基于污染负荷核算的岷江流域总磷污染成因分析及对策

总磷是长江流域水环境污染的首要超标因子,岷江作为长江上游流量最大的支流,总磷污染严重,对长江总磷污染贡献较大。为了解岷江流域总磷污染,采用排污系数法,计算得到2016年岷江流域污染源总磷入河量为1 154 t,以农村生活污染负荷占比最高(51.3%),其次为城镇生活源(28.7%)、农业非点源(8.24%)、工业源(9.57%)、畜禽养殖源(1.21%),城市径流源(0.99%)最低;在空间上岷江流域总磷污染负荷呈中游(64.2%)>下游(32.6%)>上游(3.1%)的特点,与岷江干流总磷浓度变化趋势相符,其中成都市总磷污染负荷最高(51.2%),与区域人口密度高、生产和生活活动密集有关。结合资料收集和现场调查,岷江流域总磷污染成因主要包括农村生活污染治理缺口较大、城镇生活污染处理基础设施建设不足、工业企业密布、部分支流总磷污染严重、水污染治理导向不全面。针对岷江总磷污染负荷分布特征及成因,提出“上游保护优质水体、中游治理重污染水体、下游恢复不达标水体”的分区污染防治对策,统筹流域监管体制机制,强化岷江流域水环境保护和治理。     

蛇纹石化和俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为

蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石。蛇纹石化过程中会造成流体活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr和Ba等)的显著富集,并且由于原岩性质、流体成分和氧逸度等条件的不同,大洋岩石圈蛇纹岩和弧前蛇纹岩的特征也略有不同。例如,弧前蛇纹岩具有相对高的As、Sb、B和相对低的U,这反映了俯冲沉积物来源流体的贡献。在俯冲带蛇纹岩的变质脱水过程中,利蛇纹石向叶蛇纹石的转变伴随着矿物内超过50%F和Cl的释放,以及一些流体活动性元素(如B和Li)的迁出;此外,蛇纹石分解形成的变质橄榄石中的流体包裹体指示,蛇纹石脱水分解所产生的流体具有高于原始地幔几个数量级的Cl、Cs、Pb、As、Sb、Ba、Rb、B、Sr、Li和U含量。由于利蛇纹石中的Fe~(3+)含量较叶蛇纹石高,这种矿物相转变过程中也伴随着俯冲通道内的一系列氧化还原过程,从而影响流体性质和新形成的叶蛇纹石的成分。蛇纹岩与岛弧岩浆在流体活动性元素富集规律上的相似性说明蛇纹岩在俯冲带元素循环中扮演着重要的角色。此外,蛇纹石矿物相转变过程中F、Cl、B等元素的释放,可能对于斑岩型金矿、蛇绿岩中的金矿和某些蛇纹岩作为赋矿围岩的硼矿的形成起到重要的作用。     

滹沱河流域本底状态地表水氮、磷非点源污染评价

通过对滹沱河流域各支流源头区地表水中氮、磷浓度监测分析,得出本底状态下总氮浓度为0.223～5.631 mg/L,氨氮浓度范围为未检出～0.634 mg/L,可溶态氮浓度为0.190～5.532 mg/L,总磷浓度为0.024～0.683 mg/L,可溶态磷浓度为0.026～0.220 mg/L.本底状态下各水文期氮的非点源污染形态都以可溶态氮为主;磷的非点源污染形态枯水期以可溶态磷居多,丰水期以颗粒态磷为主.滹沱河流域本底状态下氮、磷非点源污染水平较高.     

提高生态浮床系统脱氮除磷效率研究进展

生态浮床系统处理技术因具有投资少、易操作、无二次污染兼具良好景观性等优点而被广泛应用于各种类型污染水体的治理。生态浮床系统是一个复合生态工程系统,其对污染的去除机理是一个错综复杂的过程,填料、水生植物、水生动物和微生物共同发挥着重要作用。主要概述生态浮床系统的发展状况、脱氮除磷机理、限制因素及存在问题;重点概述以细菌固定化技术和曝气等方式的外在法和以改进生态浮床系统构造形式、筛选优势浮床植物等方式的内在法,来提高生态浮床系统脱氮除磷效率;展望了生态浮床污水处理系统未来的研究与应用前景。     

稳定同位素分馏蒸汽压效应的计算方法

稳定同位素分馏的蒸汽压效应（vaporpressureisotopeeffects,简称VPIE）,在地球化学和天体化学上有着非常重要的研究意义。大部分情况下,由于轻重同位素体具有不同的蒸汽压,在经历挥发和蒸发过程时,含有重同位素的物种挥发得慢,轻同位素物种挥发得快,最终结果导致凝聚相富集重同位素,气相含有较多的轻同位素。在地球化学上,VPIE直接同非常重要的地学参数——同位素平衡分馏系数仅联系在一起。本文应用Bigeleisen提出的方法,直接将VPIE和约化配分函数比（RPFR）相联系,只需要通过理论计算获得两种物质的简谐振动频率,就能够得到非高压情况下该物质的VPIE。本文以水和硫镉矿（CdS）为例,详细介绍了如何计算蒸发和气化过程VPIE的方法,并指出了其在天体化学和矿床学中的一些潜在应用。     

钾稳定同位素研究综述

钾稳定同位素是重要的非传统稳定同位素体系,也是近年来迅速发展的热门研究课题。对钾同位素研究历史和现状进行综述,具体包括以下内容:(1)总结了钾元素的地球化学和宇宙化学性质,包括钾在主要地质储库(地幔、地壳、海洋)中的丰度及其分配,钾在岩浆演化中的不相容大离子亲石性,常见含钾火成岩/沉积岩矿物以及钾在表生过程中的循环,也包括主要行星物质(球粒陨石、非球粒陨石、火星和灶神星陨石以及月球样品)中钾的含量、赋存状态、主要矿物,钾在太阳星云冷凝、行星积聚以及岩浆海过程中的中等挥发性质;(2)介绍了钾同位素的研究历史,从1922年Dempster利用最早的质谱仪测量钾同位素在自然界的丰度,到Taylor和Urey在1938发表的经典的钾同位素分馏实验,再到Humayun和Clayton在1995年发表的钾同位素领域的经典研究,最后到近几年的进展;(3)介绍了对钾的前处理(离子交换柱法)以及钾同位素的主要测量方法,包括早期热电离质谱仪法(TIMS),二次离子质谱仪法(SIMS)和近十几年以来高速发展的多接收电感耦合等离子体质谱仪法(MC-ICP-MS)及其不同的技术路线;(4)介绍了高精度钾同位素比值在低温地球化学和生物地球化学中的应用,包括钾同位素在地表的风化过程中、海水洋壳的反向风化作用中的分馏及其在示踪全球钾元素循环和洋壳俯冲等过程中的应用;(5)介绍了高精度钾同位素比值在高温地球化学中的应用,包括钾同位素在岩浆分异和矿物结晶过程中的分馏;(6)介绍了高精度钾同位素比值在宇宙化学中的应用,包括在太阳星云冷凝、行星凝聚、月球形成大碰撞、岩浆海、火山喷发去气过程中的分馏作用。     

波浪扰动对太湖底泥磷释放影响模拟

为揭示波浪扰动对湖泊底泥磷释放的影响,在波浪水槽中模拟了不同波高情况下扰动对水体、水土界面、底泥间隙水的磷、溶解氧等的影响.结果显示,在大波扰动下,沉积物大量悬浮,水体总磷随之增加,溶解性磷增加却不显著;波浪扰动显著增加了水体和沉积物界面的溶解氧浓度,并增加了溶解氧在沉积物的侵蚀深度;波浪扰动降低了沉积物表层10 cm内间隙水中的磷浓度,而10 cm以下沉积物中间隙水中磷浓度基本保持不变.研究表明,波浪扰动可迅速增加水体中颗粒态的营养盐,但是对于溶解态营养盐,尤其是水体中活性磷浓度的影响,则受沉积物性质、水-沉积物间隙水磷浓度差,以及水-沉积物中氧含量等多方面因素的影响.     

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。     

西湖总磷模型构建及内循环引水效果分析

调水是目前快速改善湖泊水质的有效方法之一,但是对于调水所能达到的最佳效果研究很少。以杭州西湖为例,利用环境流体动力学模型EFDC构建了西湖TP模型,对通过苏堤各桥孔的流量、外西湖分层流场和水质浓度进行了验证,分析了在现有外围调水情况下增加西湖内循环引水后西湖TP的时空变化。模拟结果表明,增加内循环引水,直接将低浓度区的水引至高浓度区,能够明显降低高浓度区的水质;低浓度区由于引水量的减小,区域内水质浓度会有一定的上升;全湖平均水质浓度基本不会发生改变。在没有增加外部引水的情况下,内循环引水可以使湖泊水体掺混更加均匀,对于防止高浓度区富营养化有很好的效果。增加内循环引水对西湖改善高浓度区水质有一定的指导意义,同时也可为相似湖泊增加内循环引水措施提供借鉴。     

环境同位素记录中共生碳酸盐氧同位素分馏差值的影响

湖泊化学沉积碳酸盐δ18O是研究区域气候演变的重要环境指标之一。青海湖等闭流湖泊的研究结果证实,在对δ18O环境记录进行共生碳酸盐氧同位素分馏效应校正时,应依据具体情况,采用0-1‰的分馏差值。由高温实验结果推断出的常温分馏差值(4‰-7‰)不能被应用到自然条件下湖泊共生碳酸盐氧同位素分馏效应的校正。