吉林市地下水中"三氮"迁移转化规律

通过对吉林市1988~2004年地下水水化学资料进行分析,认为地下水中“三氮”的分布、随时间变化的特点与其来源有极为密切的关系,农灌区地下水中“三氮”含量在空间上分布比较均匀,丰水期含量升高、枯水期含量降低;工业污染导致地下水中“三氮”含量变化较大,年内丰枯水期变化表现不明显;多年基本表现为地下水中“三氮”不断增高。地下水中“三氮”的增加是土壤和地表水中污染源的增加与补给地下水的渗流共同作用的结果。污染源不同、地表水污染、水文地质条件、水土流失、地下水中Fe2 含量较大对“三氮”迁移转化及其空间分布都有一定的影响。     

长江中游沿岸地下水中有机质分子组成特征及其对碘富集的指示

长期摄入高碘地下水（碘浓度＞100 μg/L）会造成人体甲状腺机能损伤.天然有机质被认为是影响高碘地下水形成的关键组分,为研究地下水中溶解性有机质（DOM）分子组成对碘富集的影响,选取长江中游沿岸浅层地下水作为研究对象,运用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR-MS）表征不同碘浓度地下水中DOM分子组成差异.研究发现碘易富集在还原环境的浅层地下水中,地下水中碘的浓度与溶解性有机碳（DOC）浓度无显著关系,DOM分子总数越多碘浓度越高;高碘地下水较低碘水DOM分子均一性、多样性更强,氧化程度和不饱和程度更高,含更多芳香性结构.长江中游沿岸高碘地下水的形成受DOM分子组成控制,主要与不饱和程度高尤其是含芳香性结构的大分子DOM有关,含芳香性结构的DOM分子与碘络合在高碘地下水的形成过程中起重要作用.      

铵含量和氮同位素对成岩成矿环境的示踪

在自然界中除氮气和硝酸根外，氮通常呈化合物铵离子存在，除部分有机质裂解生成的铵以游离吸附状存在于土壤、岩石及热水溶液中外，大部分深源和有机质裂解生成的铵，以固定铵的形式置换钾、钠、钙、铷和锶等存在于矿物中，在成岩成矿以及变质作用过程中，铵均可以进入矿物的晶格。铵替代钾、钠等的数量与岩石形成的环境有着密切关系，氮同位素分馏程度较大，在不同环境中分馏程度明显不同，δ^15N具有较大的分布范围，因此铵含量和氮同位素成为水-岩反应，岩浆来源和结晶，壳-幔相互作用过程和判别成矿物质来源的有效示踪剂之一。     

太平洋西部深海沉积物中有机质、氮、磷的初步研究

本文通过对太平洋西部(南纬2°-8°,东径170°-173°20')水深在3800-5200米7个站位柱状样中有机质、氮、磷的含量分析,并与沉积物中粒度、微古、底栖生物、矿物资料的对比研究,指出了太平洋西部深海沉积物中有机质、氮、磷的分布规律,控制因素及地球化学特征。资料研究表明:有机质、氮主要来自海水的化学作用及生物作用的沉淀物,而磷同时又有火山喷发时颗粒无机磷的加入;有机质、氮的含量分布与沉积物类型密切有关,在某种程度上,对太平洋西部的沉积环境起了标志作用。     

地下水中铁元素的形成及其控制因素

研究了地下水中铁元素形成的主要控制因素及其分布规律。结果表明，地下水中铁的形成与含水介质及其上覆土层中的铁含量、地下水的酸碱度、地下水的径流条件、氧化还原环境等有密切的关系。     

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。     

青岛市地下水中硝酸盐氮的污染及其影响因素分析

本文通过对2000～2004年青岛市地下水中硝酸盐氮含量的分析,探讨了青岛市地下水中硝酸盐氮的污染规律及影响因素.分析结果表明:地下水中硝酸盐氮的污染有地区性差异,污染区主要集中在农业比较发达的平度、莱西等平原地区,而属于山区的胶南地下水中的硝酸盐氮的含量较低.在平度、菜西地区,地下水中硝酸盐氮的含量与氮肥施用量具有一定的正相关.应加强该区域含氮有机物污染的治理.     

含油气岩系中含铵矿物研究现状与前景

研究表明,在含油气岩系中,当有机质发生热演变而成熟、并逐渐向烃类转变的整个过程中,氮主要以NH+₄的形式释放出来而进入孔隙流体与周围介质 (成岩矿物 )相互作用,最重要的机制是NH+₄可取代粘土矿物 (如伊利石,I/S混层矿物等 )层间的K+而参与成岩作用,形成含铵矿物,这一过程中氮的地球化学性质发生了重要变化,含铵矿物中固定 -NH4的富集状况与有机质成熟度及烃类运移有关。通过研究成岩和油气生成、运移、聚集过程中氮的岩石地球化学行为及其控制因素,可将固定 -NH₄作为有机质成熟度和油气运移路径的一种新的、有意义的示踪剂。     

不同pH条件下胶体对含水介质中铵氮迁移的影响

为了研究在不同酸碱条件下含水介质中铵氮迁移的胶体效应,文章在室内水动力弥散试验的基础上,进行了不同酸碱条件下天然黏土胶体对铵氮迁移影响的试验。研究结果表明:土柱出水铵氮穿透曲线表现为"未穿透"、"开始穿透"和"完全穿透"三个阶段;含水介质对铵氮的迁移有一定的阻滞作用,阻滞因子Rd1。根据胶体DLVO理论,不同pH不仅影响水溶液中铵氮水解平衡,同时也影响胶体粒径及Zeta电位,影响铵氮、胶体及含水介质三者间的相互作用,从而进一步影响铵氮在含水介质中的迁移:当水溶液pH为3.5时,含胶体含水介质对铵氮的阻滞因子Rd(4.17)大于无胶体铵氮Rd(3.57),胶体对铵氮的迁移起到阻滞作用;pH为10.5时,不含胶体Rd为2.50,大于含胶体Rd(2.03),胶体对铵氮运移促进作用;pH=7.5时,胶体对铵氮迁移影响不显著;同时研究发现,不论有无胶体作用,不同酸碱环境中含水介质对铵氮迁移的阻滞作用一致,阻滞系数大小均表现为:Rd(pH=10.5)Rd(pH=7.5)Rd(pH=3.5)。     

Seasonal variations of nitrogen, phosphorus and the nutrient characters in the shallow lakes along the middle and lower reaches of the Yangtze River

Lakes along the middle and lower reaches of the Yangtze River are unique shallow lake group faced with serious problems of eutrophication. In shallow lakes, there are strong interactions between surface sediment and overlying water, and the chemical, biological processes are complicated in the system. The mechanism of shallow lake eutrophication is still insufficient to instruct the harness practice. Water samples were collected quarterly in each lake center from 2000 to 2003. Chemical variables and ionic concentrations were measured in laboratory. This paper focused on the seasonal variations of NO2-N, NO3-N, NH4-N, DIP, chlorophyll a and TN ： TP ratios in 49 lakes along the middle and lower reaches of the Yangtze River. The cooperating mechanisms between N and P were investigated through the analysis of their relationships at different nutrient levels.     

长江中游沿岸过江大桥工程建设适宜性评价与地学建议

基于长江中游沿岸地质环境条件及过江大桥场地建设基本要求,优选地形地貌、工程地质条件及区域稳定性3个评价因素,运用层次分析法开展长江中游沿岸过江大桥工程场地建设适宜性评价,将长江中游沿岸过江大桥工程分为适宜开发岸线、较适宜开发岸线、一般适宜开发岸线及非优先开发岸线4个等级。长江中游沿岸地区以较适宜开发岸线和一般适宜开发岸线为主,长度分别为625.19 km和598.99 km,分别占岸线总长度的31.35%和30.04%。针对长江中游不同等级岸线的地质特征,提出了相应的地学建议,为长江中游沿岸过江大桥优化选址提供地学指导,进一步促进长江经济带国土资源空间规划与岸线资源保护利用工作的开展。     

长江中游沿岸过江大桥工程建设适宜性评价与地学建议

基于长江中游沿岸地质环境条件及过江大桥场地建设基本要求,优选地形地貌、工程地质条件及区域稳定性3个评价因素,运用层次分析法开展长江中游沿岸过江大桥工程场地建设适宜性评价,将长江中游沿岸过江大桥工程分为适宜开发岸线、较适宜开发岸线、一般适宜开发岸线及非优先开发岸线4个等级.长江中游沿岸地区以较适宜开发岸线和一般适宜开发岸线为主,长度分别为625.19 km和598.99 km,分别占岸线总长度的31.35%和30.04%.针对长江中游不同等级岸线的地质特征,提出了相应的地学建议,为长江中游沿岸过江大桥优化选址提供地学指导,进一步促进长江经济带国土资源空间规划与岸线资源保护利用工作的开展.     

Possible factors controlling the distribution of phosphorus in the sediment of Longgan Lake,middle reach of Yangtze River,China

Major elements [aluminum (Al), calcium (Ca), iron (Fe), manganese (Mn)] and phosphorus (P) as well as its fractions in the sediment of Longgan Lake, a shallow lake in the middle reach of Yangtze River, China, were investigated to assess the effect of factors such as the grain size, organic matter (OM), and redox conditions on the behavior of P. Meanwhile, the anthropogenic impact on the P accumulation during the last century was distinguished from the natural one. The grain size, redox conditions, and major elements had close relationship with inorganic P, while there was a significant correlation between organic P and OM. Different relationships between Ca-bound P and Ca in the sediment indicated the anthropogenic Ca source besides the natural one. The marked anthropogenic impact on the lake was detected since 1950 ad, while it significantly intensified since 1970 ad. This change corresponded well to the history of the reclamation, constructions of dams, and reservoirs, the utilization of phosphate fertilizers, and the utilization of lime to kill off schistosomes. The P flux was applied to distinguish the anthropogenic versus natural P accumulation. Before 1950 ad, the natural P inputs by soil erosion, runoff, and so on, were the main source of P in the sediment, while thereafter the increasing human activity in the catchment resulted in more extra P or so-called anthropogenic P accumulation.     

长江中下游不同营养水平湖泊水体环境变化特征及机制

选择长江中下游49个湖泊进行不同季节的水体溶解无机氮(DIN)、总氮(TN)、总磷(TP),溶解性无机磷(DIP)以及叶绿素a(Chla)等环境参数分析,开展不同营养水平湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:DIN、TN/TP随TP的变化规律反映了不同营养水平和季节下地球化学作用的影响;氨氮(NH₄-N)、TP、DIP、Chla尤其是NH₄-N的季节性变化规律与营养水平关系密切;TP<0.05 mg/L时,NH₄-N随总磷升高的趋势夏季大于其他季节,TN/TP与硝态氮(NO₃-N)、TN相关性好,营养源组成和氨化作用是主要影响因素;0.05 mg/L4-N随总磷升高的趋势基本相同,TN/TP与亚硝态氮(NO₂-N)、NO₃-N、TN相关好,水生植物利用、氨化和反硝化作用是主要影响因素。TP>0.1 mg/L,冬季NH₄-N随总磷升高的趋势明显大于其他季节,TN/TP在冬季和春季与TN、NO₃-N相关性好,夏季和秋季与TP相关性好,其主要原因在于夏季和秋季水生植物对DIN的利用量、反硝化作用和湖泊内源释放的显著增强。     

长江中下游实时洪水预报模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统水沙运动数值模拟基础上,成功地将面向长江中下游防洪规划论证需求的水沙数学模型转化为面向长江防洪系统防汛方案评估需求的长江中下游实时洪水预报数学模型.为适应实时预报调度快速、准确评估的要求,提出了基于水动力学的循环滚动计算模式和实时校正模式.实现了水文学实时校正方法与水动力学数学模型的耦合,建立了基于水动力学的实时校正模式和分洪溃口洪水预报模式.通过长江中下游防汛期间的试运行,较好地解决了洪水预报误差校正和分洪溃口后洪水预报等关键难题,为防汛方案的制定和实时洪水调度方案优化提供了技术支撑,主要成果已应用于长江中下游防汛调度方案中.     

疏勒河流域中下游盆地地下水功能评价

疏勒河流域中下游盆地大规模的水资源调配利用引起了该区地下水资源功能、生态功能和地质环境功能变化.文章介绍了用层次分析法评价地下水功能的方法,构建了疏勒河流域中下游盆地地下水功能评价体系,对单项功能和综合功能进行了5级划分与评价,并依据评价级别分别指出地下水应用前景,结果与其水文地质条件及环境状况相适合,可作为该区地下水功能区划的基础.     

黑河流域中游盆地水文地球化学演化规律研究

黑河是我国第二大内流河,研究其水化学演化规律,对于区域水资源科学利用与管理、保障饮水安全和下游生态安全都具有重要作用。本文利用2014—2018年在黑河流域开展1∶50 000水文地质调查所获取的资料,研究了黑河干流和丰乐河两个典型剖面的水化学和同位素变化规律。结果表明,黑河中游盆地地下水主要来源于祁连山区大气降水补给,黑河干流区地下水氘氧同位素比丰乐河流域更为富集,反映了氘氧同位素的高程效应。在丰乐河流域排泄区发现了非现代气候条件下形成的古水,说明现在的盐湖盆地早期就是地下水滞留区。山前戈壁带含水层经长期淋滤作用,地下水溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)较低,水化学类型以重碳酸型为主。溢出带以北下游地区TDS逐步增高,地下水类型以硫酸型、硫酸-氯型为主,具有两种地下水化学背景和演化模式:一种是石膏溶解-碳酸盐沉淀析出-氯化物溶解-缓慢的硅酸盐非完全溶解和阳离子交换反应模式;另一种在此基础上增加硫酸钠溶解演化模式。流域补给区和径流区地下水TDS升高的主要原因是溶滤作用。丰乐河排泄区地下水TDS升高的主要原因仍是溶滤作用,溶滤盐分的来源是表层的盐分,以石盐为主。黑河干流排泄区由于含水层较薄,水位埋深较浅,蒸发对地下水咸化的影响更大。     

长江中游洪水沉积特征与标志初步研究

洪水记录是研究洪水规律的重要依据。通过对1998、1999、2002年长江中游洪水沉积物的系统观察、对比和研究,结果表明,长江中游洪泛沉积在沉积体形状、沉积结构和沉积物成分等方面,具有与正常河道沉积明显不同的特点,可为古洪水事件确定提供可能和依据。根据沉积环境的不同,长江中游洪泛沉积大致可分为3种类型:溃口洪水事件的沉积、滨岸带的洪水沉积和洪水漫滩沉积。进而对各种类型的沉积学特征进行了分析、归纳和总结,初步建立了其识别标志。     

Evaluation of phosphorus bioavailability in sediments of the shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River region,China

Phosphorus (P) fractions and their bioavailability in the sediments from the middle and lower reaches of the Yangtze River region were investigated using different chemical extraction methods. The results show that the contents of bioavailable P in the sediments extracted by different extraction procedures varied greatly. But their rank order was similar. Potentially releasable P (PRP) was the largest, followed by algal available P (AAP), NaHCO₃ extractable P (Olsen-P), water soluble P (WSP), and readily desorbable P. PRP contributed approximately 60% to total P (TP) in most sediments, AAP 20%, Olsen-P 15%, WSP 2%, and readily desorbable P (RDP) 0.5%. For the heavily polluted sediments, their bioavailable P extracted from TP mainly originated from inorganic P (IP), IP mainly originated from NaOH–P, the bioavailable P concentrations can be evaluated by measuring the concentrations of TP, NaOH–P, and IP. For the slightly polluted sediments, the bioavailable P can only be evaluated by different chemical extractable methods.