长江中游河湖平原浅层地下水中砷空间异质性的同位素指示

近年来陆续有报道发现长江中游河湖平原广泛分布着高砷地下水,鄱阳湖平原与江北平原（古彭蠡泽）作为长江中游南北两岸典型的河湖平原,其地下水资源丰富,但砷的空间分布规律尚不清楚,区域供水安全存在风险.本研究在两个区域系统采集98个浅层地下水（< 40 m）样品和8个地表水样品,通过水化学、氢氧稳定同位素分析,查明地下水中砷的空间分布异质性及其影响因素.研究发现江北平原浅层地下水砷含量为0.65~956.72 μg/L（平均值210.78 μg/L）,高砷地下水集中分布于长江古河道;鄱阳湖平原浅层地下水砷含量为0.09~267.45 μg/L（平均值11.85 μg/L）,高砷地下水仅分布于赣江三角洲局部地区.江北平原地下水δD与δ18O值相对鄱阳湖平原更偏负,且与地表水的差异更大.地下水化学及主成分分析结果表明物源和含水层结构差异是影响鄱阳湖平原和江北平原砷空间分布异质性的关键因素,来自长江物源的古彭蠡泽区域沉积物为高砷含水层的形成提供了物质来源,湖相含水层中含砷铁氧化物的还原性溶解是地下水砷富集的主要过程.地下水氢氧稳定同位素指示江北平原较鄱阳湖平原地下水赋存环境更封闭,地下水循环交替速度缓慢,有利于砷的富集.      

长江中游沿岸地下水中铵氮与磷的共存规律及其控制因素

长江中游平原区面临着一系列严重的地质环境问题,其中地下水铵氮和磷的问题十分突出,但目前对于二者共存规律的认识还十分薄弱.以长江中游沿岸故道区为典型研究区,对采集的地下水样品进行了水文地球化学分析,并综合运用因子分析和随机森林模型探讨了铵氮和磷的赋存规律.结果 表明:地下水整体处于还原环境中,NH4N的质量浓度为0.03...     

长江中游故道区高碘地下水分布与形成机理

高碘地下水(碘浓度大于100μg/L)广泛分布于我国沿海地区和干旱内陆盆地,威胁近千万人口的饮水安全,但目前对湿润区河湖平原地下水中碘的分布与成因机制的认识还十分薄弱.通过采集长江中游故道区75组浅层地下水样品和7组地表水样品进行了水化学分析,查明了地下水中碘的空间分布特征,并运用主成分分析识别了碘富集的水环境要素和水...     

南海北部沉积盆地油田水水化学特征及其成因分析

油田水是沉积盆地中的重要流体,研究其水文地球化学特征对油气生成、富集等有重要指示意义。为进一步研究南海珠江口盆地珠三拗陷和北部湾盆地涠西南凹陷油田水的特征和成因,分别在珠三坳陷的珠江组和珠海组采集油田水样5个,在涠西南凹陷的涠洲组采集油田水样4个,对研究区油田水进行了常规阴阳离子含量、D和18O同位素组成分析。结果显示:珠江口和北部湾盆地油田水溶解性总固体总体较高,均为Cl—Na型水,油田水各特征离子间关系(钠氯系数、氯镁系数、钙镁系数)和氢氧同位素关系共同显示两处油田水均起源于海水并储存于封闭性较好的地层中,在埋藏过程中可能还经历了较小程度的蒸发和降水补给,并推测其形成受薄膜渗滤作用影响。     

湖底地下水排泄与湖泊水质演化

湖泊富营养化是当前全球范围内最为典型且严重的水环境问题之一,但过去偏重营养盐向湖泊的点源和面源输入评价,常常忽视地表水-地下水相互作用在湖泊水质形成与演化中的作用.总结了地下水-湖水相互作用模式,重点评述了地下水排泄过程对湖泊水文与水质影响的研究进展,对比了渗流仪测量、水量平衡、氡质量平衡、温度示踪、数值模拟等量化方法...     

沉湖湿地近50年退化过程识别

沉湖湿地作为长江中下游平原典型湖泊湿地,1960s以来退化严重.收集1964、1975、1987、1997、1998、2007、2016、2018年8期航拍照片或遥感影像,运用遥感技术、动态度模型和转移矩阵模型分析,揭示武汉市沉湖湿地近50年退化过程及机理.结果表明,1964~2018年沉湖湿地由北向南退缩为鱼塘及耕地,总湿地面积缩小77%;湿地退化过程可分为3个阶段,1964~1975年围湖活动主导湿地湖泊向耕地退化,耕地面积以141%的年变幅扩张,1975~1997年湖泊改造工程迫使湖泊向沼泽退化,1997~2018年由湖泊退化而来的沼泽被进一步开垦为耕地或鱼塘;人口数量的增加及土地利用政策改变导致湿地生态服务功能退化,包括洪水调蓄、自净化功能衰退及生物多样性锐减,其退化模式可为长江中下游平原乃至全国湖泊湿地的退化提供类比参考.      

新疆西准噶尔业姆奇花岗岩体形成时代及其构造意义

对新疆西准噶尔南部地区与早古生代蛇绿岩紧密伴生的业姆奇花岗岩体岩石学、岩石地球化学、同位素年代学进行研究,认为业姆奇花岗岩为低钾(拉斑)系列,岩石地球化学特征具板内靠近岛弧区域特征。通过对二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得比较准确的年龄数据539.7±2.6Ma,表明其形成时代为早寒武世,该侵入岩作为西准噶尔地区最老的岩浆活动产物,代表了在诺丁尼亚统一大陆形成之后早期裂解阶段古洋盆初期的地质记录。     

流域地球关键带调查理论方法:以长江中游江汉平原为例

围绕如何运用地球关键带理论解决巨型流域生态环境保护问题,在总结国内外地球关键带研究进展的基础上,结合在长江中游开展的地球关键带调查实践,将流域侵蚀基准面定义为流域地球关键带底边界,建立了流域生态环境问题库、地球四大圈层变量库和人类活动变量库;构建了以典型生态环境问题为导向的、基于地球系统四大圈层、人类活动和时间的六维环境变量矩阵;提出了流域地球关键带横向三断面和垂向五界面的结构概化模型,识别了各断面和界面的共性变量和特征变量.有效突破了传统地球关键带研究局限于小流域、环境变量梯度和生态环境问题相对单一的不足,科学回答了流域地球关键带“在哪里调查”、“调查什么”和“监测什么”的问题,初步构建了流域地球关键带调查理论方法体系,并在江汉平原进行了示范性研究.本文为长江流域地球关键带调查以及长江大保护战略的实施提供了科学依据,并为我国流域地球关键带调查理论方法体系的建立提供探索性经验.      

洞庭湖平原西部地区浅层承压水中铵氮的来源与富集机理

洞庭湖平原西部地区浅层承压含水层是当地主要的地下水开采层,却面临严重的水质型缺水问题,其中以铵氮异常最为典型,但目前对于其来源和富集机制的认识十分薄弱。以洞庭湖平原西部为研究区,沿区域地下水流方向对地下水样品进行水文地球化学分析,旨在查明地下水中铵氮的来源,揭示地下水流动对铵氮富集的控制机理。结果表明:NH₄-N质量浓度为0.05~16.75 mg/L,且与DOC、HCO₃-、As、Fe2+、Mn、P质量浓度呈现较好正相关性;而高质量浓度的NH₄-N对应着很低质量浓度的Cl-、SO₄2-、NO₃-和很低的Cl/Br比值,可以推测浅层承压水中的铵氮主要由天然有机质矿化作用产生,而非人为输入。沿着地下水流向,NH₄-N和As、Fe2+、Mn质量浓度均显著升高,说明由于水流越来越滞缓,含水介质颗粒越来越细,沉积物有机质越来越富集,含氮有机质矿化作用逐渐增强,使得NH₄-N质量浓度逐渐升高,并形成了还原性逐渐增强的地下水环境,相关地球化学过程产生的还原性组分（砷、铁、锰等）也逐渐富集。本研究进一步丰富了地下水原生铵氮的成因理论,可为当地的供水安全保障提供理论基础。      

潜流带水文-生物地球化学:原理、方法及其生态意义

精确量化潜流带水文交换和生物地球化学反应一直是一个挑战,潜流带水文-生物地球化学研究的核心任务是将小尺度上的水文通量及生物地球化学反应动力学与更大尺度上它们对河流水质和生态的累积效应关联起来.基于潜流带水文-生物地球化学耦合原理,系统综述了渗流仪测量、测压管测量、示踪剂注射试验、温度示踪等潜流带水文学研究方法以及野外示踪试验、室内培养试验等生物地球化学研究方法,针对性地评述了潜流带水文-生物地球化学过程在更大尺度上的累积效应及其对河流生态系统的重要意义,并指出未来的研究将从潜流带研究技术方法的先进化、水文地貌理论与模型的深入化和潜流带生物地球化学过程的尺度化等方面持续地发展.