天然海水硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法测定

建立了测定天然海水中硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法,该方法主要是在碱性条件下利用戴氏合金将海水中的硝酸盐还原为氨,后利用稀盐酸吸收生产的氨,将得到的氨吸收液浓缩后干燥结晶,利用同位素比值质谱仪测定所得晶体的氮同位素组成。研究中开展了戴氏合金添加量及氨吸收溶液在不同条件下干燥结晶对氮同位素测值的影响研究。结果表明,戴氏合金添加量为3.0 g及60 ℃下直接干燥结晶为最佳的实验条件。所建立的氨蒸馏法氮空白值仅为(0.90±0.19) μmol,低于此前文献报道的氮空白值;氮同位素组成(δ15N)空白值为(-14.7±4.1)×10-3。运用所建立的氨蒸馏法实测得到的硝酸盐δ15N值与氨扩散法、硝酸盐直接测定法得到的数值非常吻合,进一步证明所建立氨蒸馏法的可靠性。改进后的氨蒸馏法适用于硝酸盐浓度在2~50 μmol/dm3内的天然海水硝酸盐氮同位素组成的测定,方法的标准偏差为±0.3×10-3。     

HNLC海区间现场加铁实验的比较

综述了在赤道太平洋、南大洋和亚北极太平洋3个典型的高硝酸盐、低叶绿素a(high-nitrateandlow-chlorophylla,HNLC)海区不同研究小组现场加铁实验的结果,并阐述了铁限制与光限制、硅限制以及浮游动物摄食等其它限制因素之间的关系。加铁后,各海区的浮游植物生物量都增加了,但不同海区的浮游植物生物量、种群结构、颗粒有机碳通量等方面却有不同的响应,因而通过对大洋施铁以缓解大气中CO2增加的设想的可行性还需作进一步验证。     

格尔木地区沙尘气溶胶硝酸盐含量及来源

沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源对于全球氮排放估算具有重要意义。为了探讨格尔木沙尘气溶胶中硝酸盐的含量和来源,我们在格尔木2008年沙尘过程多发期1-6月进行了连续观测,并对收集的沙尘气溶胶样品进行了详细的水溶性离子色谱分析。结果显示:沙尘天气的大气总悬浮颗粒物(TSP)平均浓度及NO₃^-平均浓度分别为2 015.94 μg·m^-3和1.8 μg·m^-3,非沙尘天气两者平均浓度分别为274.68 μg·m^-3和0.74 μg·m^-3。观测期间,格尔木NO₃^-浓度和TSP浓度存在明显的季节变化,NO₃^-和TSP浓度变化均为春季>夏季>冬季。TSP与NO₃^-浓度的相关系数为0.67,春季两者相关系数为0.71,且Ca²⁺与NO₃^-浓度显著相关,推测格尔木沙尘气溶胶中NO₃^-离子可能主要来源于干旱区的地表物质。非沙尘天气期间NO₃^-/TSP浓度比值高于沙尘天气,且分布较为分散,表明非沙尘天气NO₃^-浓度受到人为源或气象条件的影响。     

地下水与地表水相互作用下硝态氮的迁移转化实验

全球水体氮污染形势严峻,且以硝态氮(NO₃--N)污染为主,研究地下水与地表水(G-S)相互作用模式对NO₃--N在“潜流带”(HZ)中迁移转化的影响是开展水体氮污染综合防控的关键.开展地表水(S)补给地下水(G)(下降流)、地下水(G)补给地表水(S)(上升流)以及交替作用3种模式的NO₃--N迁移转化实验,研究表明:3种模式下,出水NO₃--N浓度可降低95%以上;上升流中反硝化强度大于下降流;异化还原作用(DNRA)对下降流与上升流出水氨氮(NH₄+-N)浓度的贡献分别约为71%和11%;上升流实验后水-土界面有机氮含量是下降流实验后水-土界面的2.3倍.结果表明,G-S相互作用下NO₃--N的衰减途径主要包括:合成有机氮、反硝化及DNRA;相互作用模式对各衰减途径的强度存在影响;HZ介质通过吸附NH₄+-N和微生物作用合成有机氮的方式截留氮素.      

东海黑潮区硝酸盐含量及其高值区的季节分布特征

利用2010年NOAA发布的全球海域营养盐数据, 对东海黑潮区硝酸盐含量及其高值区的季节分布进行分析。结果表明: (1) 东海黑潮区NO3?-N平均浓度夏季最高、冬季最低, 陆架高、外海低, 硝酸盐浓度随深度而增高, 增高趋势秋季最强, 春季最弱。(2) 在东海黑潮区100—300m水层之间存在着硝酸盐跃层和深层水的涌升; 深层水涌升强度越大, 跃层位置深度越浅。(3) 在东海黑潮区, 从表层至深层的NO3?-N高值区主要分布在台湾东北海域、黑潮中段海域和九州西南海域, NO3?-N高值区和高值中心呈明显的季节性变化; 上述区域是今后东海黑潮区需要密切关注的海洋渔业资源丰富的海域。     

洪水对地下水源水质的影响

2002年洪水退去以后在捷克斯洛伐克共和国皿06p撒麟oBHue村庄的重建区开始了水井的净化工作。洪水对500多个绝大多数都是水井的单个水源造成了不良的影响。开展水井的净化工作主要是根据一个方案：清洁水井外壁;抽水和泥泵;井壁和抽水泵的机械净化;井底的机械净化;井壁和抽水泵消毒;清水冲洗和从井中抽水;最后消毒;取水样;分析水样的主要化学和微生物指标,以及结果评估和措施方案。分析结果表明,绝大多数水井（超过90％）的水不适于饮用。水质差首先表现在硝酸盐浓度、矿化程度和微生物指标超标。其原因关键在于水井排干与位于径流上方的污水管道相关的含水层,这是地下水污染的主要因素。     

不同条件下Cu Pd TiO2多金属纳米电极去除地下水中硝酸盐氮的影响

以Pt为阳极,以Ti纳米管为基底修饰一薄层Pd和Cu构成的多金属纳米电极为阴极,搭建电化学反应器进行去除硝酸盐氮(NO3- N)研究,观察了在不同电流密度、初始浓度和pH值条件下该多金属纳米电极对NO3- N去除率的影响。结果表明,在电流密度为30 mA/cm2,添加050 g/L的 Na2SO4作为支持电解质的条件下,电解90 min后Cu Pd TiO2多金属纳米电极对硝酸盐的去除率可达81%,而相同条件下金属Ti做阴极时对硝酸盐的去除率仅为245%。溶液pH值的改变对 NO3- N的去除效果几乎没有影响;随着电流密度的增高,NO3- N的去除效率也随之提高;而随着溶液初始浓度的升高,NO3- N的去除率反而略有下降。     

ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ ＩＲＭＳ升级Ｎ２Ｏ预富集装置测定海水硝酸盐的氮氧同位素

本研究研制了由气压棒、气体控制阀、不锈钢管冷阱、石英毛细管冷阱、杜瓦瓶、化学阱等构成的Ｎ２Ｏ预富集装置,通过扩展ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ功能控制冷阱的升降,改造气体回路、进样针和样品盘,实现Ｎ２Ｏ的预富集以及ＧａｓｂｅｎｃｈⅡ自动进样与ＩＲＭＳ联机测定．通过将海水中的硝酸盐经化学方法转化成Ｎ２Ｏ,建立了海水硝酸盐氮、氧同位素的分析方法．研究表明,所建立方法对海水硝酸盐氮、氧同位素的分析具有很好的精度,硝酸盐δ１５Ｎ、δ１８Ｏ及峰面积的相对标准偏差分别小于１％、３％和５％．对采自南极普里兹湾海水样品中硝酸盐氮、氧同位素的分析结果与文献报道值吻合,也与海水硝酸盐氮、氧同位素组成的变化规律相一致,证明所建立的技术方法可成功运用于海水硝酸盐氮、氧同位素的分析．     

太行山前平原浅层地下水污染的分子生物学响应特征——以滹沱河流域为例

分子生物学技术是地下水污染研究的前沿技术,常用于场地尺度,区域尺度罕见。以太行山前平原滹沱河流域的典型浅层地下水为研究对象,沿河布点采样67组,采用高通量测序技术,测定样品16S rDNA基因序列,以化学需氧量、硝酸盐、溶解性总固体为环境因子,分析与污染相关的微生物种群结构响应及功能性指示菌属。结果显示:采用累积概率分布法将样品分为背景(B)、硝酸盐污染(N)、有机污染(Y)3组,该分类阈值与地下水质量标准的Ⅲ类水阈值可较好对应;微生物群落丰富度为B组N组Y组,有机污染使微生物种群趋于单一,且与背景差异更大。有机污染功能性指示菌属为Acinetobacter,硝酸盐污染为Nitrospira。以上形成的分子生物学响应特征研究方法可为区域调查及修复提供技术方法理论依据。     

全国地下水质分布及变化特征

以2013—2017年地下水监测站点水质监测数据为基础,统计地下水质监测指标的变化特征,筛查影响地下水质的主要指标,研究地下水质变化规律。选取2013—2017年具备连续监测数据的地下水监测井,对常规20项监测指标进行分析。研究发现:就监测站点水质指标而言,总硬度、铁、锰、“三氮”等超标率均达到了10%及以上,是导致地下水水质恶化的主要指标。总硬度超标集中在华北、东北、西南和西北地区的监测井,超标率在各省市间差别较大。氨氮超标率在各省市地区的监测井中差别较大,超标较为严重的省份是黑龙江、江苏、广东和宁夏。硝酸盐氮超标率年际变化稳定,华北、东北和西北地区的监测井中硝酸盐氮超标较为严重。亚硝酸盐氮超标在华北、东北和西北,以及上海、江苏、湖北、广西和贵州的监测井中较为严重。铁、锰超标主要集中在华北、华东、中南地区的监测井中,东三省、安徽、湖北、四川、宁夏等省份尤其严重。基于地下水监测井统计数据,在全国尺度上对地下水质量进行了综合分析评价,总结出了地下水监测中需要着重关注的指标,如“三氮”总硬度,铁、锰等。