大同盆地地下水中碳硫同位素组成特征及其对碘迁移富集的指示

为深入探究地下水系统中影响碘迁移转化的主控水文生物地球化学过程,对大同盆地典型高碘地下水区完成样品采集,分析地下水样品基础理化性质及碳硫同位素组成特征.结果表明,大同盆地地下水碘含量变化范围为14.40～1030.00μg/L,高碘地下水(I>100μg/L)主要分布在盆地中心排泄区.地下水中溶解性无机碳的δ13CDI...     

基于FT-ICR MS表征达古冰川冬春季节表层雪中DOM分子组成变化

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对表层雪和径流中DOM进行分子层次表征。结果显示:达古冰川冬春季节表层雪中DOM化学组成非常丰富,主要包括脂类、多肽类、不饱和烃类,还含有少量的酚类、多环芳烃类和糖类,来源包括微生物活动和陆源性输入。春季径流中DOM的主要来源是陆源性输入,受人类活动影响较大。分析不同季节表层雪DOM的分子组成变化,发现冬季低温环境有利于表层雪中脂类、多肽类和含S类DOM分子的富集,春季气温升高则有利于表层雪中多肽类、不饱和烃类和含N类DOM分子的富集。比较春季径流和表雪中DOM的分子组成变化,发现径流中杂原子类DOM含量降低,微生物来源的脂类和多肽类DOM含量降低,陆源性的酚类和多环芳烃类含量显著增加,说明径流中DOM的生物活性降低而光反应活性增加。因此随着冰川持续消融大量的冰川融水将DOM带入下游水环境...     

江汉平原高砷地下水中DOM三维荧光特征及其指示意义

水体中溶解性有机质(dissolved organic matter, DOM)是含水层中砷释放的主控因素之一.江汉平原河湖众多、沟渠广布,地表水体与浅层地下水的交互作用使得DOM的组分特征及其强度有显著差异.为查明江汉平原地下水中溶解性有机质在砷迁移转化过程中的作用,对江汉平原地表水和浅层地下水进行三维荧光光谱分析,使用平行因子分析法提取水体中有机质的分子组成、功能特点和荧光特征,并分析各组分相对含量与地下水中砷与铁的关联.江汉平原水体中DOM包括3种主要组分,组分C1、C2为类腐殖质,C2是生物降解过程中产生的小分子,C3为类蛋白物质.地下水DOM以类腐殖质组分C1、C2为主,地表水以类蛋白类物质C3和小分子腐殖质C2为主.高砷地下水中DOM以陆源为主,主要通过两种途径促进As的迁移转化:(1) DOM的腐殖质组分充当微生物群落的电子运输工具,促进微生物作用下的有机质氧化和铁氧化物的还原,并伴随As的释放及大量溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)和HCO₃-的产生;(2) As以铁等金属阳离子为桥接物与腐殖质结合,通过形成As-Fe-DOM络合物,导致地下水中砷的迁移.      

大同盆地沉积物REE分布特征及其对碘富集的指示

大同盆地是典型的干旱-半干旱内陆盆地,盆地中部地下水碘含量异常,对当地饮用水安全造成了严重威胁.对盆地高碘地下水分布区沉积物组成及稀土元素(REE) 进行了地球化学研究,结果表明,地下水系统呈弱碱性(pH值为7.18~9.64) 的偏还原环境,沉积物多为Ce正常或轻微负异常及Eu负异常;沉积物中碘含量为0~1.78×10-6;ΣREE含量较高,ΣLREE/ΣHREE比值为2.79~4.14,即富集轻稀土元素(LREE) 而亏损重稀土元素(HREE).ΣREE与碘含量呈负相关关系,虽然铁氧化物/氢氧化物矿物的还原性溶解可导致二者的释放,但由于沉积物有机质产生的低结晶矿物对碘的强吸附性,使沉积物中碘含量较高;弱碱性环境中REE的再吸附过程会导致沉积物中富集LREE;沉积物中碘含量与氧化还原敏感组分TOC、U、V及[Eu]_N的关系也表明,地下水系统的氧化还原条件及有机质含量是影响碘富集的重要因素.      

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...     

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...     

石家庄地区地下水中溶解性有机碳同位素特征及其环境指示意义

溶解性有机碳(DOC)是地下水中微生物代谢活动的主要能量来源,δ13CDOC值是指示DOC来源及生物代谢活动的重要参数.通过对石家庄地区浅层地下水中DOC浓度及δ13CDOC特征进行分析,结合相应的水化学检测,探讨了δ13CDOC值对地下水环境演化的指示作用.结果表明:DOC浓度及其同位素特征均受到天然及人为两方面影响,表现出一定的空间特征.在垂向上,除石家庄西北部地区以外,研究区地下水中DOC浓度随地下水埋深的增大有降低趋势,δ13CDOC随地下水埋深的增大而增大;石家庄西北部地区具有一定特殊性,地下水埋深较浅,交替强烈,TOC含量较高,而DOC浓度较低,δ13CDOC值偏负.在水平方向上,滹沱河沿岸地区,沿地下水流向,DOC浓度逐渐降低,δ13CDOC值逐渐偏正.石家庄南部地区受污灌影响,DOC浓度较高,δ13CDOC值偏负.研究区地下水埋藏深度、补给条件、径流特征以及人为作用均对地下水中DOC浓度及其同位素特征产生显著影响.δ13CDOC值与SO42-、NO3-浓度的相关关系指示出研究区地下水中反硝化作用和硫酸盐还原作用的发生,从吴家营、宋营一带开始逐渐由硝酸盐还原环境向硫酸盐还原环境过渡;沿地下水流向,地下水环境还原程度增强.     

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...     

华北平原原生富碘地下水系统中碘的迁移富集规律:以石家庄-衡水-沧州剖面为例

高碘地下水是继高砷、高氟地下水之后的又一全球性饮水安全问题,但对地下水系统中碘的赋存形态及迁移富集机理研究尚显不足.为了解华北平原地下水系统中碘的空间分布特征及迁移富集规律,选取石家庄-衡水-沧州典型水文地质剖面,完成地下水样品采集,分析其水化学组成、总碘含量及碘形态组成特征,同时运用phreeqc完成水文地质剖面地球化学反向模拟及相关矿物饱和指数计算,定性定量表征水流场内所发生的水文地球化学过程,进而深入探讨上述过程对地下水系统碘迁移富集的影响.结果表明,区域内地下水中碘含量变化范围为3.35~1 106.00 μg/L,其中,41.86%样品碘含量超过《水源性高碘地区和地方性高碘甲状腺肿病区的规定（GB/T19380-2003）》所界定的150 μg/L国家标准;空间上,高碘地下水主要分布于渤海湾区;地下水中碘的主要赋存形态为碘离子及碘酸根离子,其分布受氧化还原环境控制,碘酸根离子主要出现于氧化环境中;沿地下水流向,地下水环境朝利于液相碘迁移富集的方向演变;渤海湾区,海水入侵影响下形成的偏碱性、（弱）还原环境,利于碘从沉积物中迁移释放至地下水中;碘在不同铁矿物相上的搭载能力及氧化还原环境演化导致的铁矿物相转化,是造成华北平原地下水系统中碘迁移富集的主要水文地球化学过程.      

某地下核设施场址地下水化学特征及其对水循环的指示意义

在核设施场址筛选和长期性能安全评价中,地下水化学特征是最重要的因素之一.本文采用数理统计、离子比例法、同位素分析法以及水文地球化学模拟等方法,对沿海某核设施场址水化学特征及主要控制因素、地下水补给来源与年龄等进行了分析,并构建了该场址地下水循环演化模式.研究表明：场址地下水中TDS较低,pH值多呈弱酸性;地下水化学类型主要为HCO₃-Na·Ca型和HCO₃-Ca·Na型;水化学组分主要受硅酸盐岩风化作用的控制;地下水主径流路径上以钠长石、钙长石的风化溶解为主;地下水来源于当地大气降水入渗补给,硐室深度范围内地下水¹⁴C表观年龄为2.08～3.60 ka.该场址地下水化学特征及水循环交替条件对于保障该核设施的安全性是有利的.     

湿地溶解性有机质（DOM）源识别方法研究

湿地是位于水陆生态系统之间的重要生态交错带,而溶解性有机质(DOM)是陆地向水生生态系统输送营养物质的重要载体物质。湿地中DOM的来源分为内源和外源。对湿地中DOM的来源进行识别有助于认识湿地中营养物质的生物化学循环特征,从而进一步了解水陆生态系统之间的物质循环。目前,对湿地DOM进行源识别的方法较多。根据各种方法在研究中应用的广泛性和可用性,本文主要介绍了光学法、同位素法、C/N比值法和生物标志法在湿地DOM源识别中的应用。综合分析表明,光学法、同位素法和C/N比值法在湿地DOM源识别研究中的应用较多。近几年,由于生物标志物(特别是木质素)不仅能够对来源进行识别,而且对源的变化很敏感,因此生物标志法在湿地DOM源识别中的应用成为研究的热点。论文在分析各种湿地DOM源识别方法的基础上,指出了目前研究中存在的问题,并提出进一步研究的方向。     

Using Optical Properties to Quantify Fringe Mangrove Inputs to the Dissolved Organic Matter (DOM) Pool in a Subtropical Estuary

Dissolved organic carbon (DOC) concentration and dissolved organic matter (DOM) optical properties were analyzed along two estuarine river transects during the wet and dry seasons to better understand DOM dynamics and quantify mangrove inputs. A tidal study was performed to assess the impacts of tidal pumping on DOM transport. DOM in the estuaries showed non-conservative mixing indicative of mangrove-derived inputs. Similarly, fluorescence data suggest that some terrestrial humic-like components showed non-conservative behavior. An Everglades freshwater-derived fluorescent component, which is associated with soil inputs from the Northern Everglades, behaved conservatively. During the dry season, a protein-like component behaved conservatively until the mid-salinity range when non-conservative behavior due to degradation and/or loss was observed. The tidal study data suggests mangrove porewater inputs to the rivers following low tide. The differences in quantity of DOM exported by the Shark and Harney Rivers imply that geomorphology and tidal hydrology may be a dominant factor controlling the amount of DOM exported from the mangrove ecotone, where up to 21 % of the DOC is mangrove-derived. Additionally, nutrient concentrations and other temporal factors may control DOM export from the mangroves, particularly for the microbially derived fluorescent components, contributing to the seasonal differences. The wet and dry season fluxes of mangrove DOM from the Shark River is estimated as 0.27?×?10⁹ mg C d^?1 and 0.075?×?10⁹ mg C d^?1, respectively, and the Harney River is estimated as 1.9?×?10⁹ mg C d^?1 and 0.20?×?10⁹ mg C d^?1.     

Spatial Variation in the Optical Properties of Dissolved Organic Matter (DOM) in Lakes on the Canadian Precambrian Shield and Links to Watershed Characteristics

In the present study, we explored the use of various optical parameters to detect differences in the composition of the dissolved organic matter (DOM) in a set of lakes that are all located on the Canadian Precambrian Shield, but within which Cu and Ni speciation predictions were previously shown to diverge from measured values in some lakes but not in others. Water samples were collected with in situ diffusion samplers in 2007 (N = 18 lakes) and 2008 (N = 8 lakes). Significant differences in DOM quality were identified between the sampling regions (Rouyn-Noranda, Québec and Sudbury, Ontario) and among lakes, based on dissolved organic carbon concentrations ([DOC]), specific UV absorbance (SUVA₂₅₄), fluorescence indices (FI), and excitation–emission matrix (EEM) fluorescence measurements. Parallel factor analysis (PARAFAC) of the EEM spectra revealed four components, two of which (C3, oxidized quinone fluorophore of allochthonous origin, and C4, tryptophan-like protein fluorescence of autochthonous origin) showed the greatest inter-regional variation. The inter-lake differences in DOM quality were consistent with the regional watershed characteristics as determined from satellite imagery (e.g., watershed-to-lake surface area ratios and relative percentages of surface water, rock outcrops vegetative cover and urban development). Source apportionment plots, built upon PARAFAC components ratios calculated for our lakes, were used to discriminate among DOM sources and to compare them to sources identified in the literature. These results have implications for other areas of research, such as quantifying lake-to-lake variations in the influence of organic matter on the speciation of trace elements in natural aquatic environments.     

Engineering Strategies on Flood Control in Middle Reach of Yangtze River, China

CAUSE FOR FL OODS IN MIDDL E REACH OF YANGTZERIVERFlood,a kind of interface disaster,occurs atthe interfacebetween atmosphere and lithosphere. Flood happens when at-mosphere and lithosphere interplay and couple each other(ofcourse,biosphere may also join in this) . Both meteorologicaland geographical factors can bring about flood;the formercontrols the time of flood and the latter controls the place ofdisaster. The second Neocathaysian tectonic subsidence area(L i,1973) is the…     

中上扬子地区奥陶纪-志留纪之交火山作用对有机质富集的影响

为了研究火山作用对黑色泥岩有机质富集机制的影响,以重庆市武隆区焦页143-5井岩心为研究对象,借助汞元素含量、总硫、总有机碳和钡元素含量等手段,分析上扬子地区奥陶系与志留系之交(五峰组-龙马溪组)火山活动和有机质富集的耦合关系.结果表明,汞元素富集层位(龙马溪组底部)对应着海洋生产力指标(总有机碳和生源钡)的高值,同时...     

中扬子台地北缘上震旦统碳酸盐岩中锶的分布特征及环境意义

中扬子台地北缘上震旦统碳酸盐岩沉积发育,可分为浅水台地和深水台盆两个相区和七种不同的相带。地球化学分析表明,该区碳酸盐岩中 Ｓｒ 和 Ｓｒ／ Ｃａ ×１０００ 的比值与沉积环境密切相关,由浅滩相向深水斜坡－ 盆地相明显增加。究其原因,一方面因不同沉积环境中碳酸盐矿物组分不同,影响了锶的分布;另一方面与沉积环境所决定的成岩环境有关。因此,利用微量元素锶的含量和 Ｓｒ／ Ｃａ ×１０００ 比值可以判别沉积相。     

Fold-Axis Parallel Extension along the Southern Ending of the Quito (Ecuadorian Andes) Fault System: Implications in River Network and Aquifer Geometry

Geotectonics - Extension parallel to fold axis represents a rarely documented tectonic process that occur in different tectonic settings such as large-scale orogenic belts, mountain ranges, and...     

离子强度对苝与溶解有机质疏水性组分相互作用的影响

自然界水体(如地下水、湖泊、河流及海洋)中的溶解有机质(DOM)因具有显著的生态及环境功能而受到人们的广泛关注:DOM能够影响环境中污染物的命运,比如疏水性有机污染物(HOCs)与天然有机质结合后,其迁移途径、生物可利用性和毒性受到明显的控制,其对环境中生物的危害性减弱。本文运用荧光猝灭法测定了多环芳烃苝(perylene)与提取自红枫湖天然水体的DOM有机组分,计算了苝与DOM有机组分相互作用的分配系数(KDOC),探讨了影响相互作用的因素以及水体离子强度对分配系数的影响。研究认为,红枫湖DOM有机组分对多环芳烃苝的吸附能力与其芳香结构单元有很强的相关性,log KDOC值与有机组分在280 nm处的摩尔吸收(ε280)和分子质量有线性度较高的正比关系。一般而言,离子强度对分配系数的影响比较复杂,就总体趋势而言,增加离子强度有利于对PAHs吸附能力的提高。     

静电场轨道阱质谱在水中溶解性有机质表征中的应用进展

溶解性有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)在水生生态环境中广泛存在,影响着水环境中多种物质的生物地球化学性质.分析其组成与含量具有重要的生态环境意义,是生态环境科学领域研究的热点.溶解性有机质组成非常复杂,其分子组成的解析一直是难题.近年来,具有高分辨率、高灵敏度、高通量、高扫描速率等特性...