Comparison of trends in stream water quality

A method is described for assessing the strength of evidence for differences in the trends in chemical concentrations in stream water between catchments. A smoothing spline technique is used to model changes in water quality as a result of changes in flow rates, seasonal effects and an underlying trend. The method involves fitting the model twice, once with the underlying trends constrained to be identical for each river and once with the trends unconstrained. Statistical properties are assessed by simulation methods that allow for the autocorrelation in the residuals from the unconstrained fit. The method is applied to data from two streams in the Balquhidder catchments in the Highlands of Scotland and to data from the Dee, Don and Ythan rivers in the north‐east of Scotland. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

Application of an optical nitrate profiler to high- and low-turbidity coastal shelf waters

Here, we report the results of high-resolution nitrate measurements using an optical nitrate profiler(in situ ultraviolet spectrophotometer, ISUS) along transect across a high-turbidity shelf(East China Sea) and a lowturbidity shelf(Chukchi Sea). The ISUS-measured nitrate concentrations closely reproduced the results measured by conventional bottle methods in low-turbidity waters. However, for high-turbidity waters of the East China Sea(salinity<30), a correction factor of 1.19 was required t...     

巢湖四条入湖河流硝态氮污染来源的氮稳定同位素解析

采用氮稳定同位素技术对巢湖四条主要污染输入河流(南淝河、十五里河、派河和双桥河)的氮污染状况和硝态氮来源进行研究.结果表明,巢湖四条入湖河流氮污染最严重的是十五里河,其次是南淝河和派河,双桥河的污染相对较轻.硝态氮的稳定同位素分析结果表明,巢湖四条入湖河流的硝态氮污染物在季节上受到不同因子的影响.十五里河和南淝河的硝态氮污染主要来源于城市生活污水和工业废水;派河的硝态氮污染在冬季主要来源于工业废水,春季来源于农业面源,而在夏季主要受到雨水的影响;双桥河的硝态氮污染冬、春季主要来源于农业面源,夏季主要受雨水的影响.此外本研究结果还表明巢湖四条主要入湖河流的氮污染源主要为铵态氮,因此今后要对铵态氮的来源进行同位素示踪.     

绿潮迁移过程中环境要素与浒苔藻体生物学特征的相关性分析

浒苔(Ulva prolifera)引起的大规模绿潮起源于黄海南部,在向北迁移过程中生物量迅速扩增,在海州湾附近(35°N左右)迅速增加达到峰值。在绿潮漂浮迁移过程中,海水表层温度、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和磷酸盐(PO4^3-P-)变化显著。本文以迁移过程中的浒苔为研究对象,分析了环境要素变化与浒苔藻体的生物学特征间的关系。结果显示,随着绿潮的漂浮迁移,浒苔藻体光系统Ⅱ最大光化学量子产量Fv/Fm从0.7逐渐降低至0.45左右,光系统Ⅱ实际光化学量子产量Y(Ⅱ)从0.55逐渐降至0.25左右;硝酸还原酶活性(nitrate reductase activity,NRA)从2.7μmol/L NO2^-/(mg·h)降至0.5μmol/L NO2-/(mg·h)左右;生殖分配率(RA)从15%逐渐上升至50%左右。相关性分析表明,DIN与浒苔藻体的生物学特征相关性呈极显著,表明在漂浮迁移中,DIN对浒苔的生物学特征至关重要。温度对浒苔藻体光合活性和NRA的影响极显著;光照强度对浒苔藻体光合活性的影响极显著,对NRA的影响显著;盐度和PO4^3--P显著影响浒苔藻体的光合活性和NRA,而这四种环境要素与浒苔形成生殖细胞的相关性不显著。本文认为,绿潮漂浮迁移过程中,浒苔藻体光合活性、营养盐吸收等生物学特征对环境中DIN的变化响应最敏感,其他环境要素对浒苔藻体的影响程度大小依次为温度、PO4^3--P、盐度和光照强度。绿潮漂浮迁移过程中环境要素的变化直接影响了浒苔的生长与生殖,尤其是海州湾附近(35°N左右)是浒苔藻体状态改变的分水岭。     

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制;因环境条件复杂,开展岩溶水污染原位修复技术难度较大,截止目前,国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段,施工组合钻孔建设修复试验工程,采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %;单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。      

海洋聚球藻对不同硝酸盐浓度的响应特征

近年来,由于陆源污染的加重以及近海环境治理的推进,中国近海海域营养盐浓度发生明显变化,导致浮游植物生物量及群落结构发生改变。作为一种广泛分布且丰度较高的微微型蓝藻,聚球藻在中国近海生态系统中发挥着重要的角色,但其对不同硝酸盐浓度的响应尚待研究。本文分别从渤海和黄海采集聚球藻富集样本,在不同硝酸盐浓度下进行半连续培养,通过测定生长曲线、色素含量、光合生理参数以及碳氮含量,研究聚球藻对硝酸盐浓度的响应特征。当硝酸盐浓度为0.1、1.0、10.0μmol·L^–1时,聚球藻培养体系可支持的生物量较小,光能转化效率较低;当硝酸盐浓度为100.0μmol·L^–1时,聚球藻细胞生长得到促进,其培养体系可支持的生物量约提高5倍,同时培养体系整体的光能转化效率达到最高,但单位细胞的捕光能力受到抑制,氮和磷的转化率提高。研究表明海洋聚球藻能够适应不同的硝酸盐浓度维持生长,在较高的硝酸盐浓度下,聚球藻生物量显著提高,但释放至胞外的碳氮未出现相应的当量增加。研究结果为营养盐胁迫条件下浮游生态系统的响应提供了原核微藻方面的实验依据。     

地表灌溉对沉积含水层中碘迁移释放过程的影响

灌溉等人为活动会造成外源物质的输入,如硝酸盐、有机质等,从而引起浅层地下水环境发生周期性波动。为研究农业灌溉对沉积含水层中碘迁移富集过程的影响,选取代表性富碘沉积物,通过室内实验模拟了灌溉活动外源物质输入条件下,盆地地下水系统中碘迁移释放的（生物）地球化学过程。实验结果表明：厌氧条件下,外源有机质输入可促使微生物利用有机质作为电子供体,还原固相铁矿物相,进而造成搭载于铁氧化物/氢氧化物表面的碘释放,以碘离子形式在地下水中富集;而在NO₃^-输入情况下,微生物会优先利用NO₃^-为电子受体,至硝酸盐被全部消耗后,Fe（Ⅲ）可进一步被还原为Fe（Ⅱ）。研究结果表明,人为活动造成浅表环境外源物质的输入可直接影响浅层地下水中碘的迁移释放过程。伊利石黏土矿物吸附的铁氧化物矿物相可能为浅层环境中碘的主要搭载介质,微生物作用下,铁氧化物/氢氧化物的还原溶解是高碘地下水形成的主控因素。     

四水硝酸钙熔盐的结构研究

用θ~θ液体衍射仪精确测量了Ca(NO3)2.4H2O熔体的X射线衍射数据,通过数据处理给出了熔盐的结构函数和实验径向分布函数曲线,并由r=0.618λ/sinθ对结构函数曲线进行了定性描述;通过理论模型计算获得了熔体配位结构参数。研究结果表明,熔体中至少存在一种带单氧桥键或双氧桥键的双核配合物;并用计算给出的局域结构模型,讨论了熔体结构对晶体生长过程的影响。     

三角褐指藻及其藻际细菌对不同无机氮源的响应

海洋生态系统中,浮游植物和细菌之间的相互作用是影响营养盐供应和再生、海洋初级生产力和生物地球化学循环的基本生态关系.为研究营养盐、浮游植物和细菌之间的关系,在实验室内培养条件下,通过改变氮源的形态(硝态氮和铵态氮)和浓度,研究海洋浮游植物三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的藻际细菌在不同营...     

基于15N同位素技术的岩溶地下河硝酸盐污染变化特征研究——以重庆青木关地下河为例

根据2010年5月至2010年10月每月对青木关地下河河水的监测数据,利用15N同位素技术并结合水化学指标,分析地下河的水化学特征以及硝态氮来源的时空变化特征。结果表明,地下河出口丁家龙洞硝态氮浓度(5.077mg/L)比入口天池硝态氮浓度(0.842mg/L)高6倍多。入口天池处地下河河水硝态氮浓度比较低,δ15N浓度变化范围为-7.0475‰~+7.059‰,变化幅度不大,说明该点的氮污染较低,地下水受外界影响较小,污水和粪便不是主要的δ15N来源。出口丁家龙洞处的δ15N浓度变化范围在-21.453‰~+37.825‰,总体浓度高且变化幅度大,受上游养猪场粪便直接排入及降水影响较大。