、-24.8‰. EC和TC的同位素组成是区分土壤风沙尘较好的标识指标,TC的同位素组成是汽油车尾气尘较好的标识指标;利用二元复合计算公式结果显示土壤风沙尘中OC、EC占TC的百分含量分别为30%、70%;煤烟尘中OC、EC占TC的百分含量分别为11%、89%;汽油车尾气尘中OC、EC占TC的百分含量分别为78%、22%,柴油车尾气尘中OC、EC占TC的百分含量分别为36%、64%;太原市PM10中的TC和EC主要来源于煤烟尘,OC少部分来源于机动车尾气排放,另外还有其他的重要贡献源.     

良性发展论:可持续发展超越与丰富探析之二——良性发展目标的辨析及图解

本文在“良性发展论 :可持续发展超越与丰富”一文基础上 ,对良性发展的五大战略目标的指代及相互关系进行了讨论 ,并对其一一作了图解分析。