辽东南地区地下水化学时空变化

根据辽东南地区10处泉水、井水的水化学组分和氢、氧同位素组成,讨论了地下水的化学类型、成因及其动态变化特征.测得水样的TDS范围为105.38～809.05 mg·L-1,主要阳离子为Na+、Ca2+,主要阴离子为SO42-、HCO3-;δ18O和δD值分别为-9.25‰～-7.53‰和-66.43‰～-54.33‰.根据Piper分类法,所采水样可划分为9种水化学类型.样品的氢氧同位素组成表明,研究区泉/井水主要来源于大气降水,并有深部流体的混入.在花岗岩分布区,大气降水经水-岩相互作用演化成F-含量较高的SO4·HCO3-Na型、HCO3-Na型或SO4-Na型水,为花岗岩裂隙水的典型特征;金州的水样因受碳酸盐岩层影响和海水入侵形成Cl-Ca·Mg型水;砂砾岩中的长石类矿物水解和粘土矿物的离子交换作用使得Na+和Ca2+相对富集形成HCO3-Na·Ca型水.地震发生前后部分泉/井出现了K+、F-和Cl-离子浓度的异常变化,这可能是深部流体混入浅层地下水造成的.K+、Mg2+、Ca2+、Cl-离子浓度变化对辽宁地震活动的响应较好.研究结果可用于辽宁地区流体地球化学地震监测、预测和水环境研究.     

水-岩反应过程中离子浓度变化特征实验研究及其对地震异常成因的启示

针对地震前后离子浓度异常变化成因以及机理等问题,以不同条件下（温度、粒度、时间）,不同岩石(灰岩、橄榄岩、花岗岩)的水一岩反应为研究对象,利用控制变量与偏最小二乘法对反应后溶液中Na+、K+、Cl-、SO2-、Ca2+、Mg²+的变化进行研究,并与地震台站水化学观测数据进行对比。结果表明：随着温度升高,Na+、K+、S...     

无单元方法在密云水库水质分析中的应用

基于提出水库水污染质迁移转化的三维数学模型,详细讨论了用无单元配点法求解三维水质模型的离散方法和计算过程.通过这些模型和方法,获取指定时间内密云水库库区水质状况、各种污染质分布、变化的三维定量描述.给出用2003年的边界条件对2003,2004,2005年库区的总氮总磷分布作出模拟和预测,得到其主要发展趋势.计算发现:底泥对总磷的贡献比较显著.从整体看,库区底泥及其它综合因素对总磷的影响因子很大.库东潮河流域表层水的生物或其它作用对总磷的影响比较突出.春夏秋库区内总氮浓度分布基本处于慢速递减趋势,而总磷浓度则逐步增高.秋冬春刚好相反,总氮浓度增高,总磷浓度降低.从年度发展整体看,总氮基本处于稳定态,总磷却存在逐年增长趋势,但这种趋势并不显著.     

三峡工程运行前后洞庭湖水质变化分析

为了解三峡工程运行前后洞庭湖水质变化,基于1996 2013年洞庭湖水质监测数据,采用内梅罗污染指数(IP)法对三峡工程运行前后洞庭湖水质进行评价,并对洞庭湖水质与主要污染物的时空变化特征进行分析.结果表明,1996 2013年洞庭湖IP值在1.10~2.20之间,平均值为1.63,水质属轻污染~污染,总体变化平稳,但从2010年起,洞庭湖IP值连续低于其多年平均值,总体水质趋好;主要污染物为总磷和总氮,总磷浓度变化平稳,总氮浓度则呈显著上升趋势.与三峡工程运行前相比,三峡工程运行后洞庭湖全年和汛期总氮浓度以及南洞庭湖IP值和总氮浓度显著升高,南洞庭湖水质显著恶化.洞庭湖IP值和总磷浓度的水期分布格局均由三峡工程运行前的汛期非汛期变化为三峡工程运行后的非汛期汛期,其空间分布格局均由三峡工程运行前的西洞庭湖东洞庭湖南洞庭湖变化为三峡工程运行后的西洞庭湖南洞庭湖东洞庭湖;从2010年起,洞庭湖IP值的空间分布格局发生新的变化,其大小顺序变化为东洞庭湖南洞庭湖西洞庭湖.三峡工程运行前后洞庭湖IP值与总磷浓度的时空变化与其水沙条件变化有关,总氮浓度的空间分布受三峡工程运行影响较小,主要受湘江、资水等"四水"流域氮污染的影响.     

北京密云水库内湖消落带有机质、营养盐(氮/磷)含量分布特征

消落带是河流、湖泊和水库特有的一种现象,也是水陆生态系统间物质能量转换最活跃、最重要的区域,消落带的淹水-落干的频率和时间对消落带有机质和营养盐的形态转化与水界面的交换过程有重要影响.在密云水库的平水期(3月),对内湖消落带有机质、氮、磷含量分布进行调查,研究不同高程、土地利用和土壤深度的情况下,有机质和各营养盐含量的分布情况及相关关系,计算有机质和各营养盐在各高程下的储量,为消落带氮磷入库风险负荷量的评估,维护密云水库的水质安全提供依据.结果表明,密云水库内湖消落带有机质、总磷、总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮和无机磷含量分别为23.15±13.65 mg/g、0.17±0.09 mg/g、1.44±0.81 mg/g、10.86±3.54μg/g、8.07±2.73μg/g、0.41±0.71μg/g、9.09±4.18μg/g;土地利用情况对总氮、氨氮和硝态氮含量影响较大,而对有机质和总磷含量分布没有显著影响;在垂直分布上,有机质、总磷和总氮含量有随土壤深度增加而降低的趋势;利用相关分析得出有机质和土壤水分是影响氮、磷转化的重要因素;133~146 m高程范围内有机质、总磷和总氮的储量分别为5324.07、59.56和414.02 t.密云水库内湖消落带是有机质和营养盐的重要贮存库.     

巴丹吉林沙漠湖泊水化学空间分布特征

通过对巴丹吉林沙漠腹地拐子湖-地质公园一线51个湖泊水,8个泉水,12个井水及1个雨水水样的水化学成分分析,初步探讨了沙漠湖泊水化学分布特征及其影响因素.结果表明由东南边缘至腹地湖泊总体上依次呈硫酸盐型-碳酸盐型-氯化物型分布.东南边缘以Na+、Cl-、SO24-为主的湖泊因矿化度分异,形成Ca2+、Mg2+含量不同的三种亚型,其中高矿化度的Na-Cl-(SO4)型湖泊在腹地湖泊群中也有出现,表现出地理上的不连续分布;边缘若干湖泊受局部地理环境的影响水离子多含Na+、Cl-、CO32-+HCO3-.综合分析表明湖泊水化学型的空间分异与区域气候差异和气候变化有关,湖水直接或间接地接受当地降水补给,但不排除外源地下水补给对其有一定贡献.通过对比不同时段部分沙漠湖泊水化学特征发现近十年以来腹地湖泊补给源或受气候干暖化影响使其水化学特性较边缘湖泊的变化大.     

基于富营养化阈值的松花湖水环境容量分析

通过对松花湖水体中浮游植物的绝对优势种——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)单藻株生长与磷、氮定量关系的室内模拟研究,得出松花湖富营养化发生的阈值为：总磷浓度0．065 mg/L,总氮浓度0．843 mg/L．利用风险分析理论和蒙特卡罗随机模拟方法,在分析2002-2004年松花湖水体中总磷和总氮浓度实际分布规律的基础上,提出了计算湖、库总磷和总氮水环境容量的不确定性方法．通过对松花湖磷、氮水环境容量的计算,得出松花湖流域总磷和总氮的最大允许排放量为2123．78 t/a和7018．82 t/a,为了使松花湖富营养化发生的概率在0．001以下,总磷和总氮需要分别削减3208．34 t/a和18648．91 t/a．     

结冰对乌梁素海水体富营养化的影响

为研究结冰对湖泊富营养化状态的影响,以内蒙古乌梁素海为研究对象,用"注射器"式采水器和冰钻分别采集水样和冰样,并测定总氮、总磷、COD_(Cr)、叶绿素a浓度、冰厚、水深和透明度等指标,运用分形理论评价模型对湖泊结冰前、后的富营养化等级进行综合评价.结果表明:乌梁素海湖泊结冰厚度与水深存在较好的负相关性,其相关系数为0.54;湖泊结冰后,水体的富营养化等级由富营养变为重富营养,表明结冰过程中,氮、磷等营养元素被排斥至冰下水体,即结冰过程对湖泊水体中的营养元素具有浓缩效应,导致冰下环境质量恶化,并促进营养元素向沉积物转移;但也可以利用该浓缩效应,从湖泊冰封期富营养化污染的特殊性入手,运用底泥疏浚和冰体-水体分离等工程技术手段,实现湖泊富营养化污染的治理.     

滇池水体中微囊藻毒素含量变化与环境因子的相关性研究

本文对2003年4-12月滇池马村湾、海东湾微囊藻毒素和总磷、总氮、溶解氧、透明度、光照强度、叶绿素a、pH值、水温及微囊藻种群优势度进行了分析,讨论了以上指标在滇池马村湾和海东湾的分布和月变化情况以及与微囊藻毒素含量之间的关系．相关性分析表明马村湾、海东湾微囊藻毒素在水体中分布与总氮和氮磷比之间呈现非常显著的负相关性(P<0．01);与透明度、光照强度和微囊藻种群优势度存在显著的正相关性(P<0．05)．在影响微囊藻毒素的各因素中,运用多因素逐步回归分析得知马村湾、海东湾微囊藻毒素浓度主要南水体的总氮、总磷、叶绿素a和溶解氧以及透明度决定(R2=0．560,P<0．017)．     

太湖梅梁湾藻蓝蛋白转录间隔区基因和伪空胞基因表达及其影响因子

以室内铜绿微囊藻7806(Microcystis aeruginosa 7806)为对照,运用反转录定量PCR技术研究太湖梅梁湾水体蓝藻藻蓝蛋白转录间隔区基因(PC-IGS)和伪空胞基因(gvp C)在2013年1月至2014年1月的相对表达量,并分析它们与环境因子的关系.结果表明,PC-IGS相对表达量在2013年1—5月逐渐上升,并在5月达到最大值;gvp C相对表达量从2013年1月开始持续上升并在3月达到最大值;gvp C的表达早于PC-IGS.相关分析表明,PC-IGS的相对表达量与硝态氮、溶解氧浓度均呈极显著正相关,与亚硝态氮、铵态氮以及正磷酸盐浓度均呈显著正相关,与p H值呈显著负相关,与温度、总氮和总磷浓度均无显著相关性;gvp C的相对表达量与硝态氮、铵态氮以及正磷酸盐浓度均呈极显著正相关,与总氮和亚硝态氮浓度呈显著正相关,与温度和p H值均呈显著负相关,与溶解氧和总磷浓度均无显著相关性.     

乌梁素海盐分在冰-水-沉积物间的分布及迁移特征

盐分是参与湖泊物质循环的重要成分之一,湖泊盐度增加对湖泊生态系统健康造成了严重的威胁.乌梁素海总溶解性固体（TDS）和盐度均处于较高的水平,为揭示盐分在冰-水-沉积物中的分布及迁移规律,冰封期在乌梁素海7个采样点采集冰、冰下水和不同深度沉积物样品,分析样品的TDS、Na⁺和Cl^-浓度,得到各自在冰-水间浓度的比值,即分配系数K,并对水-沉积物界面Na⁺和Cl^-的扩散通量进行估算.结果显示,TDS、Na⁺和Cl^-在冰-水中分配系数K的均值分别为0.02、0.03和0.01,表明在湖水结冰形成冰盖的过程中,随着冰晶的析出,TDS、Na⁺和Cl^-逐渐在水体中浓缩,水体中Na⁺和Cl^-在浓度梯度驱动力作用下,向沉积物间隙水中扩散,估算其扩散通量均值分别为-229和-676 mg/（m²·d）.总之,湖水在冻结过程中,由于冰晶的析出,盐分向冰下水体中迁移,使得盐分浓度在冰下水体中浓缩增加,继而向沉积物中迁移,对湖泊水生态环境构成胁迫.     

蒙新高原岱海夏季叶绿素a浓度空间分布及影响因子

基于2019年夏季(8月)对岱海水样的实测数据分析,通过运用克里金插值、相关性分析、多元线性逐步回归、主成分分析方法,探究了叶绿素a(Chl.a)的空间分布特征及其与水环境因子的相关关系,并讨论了相应的防治措施。研究显示:Chl.a空间分布呈现由岸边向湖心递减的趋势,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)、硝态氮(NO^-₃-N)、正磷酸盐(PO^3-₄-P)空间分布特征与Chl.a空间分布特征相近,采样期内岱海湖局部区域水质状况已达到富营养状态;Chl.a与浊度(Turbidity)、TP、TN、悬浮物(SS)、pH、NO^-₃-N、NH₃-N、PO^3-₄-P、蓝绿藻丰度(CYANO)呈极显著正相关,与溶解氧(DO)呈显著负相关,与电导率(Cond.)呈正相关、与氮磷比(TN/TP)呈负相关;各湖区Chl.a与环境因子相关关系不同,全湖逐步线性回归方程为Y_Chl.a=-21.42+8.658X_pH-0.865X_DO+0.779X_NH3-N+0.699X_Turbidity+0.502X_CYANO;岱海不同湖区因子对Chl.a浓度的影响存在差异,各湖区Chl.a与环境因子相关关系不同,通过岱海与我国其他湖泊Chl.a与环境因子的相关性关系对比分析,湖泊地理属性差异及营养物质输入浓度是影响Chl.a变化的重要因素;本研究岱海的TN/TP平均值为12.23,说明夏季岱海湖Chl.a变化为氮磷共同限制。     

Pollutant Concentrations in Mountain River Waters in the Upper Baksan Area (Prielbrus’e National Park) and Their Seasonal Variations

Materials of expedition studies in 2013 in the Prielbrus’e National Park were used to analyze the concentrations of a wide range of pollutants (SO₄^2-, Cl^?, Na⁺, K⁺, F^?, Mn, Cu, Zn, Pb, Cr, Ni, NO₃^-, NH₄⁺) in the water of mountain rivers forming the main artery of the region, the Baksan R. The analyzed data characterize seasonal variations in pollutant concentrations at seven sampling sections and their dynamics along the river down to the 35th km from the source in different seasons.     

Chloride source delineation in an urban-agricultural watershed: Deicing agents versus agricultural contributions

Analyses (n = 525) of chloride (Cl⁻), bromide (Br⁻), nitrate as nitrogen (NO₃-N), sodium (Na⁺), calcium (Ca²⁺) and potassium (K⁺) in stream water, tile-drain water and groundwater were conducted in an urban-agricultural watershed (10% urban/impervious, 87% agriculture) to explore potential differences in the signature of Cl⁻ originating from an urban source as compared with an agricultural source. Only during winter recharge events did measured Cl⁻ concentrations exceed the 230 mg/L chronic threshold. At base flow, nearly all surface water and tile water samples had Cl⁻ concentrations above the calculated background threshold of 18 mg/L. Mann–Whitney U tests revealed ratios of Cl⁻ to Br⁻ (p = .045), to NO₃-N (p < .0001), to Ca²⁺ (p < .0001), and to Na⁺ (p < .0001) to be significantly different between urban and agricultural waters. While Cl⁻ ratios indicate that road salt was the dominant source of Cl⁻ in the watershed, potassium chloride fertilizer contributed as an important secondary source. Deicing in watersheds where urban land use is minimal had a profound impact on Cl⁻ dynamics; however, agricultural practices contributed Cl⁻ year-round, elevating stream base flow Cl⁻ concentrations above the background level.     

土地利用结构与景观格局对鄱阳湖流域赣江水质的影响

于2015年1月和7月采集赣江干流及支流34个采样点水样,测定电导率、水化学离子、无机氮等水质指标.利用赣江流域2014年30 m分辨率的土地利用数据,以流域景观类型占比表征土地利用结构,景观指数表征景观格局;采用Pearson相关分析、Bioenv分析、Mantle检验与方差分解等方法分析流域土地利用结构与景观格局对赣江水质的影响.结果表明:上游Cl~-、Na~+浓度最高,中游电导率、Cl~-、Na~+、K~+、Ca~(2+)等水质指标最低,下游电导率、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Mg~(2+)、Ca~(2+)、NO_3~--N等水质指标最高.居民建设用地是对水质影响最显著的单一土地利用类型.林地、水田与居民建设用地是对水质影响最显著的土地利用类型组合.平均最近邻体指数是对水质影响最显著的单一景观指数,斑块个数、斑块聚集度指数、平均最近邻体指数是对水质影响最显著的景观指数组合.枯水期土地利用结构和景观格局对水质的贡献率分别为41.1%和17.2%,景观格局对水质的贡献率(17.2%)均为和土地利用结构的交互作用,无独立贡献部分;丰水期二者对水质贡献率分别为51%、53%,交互作用部分为37%.以上结果表明,土地利用结构与景观格局都对赣江水质有较大影响,二者的交互作用在该影响中占有重要地位,且枯水期景观格局对水质的影响涵盖在与土地利用结构的交互作用中.     

A study on the reaction kinetics of mineral surface adsorption in mix system

The experimental results on adsorption of ions pb²⁺, Zn²⁺ and Ag⁺ onto mineral surfaces in a mix system show that the reaction kinetics of adions adsorbed onto mineral surfaces was mainly controlled by their diffusion rates in solution. The concentration variations can be fit for the second-order rate equation with good determined coefficients r = 0.800 5—0.979 7. In the near neutral solution, the concentration of exchanged ions K⁺ and Na⁺ related to reaction time can be described by the fint-order rate equation with r = 0.855 7–0.997 7. Meanwhile, the complex diffusionexchange rate equation is suitable for describing the ca^{2 +} concentration variation, as ions Pb^{2 +} and Zn²⁺ were adions. Experimental data show that the amount of ions K⁺, Na⁺and Ca²⁺ release is much more than that of adion decrement in solution. This fact may suggest that the complexstion reaction of adions Pb²⁺, Z²⁺ and Ag⁺ with the mineral surfaces was the major reaction process while adions were not entering the phyllosilicate interlayers or CaCO₃ lattice to exchange the ions K⁺, Na⁺ and Ca²⁺ at room temperature. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 49773206) and the Natural Science Foundation of Guangdong Province (Grant No. 960504)     

Hydrochemistry of meltwaters draining a polythermal‐based,high‐Arctic glacier,south Svalbard: II. Winter and early Spring

The hydrochemistry of naled and upwelling water sampled from the forefields of Finsterwalderbreen, Svalbard, during spring are used for the first time to infer the hydrology of overwinter meltwaters at a polythermal‐based glacier. Hydrochemical variations in naled are explained in terms of different water sources and their chemical alteration during freezing. Two water sources to naled are identified: surficially routed snowmelt and subglacial water. Naled that results from the freezing of the former is enriched in atmospherically derived ions such as Na⁺ and Cl⁻, and is believed to be formed during winter warm periods. Naled of subglacial origin contains relatively high proportions of crustally derived solute. It reflects the freezing of subglacial meltwaters that continue to issue from a subterranean upwellling during winter. An increasing dominance of SO²⁻₄ Mg²⁺, Na⁺ and Cl⁻ in subglacial naled with increasing distance from the upwelling reflects the progressive freezing of this water body and the associated removal of Ca²⁺ and HCO by calcite precipitation. These spatial trends are accentuated by the leaching of soluble ions from the naled close to its source by subsequent upwelling waters. The chemistry of spring upwelling waters, also of subglacial origin, strongly reflects this process. Meltwater produced by geothermal heating of glacier basal ice is believed to be the principal source of water to the subglacial drainage system during winter. Solute acquisition by this meltwater is limited by a scarcity of proton suppliers. Evolution of this dilute meltwater carries an imprint of ion exchange processes. Some stored subglacial water from the end of the previous ablation season may supplement the basal meltwater component in early winter. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

生态型水源水体生态净化及其影响因素

水库水体污染控制及富营养化防治是保障城市原水供应安全的重要环节.本研究针对金泽水源水库太浦河来水氮、磷浓度较高的特点,自行设计建设了5个面积均为240 m~2的生态净化模拟试验池(A、B、C、D和对照)开展模拟试验,研究了不同水库形态、水生植物种植面积比例及种植方式对水体氮、磷污染物去除的影响.结果表明,通过模拟试验池的生态净化,原水中铵态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)和总氮(TN)的平均去除率分别为50.36%、53.73%和22.25%,C池TN和NH_4~+-N去除率最高分别达到了24.97%和54.61%,D池TP去除率最高,达到62.16%,水体溶解氧(DO)平均浓度提高了1.11 mg/L,平均透明度提高了27.6 cm,均显著高于对照池.水库形态结构、水生植物面积比例及种植方式对水体氮、磷污染物净化效果影响明显,增大水库浅水区面积能有效提高对水体氮、磷污染物的去除能力,增加水生植物种植面积能有效提高水体氮污染物去除和DO、透明度的提升能力,采用浮床种植方式能有效提高水体磷污染物去除和透明度提升能力.本研究结果能为金泽水源水库及其他类似水库的设计和建设提供科学依据.     

The Precipitation Chemistry over Central Bohemia: Attempt to Estimate the Sources and Pathways

An attempt to indicate the sources and pathways of selected chemical substances in precipitation over central Bohemia was accomplished with help of bulk samples, collected in a forested rural landscape approx. 30 km SE from Prague, capital of the Czech Republic. Samples have been collected monthly throughout the 1990s. They were analyzed to determine the concentration of selected major cations and anions (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH₄ ⁺, SO₄ ^2-, NO₃ ^-, Cl^-), as well as several minor and trace elements (Al, As, Be, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, Sr, Zn, F^-).Set of the bulk samples shows strong mutual correlation of the main acidifiers - compounds of N, S (and F). Good correlation occurs also at the typical lithogenic elements Al, K, Na, Ca, Mg, Sr, and the typical elements originating from the flue gases of the combustion chambers burning low quality brown coal - As, (Be), Cd, Cu, Pb, and Zn. The only strong correlation of Cl with Na (and Mg) indicates that majority of these elements originates from the oceanic spray. The content of pollutants in precipitation depends on the air masses types and on the rout of their approach to the sampling site. The typing of synoptic situations was employed for the determination of the air masses types and routs and of the corresponding fronts and precipitation fields.     

盐度对湖冰冻结过程中氮磷营养盐排出效应的影响

伴随结冰过程的盐分排出是驱动冰封浅湖营养盐动态变化的关键过程,影响湖泊水质、环境与生态演变.为探究湖冰冻融过程如何改变寒区浅湖营养盐条件,采用自制定向冻结装置开展了无机氮磷营养盐溶液(NH₃-N、NO^-₂-N、NO^-₃-N、PO^3-₄-P)的室内冻结试验,结合现场采样分析评估了冻结排出效应对典型浅湖氮磷营养盐的影响.结果表明:营养盐浓度、盐度(以NaCl表征)是影响冻结排出效率的关键因素;随营养盐浓度的升高,冰内营养盐浓度升高,但冻结分离系数减小;若盐度升高,冰内营养盐浓度和分离系数均增大,主要与未冻卤水泡的形成有关;3种形态的无机氮、磷酸根的分离系数均存在明显差异.将试验结果应用于内蒙古乌梁素海结冰期氮磷营养分析,计算表明湖冰冻结排盐过程不仅造成湖水各类营养盐浓度升高,同时改变无机氮素构成、氮磷比等营养结构状态;特别是若湖泊盐度发生变化,氮磷营养盐的冻结排出效率及其差异性均会显著改变,增加冰封期湖泊营养条件的时空变异性.本文结果可广泛应用于定量评价冰层冻融过程对冬季湖泊营养条件的影响,有助于理解冰封期浮游植物群落演变的内在驱动力.