1988-2018年滇池氮磷比的时空演变特征与原因解析

氮、磷浓度是制约湖泊营养状态和生产力水平的重要环境因子,而氮磷化学计量比是湖泊生态系统的主要指标,因此,判识氮磷比变化趋势及其驱动力对湖泊生态恢复具有重要意义.研究基于19882018年连续观测数据,分析了滇池氮磷浓度和氮磷摩尔比(简称氮磷比)的时空分布演变特征;采用多元线性回归模型分别对滇池草海和外海氮磷比驱动效应进行定量解析,筛选出影响湖体氮磷比变化的潜在驱动因子.结果表明:①19882018年滇池氮磷比呈现显著的线性上升趋势,其中草海和外海氮磷比分别上升1.3和0.7 a^-1.②草海和外海分别在2008年和2004年发生了氮磷比上升突变,突变前上升归因于总氮浓度快速增加,突变后则是由于总磷浓度下降较快.③滇池的氮磷浓度变化主要是受流域氮磷输入负荷、跨流域调水、流域氮磷削减、风速和水位的综合影响,但受控因子在不同区域可能存在差异.④气温是滇池氮磷比变化的主要驱动因子,流域人为氮磷输入差异是滇池氮磷比变化的次要驱动因子.     

元素分析仪-同位素比值质谱测量碳氮同位素比值最佳反应温度和进样量的确定

沉积有机质的碳氮稳定同位素值是进行古气候、古环境及生态系统研究不可或缺的主要研究手段,目前碳氮同位素主要利用元素分析仪-同位素比值质谱(EA-IRMS)系统来测定。EA-IRMS测定过程中的反应温度及样品进样量直接影响反应物在测试中的燃烧程度,从而影响测试数据的精度。本文利用EA-IRMS技术,以标准样品为参考,在不同转化温度下测试碳氮同位素值,研究保证测试精度的最佳反应温度条件;同时,通过分析不同含氮量样品的检测限,明确了样品含氮量与最低检测限之间的关系,确定了精确测定氮同位素值的最低进样量。结果表明:反应温度对测试精度有显著影响,在碳同位素测定时,将反应温度设定为900℃或以上时测试精度均能达到±0.2‰;氮同位素测定时,反应温度须设定为950℃时测试精度才能达到±0.3‰。实验得出样品含氮量与检测限之间的线性相关性为R2=0.873,开展氮同位素测定时可根据此关系来判断和控制进样量。     

A photoelectric detector for the measurement of photolysis frequencies of ozone and other atmospheric molecules

Photoelectric detectors for the measurement of photolysis frequencies of different trace gases in the atmosphere are described. They exhibit uniform response characteristics over one hemisphere (2 sr) and wavelength characteristics closely matched to those of the photolysis frequencies J _O1D, J _NO2, and J _NO3, respectively. Absolute calibration of the J _O1D detector was performed by chemical actinometry with an accuracy of ±16 percent. Simultaneous measurements of J _NO2 and J _O1D are presented.     

Amino acid nitrogen in atmospheric aerosols: Occurrence,sources and photochemical modification

The presence of amino acids in atmospheric precipitation and aerosols has been noted for many years, yet relatively little is known about these or other nitrogen containing organic compounds in the atmosphere. Marine and continental rainwater analyses indicate that atmospheric aerosols, and subsequently atmospheric precipitation, may contain substantial levels of free and combined amino acids. The most likely source of amino N in the remote marine atmosphere appears to be the injection of proteinaceous material through the action of bursting bubbles at the sea-air interface or the long range transport from terrestrial sources. The capacity of these substrates to undergo photooxidation and photodegradation in the atmosphere to simpler species, such as ammonium ions, carboxylic acids, and for the S containing amino acids, oxidized forms of sulfur, has received little attention from atmospheric chemists. The photochemistry of covalently bound amino groups, particularly as found in peptides and amino acids, is discussed here with the purpose of summarizing what is known of their occurrence and their possible importance to atmospheric chemistry.     

对流层氮氧化物光化学转化特征研究

应用大气光化学模式研究了日间影响NOx光化学转化率的主要物理化学因子.探讨了在不同NMHC/NOx比值时,NOx光化学特征及其转化产物的变化规律.结果表明,影响NOx转化率的主要因子是阳光辐射强度和NMHC/NOx比值.但在NMHC/NOx比值很低时,光强的增加并不能显著提高NOx转化率.温度和初始臭氧浓度对NOx转化率的影响次之.相对湿度对NOx转化率的影响较小.在不同NMHC/NOx比值下,NOx转化特征和产物有很大区别.NMHC/NOx比值高时,产物中PAN＞HNO3.NMHC/NOx比值中(低)时,产物主要是HNO3,PAN等有机氮不到10%(1%).最后初步比较了模拟和观测的NOy组成.     

Fenton体系处理黑臭河道沉积物的效果初探

沉积物中有机质的削减是黑臭水体治理的关键.Fenton(Fe^2++H2O2)试剂在有机污染废水和土壤原位修复中的应用广泛且效果良好;Fenton试剂也能很好地去除黑臭水体中的色度和浊度,但其氧化沉积物有机质的研究未见报道.为探究Fenton试剂对黑臭水体沉积物的氧化效果,本研究通过室内模拟实验用Fenton氧化法对黑臭河道沉积物进行处理,考察氧化过程沉积物特征和性质的变化;分析覆水后沉积物中污染物的释放特征,并和H2O2体系(无Fe^2+)进行比较.结果表明:Fenton体系显著提高了沉积物与上覆水的氧化还原电位,对黑臭河道沉积物中的有机质具有很强的氧化效率.在温度为28℃、H2O2为20%Q(Q为体系中沉积物有机质完全矿化的理论H2O2用量)和Fe^2+∶H2O2(摩尔比)为0.5∶1时,反应1 d,酸挥发性硫化物去除率为70.13%,沉积物总有机碳减少了22.14%,总有机氮减少了87.60%,生成了较多的铵态氮和硝态氮;由于铁对磷的钝化,沉积物中溶解性反应磷含量大幅减少.H2O2体系的氧化速度较Fenton体系慢,覆水后对体系中的Eh提高不明显.值得注意的是,Fenton体系会降低上覆水的pH,释放较多的铵态氮.需要联合其他技术(如微生物法),强化水体中有机质和氨氮的降解,以取得理想的修复作用.     

洱海叶绿素a浓度的季节动态和空间分布

2010年5月至2011年4月,对洱海叶绿素a的季节动态、空间分布及其与环境因子的关系进行研究.结果表明,水体中叶绿素a浓度存在明显的季节变化,其变化范围为4.11~24.30μg/L,年平均值为10.4±6.5μg/L,最小值出现在2011年3月,最大值出现在2010年9月.叶绿素a浓度在夏、秋季较高,冬、春季较低.在空间变化上,叶绿素a浓度在南部湖区最大,其次是北部湖区,中部湖区最低.Pearson相关系数和主成分分析表明,洱海叶绿素a浓度在不同湖区中与水温和透明度均呈极显著相关.总氮在北部和南部湖区与叶绿素a浓度均存在一定的相关性,而总磷与叶绿素a浓度在南部湖区存在一定的相关性.根据修正的卡尔森营养状态指数,洱海综合TSI值为50.6,水质处于中营养状态.     

影响浙江西苕溪底栖动物分布的关键环境变量指示种的筛选

利用2003年西苕溪TM数据和DEM模型计算了55个样点上游3种空间尺度下(亚流域、河岸带和局部)的土地利用类型,通过冗余分析筛选出能够在显著水平上最大程度解释西苕溪流域底栖动物分布的最小变量组合——氨氮、荫蔽度、电导率、亚流域农田百分比以及栖境复杂度.方差分解结果表明氨氮是研究区域影响底栖动物分布的最重要环境变量,亚流域尺度农田百分比也是一个重要影响变量.在50%-100%适合度范围内最终筛选得到短脉纹石蛾Cheumato-psyche sp.1和Cheumatopsyche sp.2作为关键环境变量指示种.在一定范围内短脉纹石蛾的数量随着水体氨氮浓度和亚流域尺度农田百分比的上升而增加.短脉纹石蛾分布广泛、采集容易、具备一定的耐污能力和主动漂流能力、幼虫个体较大且在水中的生活史较长以及具有一定的生态可塑性等优点决定了短脉纹石蛾可以作为西苕溪流域的受干扰水体氨氮和亚流域尺度农田百分比的指示种.     

两淮采煤沉陷区水域水体富营养化及氮、磷限制模拟实验

选取两淮采煤沉陷区内3个不同营养水平的水域为研究站点,即淮北南湖站(HBNH)、淮南潘谢顾桥站(PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ),首先分析了水体营养盐含量、比例结构和营养状态指数,3个站点TP浓度的年均值分别为0.056、0.064和0.092 mg/L,TN浓度年均值则为1.00、0.94和2.67 mg/L,3个站点水体呈现"中营养-轻度富营养"和"中度富营养"2种营养状态,总体上表现出P相对N缺乏的特征.设置对照组、加氮组、加磷组和加氮磷组开展秋季氮、磷限制模拟实验研究.结果表明:HBNH、PXXQ两个站点为P限制,而PXGQ站点则为N限制.尽管水体正磷酸盐浓度较低,但由于藻类具有利用有机磷或储备P库的能力,3个研究站点依然保持了较高的初级生产力,HBNH、PXGQ和PXXQ 3个站点的叶绿素a浓度年均值分别为13.07、26.95和46.25 mg/m³,与各水体的营养水平保持一致.两淮采煤沉陷区水体富营养化控制关键可能在于调控磷元素的水平.     

沉水植物生长对沉积物间隙水中的氮磷分布及界面释放的影响

采集未破坏沉积物结构的柱状沉积物样品,通过室内41 d的培养实验,研究了沉水植物生长过程对间隙水中NH_4~ -N和PO_4~(3-)-P的浓度的动态影响,分析了沉水植物生物量与沉积物中氮磷释放通量的对应关系．结果表明：随沉水植物生长和生物量增加,上部0-5 cm沉积物垂向各层间隙水中NH_4~ -N含量呈逐步降低,表现出沉积物-水界面氮的释放通量与沉水植物生物量存在负相关性;而间隙水PO_4~(3 )-P含量则随沉水植物生长呈单峰型变化,磷释放通量与生物量相关性不明显．初步反映沉水植物在沉积物的生长过程中对氮磷吸收的生物地球化学机制是不同的．