三峡库区消落带土壤溶解性有机质溯源:基于氮/碳比值的线性双端元源负荷分析

土壤溶解性有机质(soil DOM)作为陆地系统天然有机质的重要组成部分,以其活跃的生物地球化学性质,在污染物的环境行为中扮演着极其重要的作用.而了解其来源和结构组成是进一步明确其"结构-反应活性"的关键和前提.本文以三峡库区消落带土壤DOM为研究对象,基于传统氮/碳比值(N/C)及衍生的双端元源负荷模型,讨论该溯源方法在分子水平上的合理性;同时采用光漂白试验,进一步讨论各样本反应活性与其源负荷的相关性.结果表明,N/C值和双端元线性混合模型值均表明土壤DOM具有"陆源"和"内源"的双重特性——这与其他高级分析技术溯源结果基本一致.这种传统溯源分析结果在分子水平上具有合理性,但仅仅反映DOM结构和来源在特定面相上的信息,只能证明库区土壤DOM属于"混合型来源",却无法提供分辨率更高的特定组分来源信息.另外,N/C元素比值及源负荷分别和光漂白动力学过程极显著相关,因此可作为较方便的指标,快速简单判断DOM的光化学反应活性.但在关注DOM本身生物地球化学的研究工作中,仍建议使用多重方法的比较分析,以便于提高单一解析方法的分辨率.     

地下水水源地保护区划分发展历程及方案、方法研究

介绍了国内外地下水水源地保护区建设的发展进程;综述了世界各国地下水水源地保护区区界的界定;同时阐述了目前国内外地下水水源地保护区划分的主要方法,重点剖析了经验法、计算半径法、矫正形状法、解析法、水文地质划分法和数值模拟法的特点和适用条件,并给出了各种方法所需要的数据资料;指出了地下水水源地保护区划分方法的发展趋势和研究方向.     

垃圾渗滤液污染含水层不同氧化还原带沉积物的pH缓冲能力

通过砂柱模拟实验研究含水层沉积物的pH缓冲能力及其在不同氧化还原带中的变化.结果表明,pH缓冲容量的本底值为324.93.pH-1mmol/kg,其中阳离子交换缓冲容量、碳酸钙缓冲容量、硅酸盐缓冲容量和次级缓冲容量的本底值分别为41.77.pH-1、86.53.pH-1、47.33.pH-1和149.31.pH-1mmol/kg.产甲烷带/硫酸盐还原带(MGZ/SRZ)、铁还原带(IRZ)、硝酸盐还原带(NRZ)和氧还原带(ORZ)中总的pH缓冲容量相对于本底值依次分别增加了12.4%、10.8%、19.8%和11.1%;各氧化还原带沉积物中的交换性阳离子(CEC)和交换性盐基离子(BEC)均小于本底值的11.59.pH-1和8.52.pH-1mmol/kg,各氧化还原带沉积物的盐基饱和度先升高后降低,都高于本底值的63.47%.因此,含水层沉积物有较强的pH缓冲能力.对垃圾渗滤液污染含水层不同氧化还原带沉积物pH缓冲能力的研究可为污染场地的修复提供理论依据.     

呼和浩特市不同功能区土壤重金属污染特征及评价

选择呼和浩特市居民区、科教区、城市公园、商业区、道路、工业区和开发区为研究对象,共采集62个样品.通过分析不同功能区土壤重金属含量,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价重金属污染程度,主成分分析重金属污染的成因和来源,旨在为防治城市土壤重金属污染提供理论依据.呼和浩特市不同功能区土壤7种重金属的含量表明,其中5种重金属的平均含量均超过内蒙古自治区土壤背景值,重金属Cu和Zn含量分别达到背景值的2.33倍和1.85倍;单因子污染指数评价表明,不同功能区土壤存在不同程度重金属的污染,重金属Cu在商业区呈重度污染.不同重金属元素平均污染程度为:Cu>Zn>Cr>Mn>As>Ni>Pb;内梅罗综合污染指数评价表明,商业区污染最严重,呈重污染程度;其次是道路,污染水平为中度污染;科教区和城市公园污染程度最轻.不同功能区土壤重金属的综合污染指数大小为:商业区(3.03)>城市道路(2.12)>居民区(1.98)>科教区(1.81)>工业区(1.72)>开发区(1.36)>城市公园(1.28);主成分分析表明,呼和浩特市土壤不同重金属来源存在差异,其中Cr、Cu、Mn、Pb和Zn主要来自交通污染源和生活废弃物的堆放,Ni和As目前仍然主要受自然因素控制,来源于自然源.呼和浩特市土壤重金属的污染已经对城市生态系统的健康发展构成了一定程度的威胁.     

Effects of seascape connectivity on reserve performance along exposed coastlines

Seascape connectivity (landscape connectivity in the sea) can modify reserve performance in low-energy marine ecosystems (e.g., coral reefs, mangroves, and seagrass), but it is not clear whether similar spatial linkages also shape reserve effectiveness on high-energy, exposed coastlines. We used the surf zones of ocean beaches in eastern Australia as a model system to test how seascape connectivity and reserve attributes combine to shape conservation outcomes. Spatial patterns in fish assemblages were measured using baited remote underwater video stations in 12 marine reserves and 15 fished beaches across 2000 km of exposed coastline. Reserve performance was shaped by both the characteristics of reserves and the spatial properties of the coastal seascapes in which reserves were embedded. Number of fish species and abundance of harvested fishes were highest in surf-zone reserves that encompassed >1.5 km of the surf zone; were located < 100 m to rocky headlands; and included pocket beaches in a heterogeneous seascape. Conservation outcomes for exposed coastlines may, therefore, be enhanced by prioritizing sufficiently large areas of seascapes that are strongly linked to abutting complementary habitats. Our findings have broader implications for coastal conservation planning. Empirical data to describe how the ecological features of high-energy shorelines influence conservation outcomes are lacking, and we suggest that seascape connectivity may have similar ecological effects on reserve performance on both sheltered and exposed coastlines.     

Hot Spots and Hot Moments in Riparian Zones: Potential for Improved Water Quality Management1

Vidon, Philippe, Craig Allan, Douglas Burns, Tim P. Duval, Noel Gurwick, Shreeram Inamdar, Richard Lowrance, Judy Okay, Durelle Scott, and Steve Sebestyen, 2010. Hot Spots and Hot Moments in Riparian Zones: Potential for Improved Water Quality Management. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 46(2):278-298. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2010.00420.x Abstract: Biogeochemical and hydrological processes in riparian zones regulate contaminant movement to receiving waters and often mitigate the impact of upland sources of contaminants on water quality. These heterogeneous processes have recently been conceptualized as “hot spots and moments” of retention, degradation, or production. Nevertheless, studies investigating the importance of hot phenomena (spots and moments) in riparian zones have thus far largely focused on nitrogen (N) despite compelling evidence that a variety of elements, chemicals, and particulate contaminant cycles are subject to the influence of both biogeochemical and transport hot spots and moments. In addition to N, this review summarizes current knowledge for phosphorus, organic matter, pesticides, and mercury across riparian zones, identifies variables controlling the occurrence and magnitude of hot phenomena in riparian zones for these contaminants, and discusses the implications for riparian zone management of recognizing the importance of hot phenomena in annual solute budgets at the watershed scale. Examples are presented to show that biogeochemical process-driven hot spots and moments occur along the stream/riparian zone/upland interface for a wide variety of constituents. A basic understanding of the possible co-occurrence of hot spots and moments for a variety of contaminants in riparian systems will increase our understanding of the influence of riparian zones on water quality and guide management strategies to enhance nutrient or pollutant removal at the landscape scale.     

石臼漾湿地冬季有机质的可生化性

在冬季,石臼漾构筑根孔湿地对有机质的去除率不高.若设想这只是一个表观现象,实际上湿地在冬季能够有效地去除水体中难降解有机质,但释放部分易生化的有机物质.为了验证这一假设,研究了冬季石臼漾湿地岸边带和植物床-沟壕系统中有机质可生化性的空间分布.结果表明:湿地内部其有机质可生化性r(BOD₅/COD_Cr)为0.26~0.84,80%数据高于可生化性下限值(0.30),远超过源水(0.0999).经过湿地净化,水体中有机质的性质发生了显著的变化.湿地内部其r(COD_Cr/TOC)比值(0.85~2.57,平均值1.90)远低于源水(5.41),大量的还原性有机物质及部分芳香族类化合物被湿地拦截和持留.这说明即使在冷季,石臼漾湿地仍对源水中的有机质具有较好的去除效果.以人工湿地生态根孔技术为核心的植物床-沟壕系统是整个湿地中水质净化特别是有机质去除的关键区域.     

一种检测污染水体致突变性的快速简便方法

采用鼠伤寒沙门氏菌TA98菌株为测试菌株,二氨基芴为阳性物,通过分析菌液体积分数、S9体积分数、阳性物质量浓度的配比关系,确定了用于污染水体致突变性检测的微量波动法的最佳反应条件.在最佳反应条件下测试TA97、TA100、TA102菌株在河流水样检测中的反应情况,确定了适用于鼠伤寒沙门氏菌系列菌株在污水检测中的反应条件...     

河南省主要粮食作物波动分析

为了减少粮食生产波动给粮食安全带来的不良影响,采用剩余法对改革开放以来河南省主要粮食作物的波动特征进行了分析。结果表明,河南省的粮食总产和三大粮食作物产量在今后一段时间内都将保持增长趋势,粮食产量的增加主要得益于单产的增加,主要粮食作物波动属古典型波动,波动剧烈。河南省粮食总产的波动指数和三大粮食作物产量波动指数的相关性基本相当,说明河南省粮食总产的波动受三大粮食作物的影响基本相等,提出了河南省粮食生产的建议。     

地下水位波动及降水对原油在非均质土层中重分布的影响

为研究原油泄漏后在非均质土层中的重分布过程及影响因素,建立3种不同组合的非均质土层物理模型（编号分别为L-a、L-b、L-c）进行原油泄漏后重分布过程的室内模拟,分别代表局部非渗透性透镜体（浅层泄漏）、大面积弱渗透性粉质亚黏土（内部泄漏）和土层界面（浅层泄漏）存在条件.待原油重力渗透稳定后分别进行升降水位和降水的模拟试验,由PET聚酯膜绘制、CCD相机拍摄和基于CMYK的灰度分析等图像采集和分析法获得平面运移分布图、纵剖面灰度变化图,采用风干法和紫外分光光度法获得采样点含水率和含油率对比图,分析原油泄漏后在非均质土层中的运移规律.结果表明:①在水位波动下,局部非渗透性透镜体和大面积粉质亚黏土弱透水层可有效截获原油,使原油在其左右及上侧大量聚集;3组试验中原油的重分布过程以垂向运移为主,但在粗-细界面和细-粗界面会因油水驱替和毛细压力导致其部分横向运移.②模拟降水时,受到淋滤和水位波动的综合效应,原油油聚区不能在短时间内随水位线移动,体现其滞后性;在模拟降水结束后油聚区大量分布于水位线位置和细-粗界面处;降水对土壤中的原油具一定稀释作用.③L-a和L-c组表层泄漏的原油分布面积（分别为800、538 cm2）较大,采样点含油率极差（分别为6.23%、6.80%）较大;而L-b组内部泄漏的原油分布面积（235 cm2）较小,采样点含油率极差（2.99%）较小.研究显示,地下水位波动及降水对非均质土层中原油的周期性聚集和释放有一定影响,尤其是局部非渗透性透镜体、大面积弱渗透性粉质亚黏土及岩性界面存在土层中影响更大.