燃煤过程硫同位素分馏效应及其环境意义

世界范围内燃煤而释放的二氧化硫气体和颗粒物,严重地扰动了硫的全球环境地球化学循环,是导致全球性大气污染和酸沉降的重要原因.为定量地评估人为活动释放硫和天然生物成因硫对全球环境质量的相对影响,稳定硫同位素示踪技术是一新的发展方向.     

水镁石-水体系氢同位素分馏系数的低温实验研究

分别以氯化镁和氮化镁作为起始物料，在低温（25～90℃）溶液中采用化学方法合成水镁石．然后分别测定水镁石和水的氢同位素组成，得到水镁石-水体系的氢同位素分馏方程为：103lna=－4．88×106／T2－22．54。由于矿物-水体系氢同位素分馏的压力效应，本研究通过大气压力下的实验得到的分馏系数值，系统地低于根据高温（510～100℃）高压（100～103MPa）热液交换实验结果向低温方向外推获得的分馏系数值。与已知的其它含羟基矿物-水体系低温氢同位素分馏曲线比较的结果表明，在热力学平衡条件下，水镁石相对于高岭石和伊利石／蒙脱石亏损D，但相对于外铁矿富集D。因此，合羟基矿物存在如下D富集顺序：Al－OH＞Mg－OH＞Fe－OH。     

农业废弃物对土壤中N_2O、CO_2释放和土壤氮素转化及pH的影响

用一种丹麦农业土壤作为供试材料，在室内培养条件下探讨了施用４种常见农业废弃物（猪粪泥浆、牛粪泥浆、黑麦秸秆、小麦秸秆）对土壤中Ｎ_２Ｏ、ＣＯ_２释放和土壤氮素转化及ｐＨ的影响。试验结果表明，施用４种农业废物均会明显增加Ｎ_２Ｏ、ＣＯ_２释放量。培养２周后，土壤中Ｎ_２Ｏ的释放量分别为：猪粪＞牛粪＞黑麦秸秆＞小麦秸秆；ＣＯ_２的释放量为：黑麦秸秆＞小麦秸秆＞牛粪＞猪粪。施用４种农业废物均会显著促进ＮＯ_３－Ｎ的转化和ＮＨ_４－Ｎ、ＮＯ_２－Ｎ的累积。施用４种废物均会改变土壤ｐＨ，其中施用秸秆的２个处理中ｐＨ显著降低，但施用牲畜粪便的２个处理中ｐＨ则稍微升高。     

上海郊区稻田氮素流失研究

通过测坑和大田小区试验，研究了上海郊区稻田氮素排水流失和渗漏流失的特征、相关因素和流失负荷。结果表明，稻田综合排水TN为6.55mg／L，流失负荷为16．68kg／hm^2，以铵态氮为主，稻田氮素的排水流失负荷为16．68kg／hm^2。稻田渗漏水氮浓度与前茬作物有关，草莓和蔬菜高，麦茬低，TN为5．73mg／L，渗漏负荷为22．92kg／hm^2，其中硝态氮占50％左右。稻田氮素总流失负荷占稻季化肥用量的13．23％。测坑和大田试验都证明，施用有机肥可较多地减少稻田氮素流失量。     

酒糟生物炭短期施用对贵州黄壤氮素有效性及细菌群落结构多样性的影响

为实现酱香型酒糟资源化综合利用和黄壤氮素有效性提升,采取田间培养试验,通过设置5个生物炭施用量0%（MB₀）、0.5%（MB_0.5）、1.0%（MB_1.0）、2.0%（MB_2.0）和4.0%（MB_4.0）,研究酒糟生物炭短期施用对贵州黄壤氮素有效性及细菌群落结构多样性的影响.结果表明,施用酒糟生物炭使土壤全氮（TN）和硝态氮（NN）含量分别提高35.79%~365.26%和122.96%~171.80%,微生物量氮（MBN）含量降低34.10%~59.95%,且随着生物炭施用量的增加,铵态氮/全氮（AN/TN）、硝态氮/全氮（NN/TN）和微生物量氮/全氮（MBN/TN）呈现出降低趋势.施用酒糟生物炭显著降低了土壤细菌OTU数量、群落丰富度和多样性,且随酒糟生物炭施用量的增加,该影响程度随之增加.与未施用酒糟生物炭MB₀处理相比,酒糟生物炭的施用显著改变土壤细菌群落结构,随着生物炭施用量的增加,拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度提高了1.76~2.11倍,而酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、浮霉菌门（Planctomycetes）、装甲菌门（Armatimonadetes）、奇古菌门（Thaumarchaeota）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度均出现不同程度的降低,均以MB_4.0处理降幅最为显著.同时,酒糟生物炭的施用还增加了一些土壤功能细菌的相对丰度,如链霉菌属（Streptomyces）、极小单胞菌属（Pusillimonas）等,降低了溶杆菌属（Lysobacter）和芽孢杆菌属（Gemmatimonas）等优势菌属的相对丰度.此外,冗余分析（RDA）结果显示,MBN/TN、NN和MBN是引起土壤细菌群落结构变化的主要氮素环境因子,而且MBN/TN、MBN与奇古菌门（Thaumarchaeota）和硝化螺旋菌属（Nitrospira）均呈显著正相关性,说明短期内酒糟生物炭的施用可以显著降低氨氧化古菌和硝化细菌的丰度,抑制土壤氨氧化作用和硝化速率,提高土壤氮素有效性.综上所述,短期内施用酒糟生物炭可以提高黄壤氮素养分,改变土壤细菌群落结构和多样性,并可以通过抑制土壤氨氧化作用和硝化作用有效阻控土壤氮素淋溶发生的风险,提高土壤氮素有效性.     

洱海流域乡镇尺度上人类活动对净氮输入量的影响

人类活动引起的氮素过量输入已经成为引起水体富营养化及其他生态危害的主要原因.为了研究人类活动对流域氮素的影响,本文基于洱海流域16个乡镇行政单元的统计数据,考虑流动人口的影响,利用NANI模型估算洱海流域乡镇尺度的人类活动净氮输入量(net anthropogenic nitrogen inputs,NANI).结果表明,2014年洱海流域NANI总量为29.81×10~3t,单位面积输入强度(以氮计)为10 986 kg·(km~2·a)-1,显著高于我国平均水平.当地旅游人口带入的食品氮输入为0.26×10~3t,占到了流域居民食品氮输入的8%.从氮素的输入量的构成来看,肥料输入是最大的贡献源,占到了流域净氮输入的47%,其次为食品饲料的净氮输入.在空间分布上,乡镇单元的NANI分布呈现明显区域化特征,从流域整体上看呈现北高南低的特点.耕地或人口集中的乡镇NANI强度偏高,洱海流域具有较大的氮素污染风险.     

生物炭配施缓控释肥对稻田田面水氮素动态变化及径流流失的影响

在太湖流域,通过田间试验研究了控释肥(CRF)、生物炭配施控释肥(BC+CRF)、生物炭配施稳定性肥(BC+SF)、生物炭配施控释肥和稳定性肥(BC+CRF+SF)4种施肥处理对稻田田面水p H、氮素动态变化、氮素径流流失的影响.结果表明,田面水平均p H介于5.64~8.15,生物炭配施控释肥和稳定性肥田面水p H降低3.16%~4.48%.田面水平均全氮(TN)质量浓度介于19.05~25.23 mg·L~(-1),生物炭配施控释肥和稳定性肥田面水TN质量浓度显著降低4.75%~6.58%.田面水无机氮素以铵态氮(NH_4~+-N)为主,NH_4~+-N和硝态氮(NO_3~--N)平均质量浓度分别介于0.01~17.26 mg·L~(-1)和0.24~3.11mg·L~(-1).与单施控释肥相比,各处理田面水NH_4~+-N和NO_3~--N质量浓度分别显著降低35.89%~48.78%和20.54%~37.01%.生物炭配施稳定性肥显著降低了田面水NH_4~+-N和NO_3~--N质量浓度,有效减少无机氮素径流流失风险.TN、NH_4~+-N、NO_3~--N径流流失量分别介于16.24~18.09、1.76~2.22、0.76~1.38 kg·hm~(-2).与单施控释肥相比,各处理TN、NH_4~+-N、NO_3~--N径流流失均有不同程度削减.生物炭配施控释肥和稳定性肥显著削减了氮素径流流失,有效降低区域稻田氮素面源污染风险.     

地幔流体的稳定同位素地球化学综述

总结了 2 0年来国内外学者对地幔流体研究的成果和认识。主要包括地幔流体的性质和组成 ;地幔流体中同位素的含量、组成和赋存形式 ;同位素分馏和地幔脱气等作用对地幔组分的影响等。在不同地区和不同构造环境条件的地幔流体中 ,各种组分含量和同位素组成变化可以很大 ,从一个侧面指示地幔组分的不均一性 ,反映了不同地幔物质的形成历程不同或来自不同的地幔源区。此外 ,还讨论了目前存在的几个疑点     

水陆交错带土壤氮素空间分异规律研究——以月亮泡水陆交错带为例

研究了氮素在水陆交错带的水平和垂直分异规律。结果表明表层土壤氮素水平分异显著高于下层（NH4^ －N除外）且随水分梯度分异；表层土壤各形态氮素含量基本上呈由近水体向高岗地带递减的分异趋势；但下层土壤氮素分异因形态不同而异，NO3^-－N含量由中间带向两侧递减，NH4^＋－N变异方向则与表层变异相反，K－N、OR－N与TN分异趋势相似且与表层变异一致；NO3^-－N因具有迁移性和易淋失性而使其空间分异最为显著；NH4^ －N较稳定，易被土壤胶体所吸附不易向下淋失，空间分异程度最小；K－N、OR－N与TN垂直分异趋势也具相似性；水陆交错带湿地土壤中的氮素含量与SOM和TP密切相关，而pH值对氮素分异的影响则不太显著。     

气候变化情景下青山湖流域的氮负荷时空分布预测研究

针对目前流域非点源污染,特别是不断增加的氮污染负荷问题,文章利用SWAT模型,将青山湖流域划分为46个亚流域、189个HRU,并使用2005-2011年的日尺度实测流量与主要降雨月份2011年7-8月的日尺度实测氮素浓度对模型参数进行率定,构建了青山湖流域氮素面源污染估算模型。利用所建模型,在气候变化情景下预测2030年氮负荷的时空分布特征,结果表明:(1)时间上,未来年均径流量提高了12.43%,且氮素流失的月变化特征明显,以NO_3~--N为主要流失形式,流失量主要集中在7-9月,占年总流失量的比例为52.67%;(2)空间上,氮素流失依然主要集中在流域中部和东南部农田比例较高的子流域。流域西北部的自然林地区的氮素流失负荷虽然保持较低的NO_3~--N流失量,但会有一个相对比较大的增幅,增幅量为13.5%。