利用稳定同位素技术研究外源物质输入对太湖微食物链的贡献

应用碳氮稳定同位素方法研究了太湖不同营养状态湖区内外源物质对微生物食物链主要成分的贡献.结果表明,在有大量外来物质输入的河口区,细菌、浮游枝角类、溶解性有机物(DOM)和颗粒性有机物 (POM)的δ¹³Ｃ 和δ¹⁵Ｎ同位素值,溶解性无机碳(DIC)的δ¹³Ｃ同位素值明显低于其它采样点,这表明河口区受陆源营养物质的影响强烈.其中,DOM的δ¹³Ｃ平均值和陆源C₃植物的δ¹³Ｃ值-26‰相近,表现出流域外源的排入对湖泊碳库的影响.与从DIC到浮游藻类的分馏值22‰计算得到的浮游藻类δ¹³Ｃ值相比,POM主要为内源藻类贡献.浮游枝角类的δ¹³Ｃ的平均值低于POM (0.2‰)和细菌 (2.5‰),这可能是由于枝角类脂类的积聚或选择性的摄食δ¹³Ｃ较为贫化的微型藻类(<50 μm)造成的.根据双组分混合模型(two-member mixing model),在河口区陆源C对细菌生物量的贡献占到61.2%,随着向湖心的推进,内源藻类的贡献逐渐增加(58.5%～92.9%).     

云南寻甸中全新世降温事件的石笋同位素记录

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—5560aB.P.为气候适宜期,显示印度季风由强盛逐渐减弱的趋势,气候温暖湿润期,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关;中全新世中晚期5560—4400aB.P.为季风转变期,显示印度季风减弱并快速退出、萎缩,东亚冬季风加强并快速推进,太阳辐射强度减弱,气候为干冷期;中全新世晚期4400—2000aB.P.,显示东亚冬季风逐渐减弱,东亚夏季风有所增加,气温有所回升,但气候变化的波动大。研究还表明,全新世以来石笋记录的气候变化非常不稳定,在千年尺度上表现为台阶状,在短尺度———百年尺度上呈锯齿状波动。石笋记录的突发性气候波动事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年、百年尺度的气候预测具有重要的科学意义。     

三峡库区重金属的生物富集、生物放大及其生物因子的影响

三峡水库于2010年10月蓄水到最大水位(175 m),为揭示最大水位蓄水对库区典型水域重金属污染可能存在的影响于2011年7月至2012年8月研究了三峡库区水生生物体内汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)的含量水平及其沿着水体食物链可能存在的生物放大现象,并分析水体无脊椎动物、鱼类组织的重金属含量与生物因子(体长、体重、食性、栖息水层、碳源、营养级)之间的关系.结果表明,3种重金属浓度的最大值均未超过我国水产品食用安全标准,Hg浓度比库区蓄水前稍高,Cd和Pb浓度则低于蓄水前的水平.与国外水库相比,三峡库区重金属的浓度整体上偏低.鲤鱼Cd浓度与其体长、体重有显著的相关性,翘嘴鲌和鲇的Hg浓度与体长、体重显著性相关.整体上3种重金属的浓度与食性显著相关,与栖息水层之间的相关性并不显著,底栖生活鱼类的重金属浓度高于中上层鱼类.3种重金属的浓度与δ~(15)N值的回归分析结果显示,Hg浓度与δ~(15)N值之间表现出显著的相关性,但生物放大效率低于美国及加拿大等地水库的水平,这与三峡库区土壤中较低的有机碳含量有关.     

厦门市降水中金属元素含量分布特征及来源解析

利用电感耦合等离子体质谱仪对厦门市雨水中包括稀土元素在内的41种金属元素含量及铅同位素比值进行测定,并通过富集因子法、同位素示踪法以及正定矩阵分解法(PMF)联用对其来源进行判定.结果表明,厦门市雨水中金属元素总质量浓度表现为冬季郊区(213. 964μg·L~(-1))冬季城区(176. 357μg·L~(-1))夏季郊区(75. 401μg·L~(-1)),其中,以Mn、Ni、Cu、Zn、Ba和Sr为主.稀土元素含量存在季节和区域间差异,其标准化配分模式与各潜在源均不一致,表明其来源相对复杂.富集因子分析表明Ni、Cu、Zn和Cd受人为源影响显著,而Be、Ti、V、Mn、Cr、Co、Ga、Rb、Y、Cs、REEs、Th和U受到自然源影响更大;铅同位素示踪结果表明降雨中铅受燃煤源影响较大,其贡献率为63. 67%,受土壤母质层、垃圾焚烧、机动车尾气和水泥尘共同影响的贡献率为36. 33%. PMF结合富集因子、同位素示踪法分析结果表明,降雨中元素总体受到燃煤源、自然源、工业源和交通源的共同影响.     

13.5~2.5 Ma索尔库里盆地沉积物碳氧同位素对古气候演化的记录

索尔库里盆地位于青藏高原东北缘,柴达木盆地的北部,气候恶劣、交通不便,研究资料匮乏。通过对索尔库里北盆地彩虹沟剖面新近纪中后期沉积物的古地磁测年和碳酸盐碳氧同位素质谱分析,揭示了索尔库里盆地13.5~2.5 Ma长序列气候演变过程。13.5~9.2 Ma时期相对冷干,9.2~5.3 Ma时期相对温湿,5.3~3.9 Ma时期相对暖湿,3.9~2.5 Ma时期再次转为冷干。11 Ma左右,青藏高原东北缘隆升到阻止印度洋暖湿气流向北方运输的高度,地处走滑盆地的索尔库里地区逐渐变得极其干旱,标志着亚洲内陆干旱化在此背景下开始。红粘土磁化率和碳氧同位素变化等证据显示,西风在本区贯穿始终,而季风的出现加剧了亚洲内陆古气候的干湿更迭,对区域及全球古气候重建具有重要意义。     

用同位素方法评估天津市汽油无铅化进程

用同位素技术研究和评估天津市汽油无铅化进程.采用稀酸浸出法处理天津市1994～2001年冬春季节123个玻璃纤维滤膜大气颗粒物样品,测量了大气铅浓度和同位素丰度比(²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb).结果表明,1994～2001年是我国汽油无铅化的重要时段,这期间大气颗粒物样品铅浓度有所下降,铅的同位素丰度比逐渐增加,表征了汽油无铅化进程中汽车尾气的贡献率减少,其他来源的贡献率上升.在汽油无铅化后,我国还应加强对铅污染的综合治理.     

钙同位素方法在环境地球化学研究中的应用与进展

概述了钙同位素分馏机理、分析测定以及在环境地球化学研究中的应用。自然界中钙同位素组成及其分馏过程与生成环境密切相关,可以很好地反映其地质成因及地质作用过程。近年来,随着钙同位素的测量技术的创新和改进,钙同位素地球化学的研究领域不断拓宽:它在研究环境生态系统中钙同位素变化规律、海洋钙循环、示踪古海洋和古气候等方面取得初步成效。先前的研究表明不同的样品中的44Ca /40Ca比值变化较小,δ44 Ca的变化在-2.88‰~+ 0.92 ‰之间。     

宛山荡农田土壤氮迁移过程反硝化与厌氧氨氧化

为探究中国南方农田土壤氮迁移过程的反硝化与厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)速率变化和脱氮贡献本研究采集宛山荡麦稻轮作区农田不同层深土壤及农田、沟道、河岸带和湖泊沉积物等不同土地利用类型土壤样品,分析其理化性质采用Illumina MiSeq测序和实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)技术探究土壤样品的微生物群落组成和功能基因丰度应用同位素培养实验测定各样品的潜在反硝化与厌氧氨氧化速率(以N₂计,下同).结果表明,土壤反硝化速率与TOC、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均显著正相关(P<0.05),与nirS、nirK及nosZ等功能基因丰度亦呈显著正相关(P <0.05).农田表层土壤反硝化速率为(11.51±1.04) nmol·(g·h)^-1,显著高于农田其他土壤层以及其他土地利用类型(P <0.05),而农田土壤中厌氧氨氧化速率在20～...     

环境分子诊断技术在污染场地环境管理中的应用进展

环境分子诊断技术(EMDSs)是有机单体同位素分析和各种分子生物学技术的总称,将其应用于污染场地特征识别、修复方案可行性评估、监测和修复终止等污染场地环境管理过程中,探明土壤和地下水中污染物生物和非生物降解过程、降解速率及机制,确定不同污染来源,可弥补传统污染场地环境管理方法的不足,具有广阔的发展前景。文章综述了污染场地环境管理过程及传统方法的不足,介绍了有机单体同位素分析和各种分子生物学技术的基本原理和用途,并对各种技术的特点进行阐述和对比;介绍了EMDSs在污染场地环境管理中的实际应用,提出了EMDSs的发展趋势。     

燃煤电厂周边大气重金属污染特征及来源解析

为探究燃煤电厂周边大气环境中重金属的污染特征与来源,对广东某山区燃煤电厂周边地区环境和污染源的重金属进行测定,分析其污染特征,采用因子分析法和Pb同位素示踪法对环境中的重金属进行来源解析。结果表明,研究区域室内积尘中重金属浓度水平明显高于土壤重金属,污染空间分布与当地气象条件相关。环境空气TSP中重金属主要来自2个污染源,Cd、Pb、As主要来自电厂燃煤,Ca、Mn、Al、Mg主要来自土壤扬尘。TSP、降尘、积尘样品所含的Pb均与电厂采集的煤、炉渣、粉煤灰样品所含的Pb具有同源性,与其他污染源同源性不明显,说明研究区域大气中Pb污染主要来自电厂燃烧所排放的烟尘,其他污染源影响不大。