巢湖水体漫衰减系数特性及其影响因子分析

根据2009年6月巢湖32个样点的实测数据,分析巢湖水体各组分的吸收、后向散射特性以及水体漫衰减系数光谱特征,并通过Lee模型计算各影响因子对漫衰减系数的贡献率,在此基础上,进一步探讨巢湖水体漫衰减系数与各衰减因子浓度的关系.结果表明,非色素颗粒物、有色可溶性有机物(CDOM)吸收均随着波段增加呈现不断衰减趋势,400...     

渤海湾两条河流及其近岸海域水体中DOM的光谱特征及影响因素

应用三维荧光光谱结合吸收光谱分析,研究了2019年夏季天津市大清河-独流减河水系和河北省黄骅市捷地减河及其河口区水体中溶解有机物（DOM）的空间分布特征、来源及其影响因素。紫外-可见光谱结果表明,研究区水体的SUVA₂₅₄与盐度有显著正相关关系;两条河流的下游水体中S_275-295均值均大于上游和中游。平行因子分析结果表明,两条河流均检测到两种类腐殖质组分C1（240,300/390 nm）和C3（260,335/477 nm）以及一种类蛋白质组分C2（225,275/339 nm）。在大清河-独流减河水系及其近岸海域水体中,这三种组分与盐度呈显著负相关关系,其中由于人为输入（TN和TP含量高,工业排污）影响导致C2与盐度的相关性弱于C1和C3。该水系水体在低盐度时C2的占比高于捷地减河,主要受到工农业废水输入与其支流子牙河汇入的共同影响,而捷地减河主要受农业废污水输入的影响。此外,自然因素（盐度、海水混合）和人为因素（人为输入、筑坝拦截）的不同导致渤海湾两条入海河流中有色溶解有机质（CDOM）的光学特性和混合行为出现显著差异。其中筑坝拦截导致独流减河坝前水体的CDOM平均分子量低于下游水体,并且增强了河口区陆源类腐殖质的去除作用。综上,三维荧光光谱结合平行因子分析能判别河流局部条件的差异对整体CDOM空间分布特征的影响,研究结果可为渤海湾地区河流及河口水体CDOM生物地球化学过程研究提供基础数据。     

三峡库区典型消落带土壤及沉积物中溶解性有机质(DOM)的紫外-可见光谱特征

溶解性有机质(DOM)是陆地生态系统的重要组成部分,在环境地球化学中扮演着重要角色.在测定三峡库区典型消落带土壤及沉积物DOM的紫外-可见光谱基础上,通过特征参数及光谱模型来获取DOM的地化特征和信息.紫外-可见光谱特征参数表明土壤DOM的芳香性、疏水组分及腐殖化程度都明显低于上层沉积物,与高程和土地利用类型无关;而所选择的4种吸收光谱模型中以模型2为最优.同时,不同模型和不同拟合波段均对DOM光谱曲线斜率(S)有影响:S值随波长增加而减小;而不同波段S值相关性存在差异,表明各波段S值仅反映DOM部分信息,而非全部.此外,特征斜率之比(SR)反映出表层沉积物所受降解程度(光漂白或生物降解)小于土壤和往年沉积物,其芳香性更高,分子量更大,参与降解的反应活性也更大;这表明DOM越新鲜,其受到的光照和生物作用相对较小,降解潜力越大.     

土壤施硅对水稻吸收砷的影响

通过盆栽试验研究在2种砷污染土壤中施加硅对水稻幼苗吸收砷的影响.结果表明,施加外源硅没有显著提高幼苗期水稻植株地上部和地下部生物量,也没有显著影响低砷土壤中水稻植株地上部和地下部的磷浓度,却使高砷土壤中水稻植株地上部磷浓度增加18%～39%,但对地下部磷浓度影响不大.同时与不施硅相比,无论是否调节硅酸钾溶液的pH值,施加2种浓度的外源硅均显著降低水稻植株地上部和地下部砷浓度.在低砷土壤中施加2种浓度的外源硅使水稻植株地上部砷浓度降低36%～59%,地下部砷浓度降低15%～37%.在高砷土壤中加硅,地上部砷浓度降低42%～58%,地下部砷浓度降低70%～82%.此结果与水培试验结果相一致,并对可能的机理进行了解释.     

南漪湖上覆水溶解性有机质的光谱特征

为考察南漪湖上覆水中溶解性有机质(DOM)的光谱特征与来源,采用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)与三维荧光光谱(EEMs)为工具,并结合平行因子分析(PARAFAC)、荧光区域积分分析(FRI)、相关性分析、主成分分析与聚类分析对DOM进行定性与定量分析.结果显示,UV-Vis参数a(440)、E₂/E₃、E₃/E₄、S_R表明DOM具有腐殖化特征与自生源特征,且E₂/E₃、E₃/E₄与a(440)呈显著正相关关系(P<0.01,P<0.05),S_R与a(440)无显著相关关系(P>0.05),说明腐殖酸浓度越高则DOM相对分子量越大,但无法依据腐殖酸浓度大小判断DOM来源.根据a(440)计算获得溶解性有机碳(DOC)平均浓度为26.79mg/L,且该湖泊出口附近DOC浓度为10.15mg/L.荧光指数(β:α、FI、BIX、HIX、Fn (280)、Fn (355))显示该湖泊DOM具有腐殖化程度较低及强自生源特征,类蛋白组分(Fn (280))相对浓度的空间分布上由西向东逐渐增大,而腐殖酸类组分(Fn (355))相对浓度峰值出现在入湖口与出湖口.通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类富里酸(C1)、类色氨酸(C2)和类腐殖酸(C3),且C1、C2、C3含量分别占总组分强度21.96%、13.36%、84.21%.FRI法分析显示类蛋白物质所占比例之和(区域I+II)为49.65%,该结果说明水体已受到了人为因素影响.通过相关性分析结果显示,C1、C3与β:α、BIX呈显著负相关系(P<0.001),C2与β:α、BIX、Fn (355)呈正相关系(P<0.001).通过主成分分析与聚类分析,南漪湖上覆水中DOM在16个位点间呈现不同特征,但整体上水体中DOM来源受内源输入影响较为显著,应加强该湖泊内源释放污染物控制与管理.     

新安江水库二氧化碳排放的时空变化特征

新安江水库是我国华东地区最大的水库,面积580 km2,平均深度30 m,水库水体处于中贫营养状态.为了研究新安江水库中CO_2排放的时空变化特征,2014年12月至2015年12月采用静态浮箱法收集水库表面以分子扩散方式排放的CO_2,使用气相色谱仪分析CO_2浓度.结果表明,新安江水库CO_2排放通量从上游入库河流[(120.39±135.41)mg·(m~2·h)~(-1)]至库区主体[(36.65~61.94)mg·(m~2·h)~(-1)]呈下降趋势,而大坝下游河流中CO_2排放通量[(1 535.00±1 447.46)mg·(m~2·h)~(-1)]显著增加,约分别是上游入库河流和库区主体的13倍和25~42倍.但随着与大坝距离增加,大坝下游河流中CO_2排放通量显著下降,如7 km处的CO_2排放通量仅为出库水体处的20%.在库区主体中,CO_2排放通量具有明显的季节变化:CO_2排放通量在秋、冬季时为正值,最大值出现在冬季(12月或1月),说明此时库区表层水体是CO_2排放源;而CO_2排放通量在春、夏季为负值,最小值出现在春季(3、4或5月),说明此时库区表层水体是CO_2吸收汇,这可能与春、夏季时水体中藻类繁殖有关.所以,在调查水库表面CO_2排放时,应对水库的上游入库河流、库区主体和坝下河流进行全面长期的观测,才能避免低估水库中CO_2排放总量.     

Arsenic uptake and transport of Pteris vittata L. as influenced by phosphate and inorganic arsenic species under sand cu｜ture

In order to understand the similarity or difference of inorganic As species uptake and transport related to phosphorus in As-hyperaccumulator, uptake and transport of arsenate (As(Ⅴ)) and arsenite (As(Ⅲ)) were studied using Pteris vittata L. under sand culture. Higher concentrations of phosphate were found to inhibit accumulation of arsenate and arsenite in the fronds of P. vittata. The reduction in As accumulation was greater in old fronds than in young fronds, and relatively weak in root and rhizome. Moderate increases, from 0.05 to 0.3 mmol/L, in phosphate reduced uptake of As(Ⅲ) more than As(Ⅴ), while the reverse was observed at high concentrations of phosphate (≥ 1.0 mmol/L). Phosphate apparently reduced As transport and the proportion of As accumulated in fronds of P. vittata when As was supplied as As(Ⅴ). It may in part be due to competition between phosphorus and As(Ⅴ) during transport. In contrast, phosphate had a much smaller effect on As transport when the As was supplied as As(Ⅲ). Therefore, the results from present experiments indicates that a higher concentration of phosphate suppressed As accumulation and transport in P. vittata, especially in the fronds, when exposure to As(Ⅴ); but the suppression of phosphate to As transport in the root or rhizome may be insignificant when P. vittata when exposure to As(Ⅲ) under sand culture conditions. The finding will help to understand the interaction of P and As during their uptake process in P. vittata.     

蔬菜对大气汞和土壤吸收的研究

通过田间观测和盆栽试验研究了蔬菜富集汞的特性及土壤、大气对蔬菜汞的贡献。对田间 11种蔬菜的研究发现 ,蔬菜根和叶的含汞浓度高于茎和果 ;在自然条件下 ,蔬菜所吸收的汞 60 %以上分布于地上部的可食部分。盆栽试验结果表明 ,在气汞浓度为 5 7.6± 14.7ng· m- 3条件下 ,红萝卜、莴苣叶 (可食部分 )的含汞浓度超过了食品卫生标准 ;气汞、土壤汞对蔬菜汞的贡献率分别为 70 .4～ 90 .7%、9.3～ 2 9.6% ,气汞较土壤汞是蔬菜更为重要的汞源     

4种水生植物根际磷素耗竭效应的比较

利用短期盆栽试验和抖根法研究了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、香蒲(Typha latifolia)、慈姑(Sagittaria sagittifolia)和芦苇(Phragmites communis)4种水牛植物的根际磷素耗竭效应,分析了植物根冠比、根系形态、磷素吸收有效性和磷素利用有妓性等差异,探讨了植物根际磷素耗竭效应的吸收利用调控机制.结果表明,与非根际土壤(有效磷含量为167.53ìg穏-1)相比,喜旱莲子草、香蒲、慈姑和芦苇根际土壤的有效磷含量分别减少至80.17、124.37、155.38和161.75ìg穏-1,水溶性磷含量分别减少了81%、42%、18%和16%.喜旱莲子草根系较小,但磷素吸收有效性高(1.32 mg·m-1),其磷素利用有效件不高(0.34 g·mg-1);香蒲的磷素吸收有效性虽然比喜旱莲子草低许多(0.52 mg·m-1),但其有强大的根系,且磷素利用有效性高(0.64 g·mg-1)、根冠比大(0.35).喜旱莲子草和香蒲耗竭根际磷素的能力高于慈姑和芦苇.     

硒与硫单一及交互作用对小白菜生长及硒生物有效性的影响

用土培盆栽试验研究了硫酸盐、硒酸盐单一及交互作用对小白菜生长及其硒生物有效性的影响.结果表明,单施硒时,适量硒(≤1.0 mg·kg~(-1))能促进小白菜地上部的生长,表现为小白菜株高和地上部干重分别较不施硒对照处理增加了8.4%和22.1%(p0.05),但高剂量硒(≥2.5 mg·kg~(-1))却抑制其生长,小白菜株高和地上部干重分别较对照减少了0.4%、14.2%(2.5 mg·kg~(-1)Se)和15.8%、50.3%(5.0 mg·kg~(-1)Se).小白菜的根系对硒酸盐的胁迫更为敏感,单施硒处理小白菜根长和地下部干重均低于对照处理,且抑制作用随外源硒添加量的增加而增大,外源硒添加量为1.0、2.5、5.0 mg·kg~(-1)处理的小白菜的根长和地下部干重分别较对照下降了20.5%、28.3%、49.4%和29.2%、24.2%、58.5%.施硫能减缓硒对小白菜的胁迫,表现为相同硒剂量下,小白菜根长、地上和地下部干重均随外源硫剂量的增大而增加.另外,施硫处理小白菜叶绿素含量均显著高于相同硒剂量下的无硫处理,过氧化物酶活性却相反.相同硫剂量下,小白菜硒含量随外源硒添加量的增大而显著增大(p0.05),且地上部对硒的吸收和富集能力均显著大于地下部(p0.05).与此不同,施硫显著抑制小白菜对硒的吸收与富集(p0.05),小白菜地上、地下部硒含量和富集系数(BCFSe-shoot、BCFSe-root)均随外源硫剂量的增大而减小.小白菜生物量与其体内硒含量、硒富集系数呈显著负相关.由此可见,硫酸盐是通过抑制硒吸收和富集及调控小白菜自身的生理代谢来减缓硒酸盐对小白菜生长的胁迫.硫酸盐与硒酸盐的相互作用受硫剂量、硒剂量及植株部位的影响.