地下水NO3-氮与氧同位素研究进展

人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因.不同来源的NO3-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源.引起地下水中NO3-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别.地下水系统中反硝化作用发生时,NO3-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例.因此NO3-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段.利用NO3-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一.综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向.     

地下水NO3^-氮与氧同位素研究进展

人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因。不同来源的NO3^-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3^-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源。引起地下水中NO3^-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别。地下水系统中反硝化作用发生时,NO3^-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例。因此NO3^-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段。利用NO3^-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3^-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一。综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3^-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向。     

大气环境氮同位素示踪及生物监测

大气中氮的转化、迁移和沉降等大气过程与地表氮的生物地球化学循环密切相关。氮同位素对大气氮源和氮的大气化学过程的定量研究已引起广泛关注。本文对大气不同氮源的同位素特征、氮在大气过程中的同位素分馏机制以及如何定量化大气氮过程的方法进行了简要阐述,并介绍了苔藓氮同位素作为一种新的研究手段在示踪大气氮源和大气氮过程等方面取得的新进展。对国内开展的有关大气氮同位素以及苔藓氮同位素方面的工作进行了重点介绍。     

"三氮"在黄土非饱和带迁移转化原位试验及数值模拟

通过黄土氮肥淋滤原位试验,对"三氮"(NH4 、NO2-、NO3-)在黄土包气带迁移转化过程进行了深入研究和数值模拟.试验结果表明,硝态氮(NO2-和NO3-)在黄土中迁移性较强,可到达地下水面.由于NO2-的毒性,它在土壤和地下水的累积具有巨大的潜在危险性.因此在研究和模拟"三氮"转化过程中,不能把NO2-仅仅看作是"三氮"转化过程的一个中间过程而忽略它在地下环境中的累积效应.模型识别验证结果表明,"三氮"模拟值与实测值吻合程度较好,可以对"三氮"在包气带中迁移转化和积累过程进行模拟和预测.     

新型一体化水族箱对养鱼循环水中三氮的去除实验

针对目前我国养鱼水处理器体积大、易生物堵塞、氨氮或亚硝酸盐氮积累等问题,设计了水族箱与水处理器一体化设备,采用物理过滤+生物降解+活性炭吸附工艺对养鱼水进行处理后循环利用;研究了不同工况条件下,水温、水力停留时间(HRT)、曝气量、曝气频率对养鱼水中三氮(NH4+、NO3-、NO2-)去除效果的影响。实验结果表明:水处理器污泥产量低,不易堵塞;当水温为25℃、曝气量为1.5 L/min、水力停留时间为1.5 h时,采用曝气频率0.5运行,NH4+、NO3-、NO2-皆未检出,即NH4+去除率大于97.5%,NO3-去除率大于96%,NO2-去除率大于98.7%。     

水环境硝酸盐氮污染研究新方法——15N和18O相关法

最近40年，硝酸盐已成为一个共同的地下水污染物。使用CaO定量地除云CO2和H2O的新的焊封管燃烧法分析了NO3^-中的氮同位素比值。应用AgNO3 C的新的焊封管燃烧法进行了NO3^-中氧同位素分析。安阳和林县饮用水中广泛的NO3^-N污染大大超过饮用标准是一个主要问题。食管癌的死亡率与饮用水中NO3^-、NO2^-、NH4^ 和亚硝胺过剩的含量成正比。δ（^15N)和δ（^18O)研究资料指出，在这个地区饮用水中的NO3^-主要来自农家肥和化肥。地下水NO3^-的δ(^18O)明确地指出，在这个地区不存在有意义的反硝化作用发生。相反，由NH4^ 到NO3^-的需氧硝化作用可导致NO3^-中的氧1／3来自空气，2／3来自水。     

青木关岩溶地下水系统硝酸盐污染研究进展及展望

人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因。不同来源的NO3-具有不同的氮同位素组成,利用地下水NO3-中的δ15N值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源。以重庆青木关岩溶地下河为例,综述了利用地下水硝酸盐中氮同位素识别NO3-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向。     

地下水硝酸盐污染的同位素研究进展

土壤原生氮、无机化肥和动物粪便等氮源中15N富集程度存在差异,使得利用稳定同位素N(δ15N/14N)能有效识别地下水中NO3-的来源。但N不是一个稳定的示踪剂,地下水中NO3-的δ15N是N源的初始δ15N值、后期进入含水层的迁移路径中和地下水流运动途径中不同形态的N之间相互转化过程,如矿化、吸附、硝化和反硝化作用,发生的同位素分馏作用后的综合反映。利用地下水中NO3-的δ15N确定其来源必须首先确定分馏作用是否发生及其反应程度。本文重点探讨了判断分馏作用是否发生及其反应程度的方法,总结了N同位素判别地下水NO3-污染源方法的发展历程,并指出未来研究工作应该以硝酸盐在包气带中的迁移转化规律为重点。     

贵阳雨水无机氮沉降的氮、氧同位素特征

雨水中氮沉降主要以铵盐(NH+4)和硝酸盐(NO-3)形式存在,这与地表生态氮循环和酸雨等环境问题直接相连.我们测定了贵阳地区雨水中的NH+4和NO-3的氮氧同位素值,讨论了氮素形态分布及其同位素组成特征,探讨了雨水中溶解无机氮的成因.雨水中的NH+4和NO-3平均值分别为0.81和o.51mg N/L;铵盐的δ15N平均值为-4.7‰,较硝酸盐的δ15N平均值负,雨水中硝酸盐δ18O值为25.2‰～40.1‰,平均值为34.2±4.3‰,季节性差别不显著.     

纳米铁还原脱氮动力学及其影响因素

饮用水中硝酸盐(NO3-)对人体健康有危害。为了去除水溶液中NO3-,在实验室制得纳米铁颗粒。它的粒径为20～40 nm,比表面积(BET)为49.16 m2/g。本研究通过批实验考察了纳米铁对NO3-还原脱氮动力学性质和影响NO3-脱氮快慢的主要因素,如反应pH、纳米铁投加量和NO3-起始浓度。实验结果表明,pH越低越有利于NO 3-还原。在一定范围内,NO 3-还原速率随纳米铁投加量增加而增大,而随NO 3-起始浓度升高而降低,反应遵循准一级反应动力学方程,表面吸附和氧化还原反应是纳米铁对NO3-脱氮的主要去除机理。纳米铁对NO3-还原过程中可能反应的途径进行了讨论,NO3-还原产物取决于反应条件。在本研究条件下,纳米铁对NO3-脱氮的最终产物主要为NH4+-N而不是N2,必须进行更多的研究来解决这一问题。     

黄土高原植物与不同粒级中土壤体系氮同位素组成变化及意义

目前观点认为，自然生态条件下的非固氮植物-土壤体系中，根据分解供给是土壤中氮的主要来源。研究植物-土壤体系中氮素的分布转化规律是评估土壤中氮素有效性的重要基础。笔者选取黄土高原这一典型西北生境中植物-土壤样品，通过测定样品氮含量与同位素自然丰度组成变化，来说明不同粒级土壤中氮素的分解水平与潜力。 结果表明，植物在分解过程中氮同位素产生3‰-5‰不等的分馏，在粒级由大到小变化的土壤组份中，随着可分解氮素的减少，土壤总氮同位素比值表现不同程度的偏正趋势，并于小粒级中趋于稳定，这与含量测量中表现出的矿化氮含量增加规律一致。氮的同位素自然丰度组成对于植物分解程度的灵敏响应，使其可以作为一种指示植物-土壤体系中氮素转化程度与趋势以及评估土壤中氮的有效性的指标，应用于自然生态研究。     

河流可溶性有机氮研究进展

河流DON不但记录了流域侵蚀的过程,还记录着DON的生物地球化学信息,河流可溶性有机氮其流动是流域生态系统氮循环的重要组成部分。本文综述了河流可溶性有机氮的性质、来源、环境效应、时空变化以及同位素技术应用的最新研究进展,并指出今后河流DON的研究方向。     

百花湖水体氮的空间分布研究

初步探讨了百花湖水体中氮的空间分布特征,并分析了氮及溶解氧(DO)的相关性。对8个站位的表层、4m、8m及12m水体中总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及溶解氧进行了测定。结果表明,百花湖水体中总氮的平均含量为1.18mg/L,氨氮的平均含量为0.144mg/L,硝酸盐氮的平均含量为0.20mg/L,亚硝酸盐氮的平均含量为0.018mg/L。百花湖入湖口附近的1号采样点总氮、氨氮和硝酸盐氮的平均浓度都较其它采样点高。分析表明百花湖中DO浓度与硝酸盐氮和亚硝酸盐氮呈负相关,相关系数分别为-0.629、-0.724。      

哈尔滨-绥化地区土壤氮储量及其时空变化特征

依据多目标区域地球化学调查成果,按照中国地质调查局下发的《全国土壤碳储量及各类元素（氧化物）储量实测计算暂行要求》,以表层土壤样品分析单元（4 km²）为计算单位,对哈尔滨-绥化地区表层土壤（0~20 cm）氮储量进行计算.研究了不同生态系统和不同土壤类型土壤氮储量、氮密度的差异,研究了20年来土壤氮储量的变化特征及成因.结果表明研究区土壤氮储量略微增加,这主要是由于湿地生态系统和森林生态系统对土壤的固氮效果显著造成的.     

东阿水文地质单元地下水硝酸盐污染来源的同位素分析

针对近年来地下水硝酸盐污染日益严重的现象,本文运用氮同位素技术对位于典型农业区的东阿水文地质单元地下水氮污染来源进行了研究,结果表明:浅层地下水监测点的NO3-含量较高,平均含量为27.77 mg·L-1 ,δ15N 为7.8‰~12‰,反映了浅层地下水主要受到生活污水或粪便的污染;深层地下水（岩溶水）中NO3- 含量相对较低,平均含量为12.81 mg·L-1,δ15N为7.2‰~14.3‰,同样指示为生活污水或粪便污染,与补给区人为干扰密切相关。部分监测点地下水质量较差,建议研究区内使用高效的灌溉技术及科学的施肥方式,补给区附近的家禽养殖场可通过修建发酵池和改善饲料配方等方式,从源头上降低地下水硝酸盐的输入量。      

The Isotope Geochemistry of N2 in Natural Gas Pools

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏｌｅｃｕｌａｒｎｉｔｒｏｇｅｎ（Ｎ２）ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎｎｏｎｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｇａｓｐｏｏｌｓ（Ｚｈｕ,１９９４）．Ｎ２ｒｉｃｈｇａｓｐｏｏｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｉ...     

渤海沉积物中氮的形态及其在循环中的作用

利用分级浸取分离法首次将自然粒度下渤海表层沉积物中的氮分为可转化态氮和非转化态氮，并将可转化态氮区分为四种形态：离子交换态氮(IEF—N)、碳酸盐结合态氮(CF—N)、铁锰氧化态氮(IMOF—N)及有机态和硫化物结合态氮(OSF—N)，并对其分布进行了研究，估算了各形态氮对沉积物-海水界面循环的贡献。结果表明，渤海沉积物氮中可转化态氮占总氮(TN)的比例为30．85％，其中IEF—N、CF—N、IMOF—N和OSF—N所占比例分别为3．67％、0．31％、0．42％和26．45％，其分布呈现不同的地球化学特征，分布的控制因素亦不同；各形态氮释放的顺序与其在沉积物中结合的牢固程度一致，对界面循环的相对贡献随时间尺度发生变化，绝对贡献的大小与其在沉积物中的储存量大小一致，为0SF—N(84．6％)＞IEF—N(13、0％)＞IMOF—N(1．4％)＞CF—N(1、0％)；非转化态氮占TN的69．15％，其中约有49％是由于粒度因素所致。     

地下水氮污染治理的探索试验

太行山前石家庄平原区地下水多存在氮污染问题,该文应用已优化制备的生物脱氮菌剂并结合工业乙醇碳源的一同使用,在由一现场渗流区概化制作的多孔介质模型--中细砂箱中,作了一定水流条件下的生物脱氮除污模拟试验探索.结果显示,以一定时段作考察,在投源点位置附近及水流下游的一定范围内,该实施方法可高效去除地下水中的氮污染.为指导野外现场地下水污染的治理,提供科学依据.