多元统计与铅同位素示踪解析旱地垂直剖面土壤中重金属来源

用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了厦门市旱地2个垂直剖面土壤中26种重金属元素的含量,研究了剖面土壤中重金属元素的分布特征,环境风险及污染来源.综合内梅罗综合污染指数法,地质累积指数法和潜在生态危害指数法的评价结果,Cd为厦门市旱地土壤的主要污染因子;土壤重金属污染严重的为50~60 cm深度.多元统计分析结果表明,重金属的主要来源为农业生产活动与自然源,其中主要污染因子Cd来自于农业生产的影响.对垂直剖面土壤的酸可溶相铅同位素组成与厦门市潜在污染源的铅同位素进行对比分析.结果表明,厦门市旱地土壤中,铅主要来源于污泥和土壤母质层.根据剖面土壤在~(206)Pb/~(207)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb图中的分布特征,利用铅同位素二元混合模型计算出P180剖面和P181剖面母质层的贡献率的平均值分别为54.36%和42.88%,污泥的贡献率平均值分别为45.64%和57.12%,表明旱地剖面土壤中铅主要来源为母质层和城市污泥,与多元统计分析结果相一致.     

基于水化学与硫同位素的卡林型金矿区岩溶水文地球化学特征及控制因素

采矿活动通过抽排改变地下水水位和流动条件,促进了地下水与含水层岩石之间的相互作用,同时矿山排水排入地表水系,从而影响整个岩溶水系统的水文地球化学过程.基于水文地球化学和δ³⁴ S同位素,揭示了典型卡林型金矿区及其周边矿山废水、岩溶地下水、地表水等水文地球化学过程、特征及其主要控制因子.结果表明,未受金矿开采活动影响的地下水和地表水的丰、枯水期水化学组分主要受灰岩和白云质灰岩风化作用控制,离子以Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-为主,水化学类型均为Ca-HCO₃型.而矿山废水及其下游受纳水体受碳酸盐和硅酸盐矿物溶蚀与离子交换作用影响,离子以Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺和SO₄^2-为主,水化学类型由Ca-HCO₃型逐步演化为Ca-SO₄型.受矿山开采影响的各类水体中SO₄^2-是特征组分,SO₄^2-浓度在井下呈现从上至下逐渐降低的显著规律.未受矿山废水影响的地下水和地表水δ³⁴ S值偏正,SO₄^2-主要来源于雄黄矿的氧化,而矿山废水及其下游受纳水体δ³⁴ S值偏负,SO₄^2-主要受雄黄矿氧化和大气降水两个端元混合作用的影响,黄铁矿也有一定贡献.同时,各类水体的NO₃^-源于农业化肥施用和农村生活污水直排的输入.     

澜沧江水系氮磷污染及硝酸盐来源解析

有效控制氮磷输入是水质持续改善的关键因素.为识别澜沧江水系水体中氮磷浓度、氮污染物来源及其空间分布特征,在澜沧江流域开展了干流和支流水样的采集,分析流域不同区域水体氮磷浓度,并利用氮氧同位素技术结合稳定同位素SIAR模型,解析了水系不同区域氮素来源及其贡献率.结果表明：①澜沧江水系氮浓度偏低,ρ（TN）分布在0.34~4.18 mg·L^-1之间,从上游至下游有升高趋势;ρ（TP）分布在0.11~2.34 mg·L^-1之间.②澜沧江水系的δ¹⁵ N-NO₃^-和δ¹⁸ O-NO₃^-值分别分布在-5‰~5‰和-16‰~16‰之间,主要落在降雨及肥料和土壤氮范围内,主要存在硝化作用.③澜沧江干流中土壤氮和化学肥料的贡献率分别为37.67%~42.41%和34.22%~38.56%,粪便和生活污水占15.01%~20.79%,大气沉降仅占4.49%~7.32%.中游支流和下游支流中土壤氮的贡献明显高于化学肥料,土壤氮的贡献率达53.97%~61.57%,化学肥料占33.37%~38.30%,而大气沉降、粪便和生活污水的贡献率较低.研究分析了澜沧江水系上、中和下游干流和支流的氮素来源,为该区域的水质管理和污染源治理提供了依据.     

Mercury distribution in the sediments of Ambarlı Port Area,Sea of Marmara (Turkey)

The purpose of this study is to investigate historical and current mercury (Hg) contamination in the surface and core sediments of the Ambarl? Port area. Textural parameters, total organic carbon (TOC), ²¹⁰Pb and total Hg (THg) contents were measured. Mercury contamination of the sediments was assessed on the basis of the enrichment factor (EF), anthropogenic factor (AF), index of geoaccumulation (Igeo) and corresponding sediment quality guidelines. Most surface sediment samples were also non-toxic with mercury concentrations below the effects range-low (ERL) value, but mercury levels at five stations were between ERL and effects range-median (ERM) values, where occasional adverse effects concerning risk analysis are expected. The EF and Igeo analysis showed that there was no significant mercury enrichment and contamination in the core sediment before the 1650s, but values increased from then onwards to 2009 (being especially accelerated in line with port activities from 1989), disclosing a serious ecotoxicological risk to sediment-inhabited marine organisms.     

山东省地下水硝酸盐溯源研究

针对山东全省农村地区进行地下水取样,采用离子交换色层法对地下水NO3--N质量浓度大于10 mg·L-1的地下水样品进行预处理,做溯源研究,同时采集当地植物、化学肥料、人畜粪便、土壤等样品,测定δ15N值,以针对山东地区,对现存的δ15N值数据库进行完善与补充,使本研究更具代表性与准确性。研究结果表明,如以研究区域整体为单位,有35.45%地下水样品的NO3--N来自于粪肥污染,有27.1%的地下水样品是受化肥污染,还有37.45%的地下水样品的NO3--N污染来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。作者还进一步分析了地下水中NO3--N平均质量浓度高于20 mg·L-1的烟台和潍坊,结果表明,烟台地区的地下水NO3--N污染有55.56%来自于粪肥污染,有5.56%来自于化肥污染,有38.88%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;潍坊地区的地下水NO3--N污染有16.13%来自于粪肥污染,有48.39%来自于化肥污染,还有35.48%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。     

西大别山百战坪黄山松径向生长对气候因子的响应

研究基于标准的树轮年代学研究方法（样芯经固定、晾干、打磨、交叉定年、测量和标准化等处理）,首次建立了大别山西部的黄柏山百战坪的黄山松树轮宽度标准年表。研究发现,黄山松宽度年表有较高的信噪比SNR和样本解释总量EPS,表明树轮宽度年表中含有较多的气候信息,适合做树轮气候学研究。树轮宽度年表与气象因子关系的研究结果显示,黄山松树轮宽度与上一年10月、12月及当年的5月至9月的气温（包括月均最高气温、月均温和月均最低气温）呈较高的负相关,且在上一年的12月和当年7月月均最高气温和月均温的限制作用较强,而上一年10月月均温限制作用最大,这表明上一年生长季末和当年生长季中的高温通过对水分的影响限制黄山松的生长。树轮指数与当年2月、4月至7月的月降水及月相对湿度（6月份除外）均呈较高正相关,说明在进入生长期前后充足水分对黄山松生长有促进作用,但当降水或相对湿度过大时（如上年8月与当年6月）对黄山松生长就起到一定的限制作用。本研究结果填补了大别山西段树木年轮研究的空白,为该区域树木年轮气候重建研究提供参考和基础数据,也为黄柏山自然保护区今后的森林培育和森林管理提供了一定的理论依据。     

兰州与江汉平原有机碳同位素的古气候指示意义对比研究

选择以干冷气候为主的兰州和温暖湿润的江汉平原作为研究区域,结合其他多种指标和研究区的岩性特征,对有机碳同位素δ13Corg的古气候指示意义进行了初步探讨。结果表明,在兰州地区,δ13Corg值波动反映C3/C4植物比例的改变,指示温度变化。δ13Corg值偏正时,表明C4植物含量较大,反映温度较高,而δ13Corg值偏负时,表明气候较冷;江汉平原δ13Corg值主要反映降水信息, δ13Corg值偏负时指示相对暖湿气候,δ13Corg值偏正反映气候偏干。δ13Corg等指标同时还揭示了末次盛冰期以来两地古气候类同特征：即12.0 ka BP之前气候相对偏干;在全新世晚期,气候波动中转暖。不同之处表现为：约在12.0~10.0 ka BP,当兰州气候还很干冷时,江汉平原已进入暖湿的冰后期;而在全新世早中期,当兰州气候转为暖湿时,江汉平原气候则表现为略偏干。     

厦门西港近岸沉积物重金属污染历史及源解析

分析厦门西港潮间带柱状沉积物中14种重金属元素(Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Cd、Sb、Tl、Pb、Fe和Hg)的垂向分布特征、污染历史和污染来源.结果表明, 1795年之前,多数重金属元素含量变化趋势较平稳;1795~1849年间,Sc、Cr、Co、Ni、Cu、Sr、Cd、Tl、Pb和Hg含量有明显增加;2001~2011年间,Sc、Cr、Co、Sr、Tl、Pb和Hg含量又有增加趋势.多元统计分析结果表明,沉积柱中重金属元素主要有3大来源:交通和工业活动、自然源、工业和生活污水排放,贡献率分别是72.87%、12.20%和10.99%.柱状沉积物中铅同位素示踪分析表明,铅同位素组成从底层至表层由工业活动及污水排放逐步向机动车尾气排放漂移,厦门西港近岸海域中铅污染主要受交通和工业活动、工业和生活污水排放的影响.     

碳氮氧同位素解析典型岩溶流域地下水中硝酸盐来源与归趋

利用多同位素（C、N和O）和水化学方法解析贵州八步地下河流域水体中硝酸盐（NO₃^-）来源与转化过程,利用SIAR模型定量计算NO₃^-不同输入端的贡献比例.结果表明,研究区地下水NO₃^-污染严重,近38%的地下水样品NO₃^-超过饮用水限值.地下水的δ¹⁵N-NO₃值介于2.3‰~30.33‰,均值9.68‰,δ¹⁸O-NO₃值介于2.65‰~13.73‰,均值6.64‰,δ¹⁸O-H₂O值介于-8.83‰~-7.37‰,均值-8.18‰.同位素组成（δ¹⁵N-NO₃、δ¹⁸O-NO₃和δ¹⁸O-H₂O）指示硝化作用主导着流域内氮素循环.硝化作用产生的硝酸加速了碳酸盐岩溶解,导致地下水中δ¹³C_DIC与δ¹⁵N-NO₃存在显著负相关性（P<0.001）,说明δ¹³C_DIC与δ¹⁵N-NO₃相结合是判断岩溶水中NO₃^-转化的有效手段.地下水和地表水中NO₃^-主要来源于土壤氮、粪肥污水和铵态氮肥料,其对地下水中NO₃^-贡献率分别为36.19%、33.71%和30.1%,对地表水贡献率分别为39.15%、36.08%和24.77%.岩溶流域内污水处理应同时去除污水中的NO₃^-和NH₄⁺,农业区应科学施肥,以有效降低地下水中NO₃^-的补给通量.     

植物吸收土壤有机氮的研究进展

传统的氮循环模式认为,土壤有机氮只有经过微生物分解转化为无机氮(NH₄⁺+NO₃^-)后才能为植物吸收利用。然而,近年来许多研究证实多种陆地植物具有从土壤中获取小分子有机物质(如自由态氨基酸)的能力,对传统的氮循环模式形成巨大的挑战。论文从土壤中氮素的形态、植物吸收有机氮的证据、有机氮吸收的机制、以有机氮为重要氮源的生态系统类型以及根系吸收与分泌有机氮之间的平衡等5个方面进行了综述,分析了当前研究方法的优缺点,针对本领域内核心科学问题,提出了未来植物吸收有机氮的改进方法及研究方向,为进行植物利用有机氮的研究提供方法基础。