不同生物覆盖层厚度对甲烷氧化的影响研究

利用和强化垃圾填埋场生物覆盖层的甲烷氧化能力是控制垃圾填埋场温室气体排放的一种经济和有效的手段。以陶粒和堆肥复合基质生物覆盖层为研究对象,采用实验室模拟柱试验方法对不同厚度(30～80 cm)生物覆盖层的甲烷氧化行为进行为期4个月的研究。试验结果表明,不同厚度生物覆盖层的甲烷氧化速率以30 cm厚度最佳;生物覆盖层氧气的空间分布与柱中甲烷氧化活动有显著的交互影响;以碳同位素(δ13C)测得80 cm生物覆盖层中甲烷的氧化率为41.73%。     

土壤中锑源解析方法探讨

综述了近几年国内外文献对城市土壤中锑的主要来源以及锑在土壤中迁移转化过程发生的形态变化,并对目前常用的重金属来源分析方法包括稳定同位素示踪法和化学形态分析法等方法进行分析比较.锑已被广泛应用于阻燃剂、催化剂以及合金等的生产,含锑产品在生产和使用过程中释放,汇入土壤.由于锑的潜在毒性和风险,锑越来越被人关注,对土壤中锑来...     

基于多种方法的区域农业土壤重金属污染成因分析研究

土壤重金属污染问题日益突出,分析土壤重金属污染成因与来源对污染预防及风险管控具有重要的指导意义。选择珠江三角洲地区某农业土壤集中分布区域,综合采用相关分析、土壤剖面元素分布、同位素比值、主成分分析和正定矩阵因子分析等多种方法,开展了土壤重金属污染特征分析与源解析。结果表明,研究区表层土壤累积程度最高的重金属为Hg,其次为Cd和Zn,其平均含量分别为珠江三角洲区域土壤背景值的3.22、1.29和1.09倍,As、Pb、Cr、Ni、和Cu平均含量均低于区域背景值。土壤中Hg含量仅与Pb呈极显著正相关,两者呈现较强的同源性,在高含量分布区土壤剖面垂直方向的表层聚集特征明显,呈外源输入为主的特征。主成分分析与稳定性同位素比值法相结合能够进一步对研究区的主要污染元素Hg与Pb进行来源识别,土壤中Hg和Pb的累积与工业、交通等人为活动输入高度相关。采用正定矩阵因子分析法对重金属来源进行定量解析,结果表明,研究区土壤中Hg和Pb的累积主要来自于工业生产活动等人为源;土壤Cr和Ni主要为自然地质背景来源;Cd、Cu、Zn和As除自然地质背景来源外,还受到流域上游物质迁移沉积作用的影响。综合采用多种源解...     

海相沉积岩铁同位素体系及其古环境指示

铁(Fe)作为主要造岩元素及生命必需元素,广泛参与地球表层圈层所涉及的物理、化学和生物作用,在调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环过程扮演重要角色.Fe同位素作为较早开发的非传统稳定同位素体系,目前已成为示踪生物地球化学循环过程及古海洋环境演变的有效手段.本文在对全球海洋Fe循环和表生地质过程Fe同位素分馏机理...     

燃烧源与沙尘颗粒物中铁的同位素组成

铁是生命必需的微量营养元素之一,可有效促进海洋的初级生产力.大气沉降被认为是开阔海域生物有效铁最主要的来源,而燃烧源与沙尘颗粒物对其贡献的大小,目前还并不清楚.铁同位素技术的发展为大气及海洋环境中铁元素溯源提供了新的技术路径.由于其在大气及海洋环境领域的应用还十分有限,目前对不同来源颗粒物的铁同位素组成的认知也比较有限...     

华南地区典型花岗岩海岛地下水资源综合评价

海岛水资源供需矛盾日益显著。综合运用地球物理勘探、水文地质钻探及同位素示踪分析对广东省珠海市万山岛的推船湾库区开展地下水资源可调蓄性和可再生性评价工作。通过高密度电阻率法和水文地质钻探法揭示库区地层结构,发现松散沉积物含水层在空间上分布不连续,与裂隙含水层共同构成该区地下水主要含水层,基岩层构成隔水底板;松散沉积含水层的渗透系数为8.30×10-3 cm/s,给水度为0.32;裂隙含水层的渗透系数为2.52×10-5 cm/s,给水度为0.10;推船湾库区含水层的地下水储存量约为14873 m3,储水空间较大。利用同位素示踪确定降水是地下水的主要来源,通过径流分割确定地下水补给量为145065 m3/a,地下水更新周期约为37 d,表明库区地下水补给条件较好,具有可再生性。研究结果为解决花岗岩海岛地下水资源勘探和管理提供了技术参考。     

典型排放源黑碳的稳定碳同位素组成研究

采集了我国主要的黑碳排放源(生物质燃烧、民用燃煤和机动车尾气)的烟尘样品,分析烟尘中黑碳(BC)和总碳(TC)与原始燃料的稳定碳同位素组成(δ13C),对比各种δ13C值之间的关联性,评估运用δ13C技术进行BC源解析的潜力.结果表明:①3种典型排放源烟尘样品的δ13CBC与燃料有较好的一致性,且不同排放源的δ13CBC变化范围之间有比较明显的差别:生物质燃料除玉米秸(C4植物,δ13CBC为-13.62‰)显著不同外,C3植物的δ13CBC平均值为-26.49‰±1.17‰;烟煤的平均值为-23.46‰±0.37‰;机动车尾气(包括柴油车和汽油车)的平均值为-25.17‰±0.40‰.②各种排放源的BC形成过程存在程度各异的碳同位素分馏,C4植物(玉米秸)燃烧过程分馏作用较明显(BC的δ13C相对燃料负偏1.62‰),而C3植物和民用煤燃烧过程的分馏较小(分别正偏0.63‰和0.52‰).③BC的纯化手段(CTO-375方法)对生物质烟尘的δ13C有一定的影响(BC和TC的δ13C相差约为0.50‰),对化石燃料烟尘没有影响.上述典型排放源的δ13C数据库可为BC源解析提供依据.     

植被恢复中坡地土壤颗粒有机碳分布特征和δ~(13)C值组成

以喀斯特地区植被恢复过程中典型坡地为研究对象,对坡地各个地形剖面土壤及土壤不同粒径组分中有机碳含量和有机质稳定碳同位素(δ13C值)组成进行了分析.结果显示:坡地土壤有机碳含量向下坡方向逐渐降低,上坡位两个剖面土壤砂粒(50～2000 um)中有机碳含量占50%以上,处于不稳定状态;易受到侵蚀作用破坏;而下坡位两个剖面中有机碳主要储存在粉粒(2～50um)和粘粒(<2um)土壤中,属于高度腐殖化的稳定有机碳.土壤有机质的δ13C值是评估SOC周转的一个良好指标,因粒径组成、剖面深度.植被和成土环境而不同.坡地各个土壤剖面中δ13C值的组成差异,较好地反映作物残体输入和土壤累积特征;输入土壤中的植物有机体由于分解程度不同而储存在不同粒径土壤中,因此各粒径中δ13C值对土层中有机质的储存和变化趋势具有较好的指示作用.     

福建省兴化湾大气沉降中重金属的测定

于2004年7月至2005年6月期间分季度对福建省兴化湾大气沉降颗粒物进行采集和分析,并对10种元素的沉降通量(mg·m-2·a-1)进行了计算,其中,Cd:0.08±0.01;Cr:11.63±7.82;Cu:2.72±0.99;Ni:7.81±1.18;Pb:3.83±1.96;Zn:14.39±6.58.结果表明, 兴化湾大气沉降中重金属的污染状况相对较好.铅同位素研究表明,人们的生产活动可能是大气沉降中Pb污染的主要来源.通过对元素富集因子的计算说明大气沉降中Cd,Pb,Zn,Cr和Ni主要为人为来源.     

石笋灰度和同位素对末次冰期气候事件的响应

对石笋多指标的研究有利于全面理解季风气候事件的变化特征和机制。以湖北永兴洞YX55石笋为研究对象,通过高精度U/Th定年和多指标分析重建了65～35 ka B.P.石笋灰度和稳定同位素的变化序列。在65～40 ka B.P.时段,石笋灰度、δ13C与δ18O都呈现出数个千年至亚千年尺度的变化,但δ13C变化幅度比δ18O小得多。这说明灰度和δ13C这类代表局域气候的指标,都响应于δ18O指示的Heinrich(H)事件和Dansgaard-Oeschger(DO)旋回,但响应的程度各不相同。H4期间,石笋δ13C和灰度呈现不一致变化:δ13C不像在其他H事件一样小幅振荡,而是大幅正偏(相当于其他H事件2～3倍);灰度则显示出和DO旋回一致的特征。这种δ13C/灰度与δ18O异常响应关系可能的机制是:H4期间季风强度急剧减弱,使得洞穴上覆土壤覆盖率大幅降低,从而削弱或阻止了土壤—岩溶系统的过滤能力,使石笋中杂质含量异常增加。