湖泊水位变化对岸坡带渗流及氮素运移的影响试验研究

湖泊岸坡带是湖水与周边地下水及其溶质交互作用的重要区域,湖泊水位变化对岸坡带渗流及其氮素运移转化产生的影响越来越受到重视。利用户外土槽试验,研究了湖泊水位变化对地下渗流中氧化还原环境及其氮素运移转化的影响。结果表明:随着水位的升高,地下水位坡降和渗流速度相应下降,水力停留时间增加。随着湖泊水位的上升,岸坡带土壤内氧化还原电位总体呈下降趋势,氨氮衰减速率减小,硝氮衰减速率升高。地下渗流流速的降低导致地下水及其氮素渗流通量的减小。湖泊水位的周期变化使得岸坡带内土壤湿度、氧化还原环境和硝化反硝化反应的交替变化,从而影响了地下水及其氮素入湖渗流通量。     

潜流带胶体特征及对生源要素迁移的影响机制

为深入了解潜流带中胶体物质特征及对生源要素循环的影响,综合阐述近年来国内外在含水介质胶体物质特征及对生源要素吸附、迁移、转化和交换等方面的研究进展,包括:(a)地表水-地下水交互下潜流带中胶体物质来源、组分、时空分布和释放迁移特性;(b)潜流带物理、化学和生物条件等变化对胶体物质特性的影响;(c)潜流带生源要素分布和迁移与胶体物质特征的关系;(d)含水介质中胶体物质及其携带生源要素迁移转化方程模式的合理性。结合当前研究动态提出潜流带胶体物质对生源要素迁移影响研究中存在的问题并对研究进行展望。     

太湖潜流带有机质含量对硝酸盐还原途径的影响

通过太湖原状沉积物柱室内模拟试验,研究了有机质（腐殖酸）和硝态氮随下行水流进入潜流带对氮素转化和硝态氮还原途径的影响。结果表明,仅输入硝态氮时,潜流带中硝态氮出现持续累积现象,硝态氮还原速率为0.087～0.186μg/（cm³·d）(平均0.162μg/（cm³·d）);而同时输入腐殖酸和硝态氮时,潜流带还原性环境逐渐增强,在21 d内Eh值降至-200 mV以下,硝态氮还原速率为0.092～0.251μg/（cm³·d）(平均0.220μg/（cm³·d）),腐殖酸有效促进了硝酸盐的还原。反硝化作用是潜流带中硝酸盐还原的主要途径,特别是潜流带上部（0～22.5 cm）,其贡献达到90%以上;而潜流带的深部（22.5～45.0 cm）硝酸盐还原量总体较小,反硝化作用贡献也仅占39.5%。随着腐殖酸的消耗（6.92 mg/L降为3.32 mg/L）,硝酸盐异化还原成铵过程对硝酸盐还原的贡献由14.0%降为2.7%。综合来看,补充有机质有利于潜流带特别是浅层潜流带的硝酸盐还原,且以反硝化过程为主,对湖...     

生态防护林减轻农田氮素面源污染的研究进展

农业面源污染已成为我国环境污染的主要来源之一,随着农田氮肥施用量的不断增加,由氮素造成的农田面源污染已成为水体污染的主要原因之一。笔者综合近年来国内外专家学者的主要研究成果,分析造成农田施肥后的氨挥发、地表径流、淋溶和硝化-反硝化等氮损失4个主要途径,探讨了影响氮损失量及强度的因素,生态防护林对农田氮素在地表径流、淋溶的过程中的作用,以及影响防护林生态效能的因素。综合认为,防护林能在一定程度上控制农业面源氮素造成的水体污染,提高氮素利用率,并在此基础上就生态防护林减轻农田施肥氮损失的研究领域提出建议。     

湟水河西宁段水体和沉积物中氮素转化关键过程与影响因素分析

于丰水期(2018年7月)和枯水期(2019年4月)分别在湟水河西宁段典型断面采集水体和沉积物样品共58个,枯水期同时采集污水处理厂出水样6个。利用实时荧光定量PCR方法,对12种氮转化功能基因进行定量分析。结果表明,湟水河平均总氮浓度为3.06±1.23 (1.308～6.51) mg/L。水体和沉积物中相对丰度较高的氮转化功能基因是narG,nirS和nosZ。氮转化功能基因的丰度和组成在沉积物中存在明显的季节差异,在水体中无明显季节差异。关键氮素转化过程是反硝化,对水体和沉积物氮素的去除贡献率分别为88%和98%。水体氮素转化主要受pH值、总氮及NO₃^--N调控,其中,氨氧化与NO₃^--N浓度负相关,反硝化与pH负相关。沉积物氮素转化与水体氮素浓度、沉积物pH值、总氮、总磷和有机碳等相关,其中,氨氧化与水体氮素浓度负相关,而反硝化主要受沉积物性质影响。进一步的分析结果表明,污水处理厂排放会显著降低水体中AOA-amoA, CMX-amo A, nir S, nxr B, napA, nar G...     

流域中氮素迁移转化的研究进展

氮肥是农业生产中必要的营养元素,但过量施用氮肥不仅降低化肥的利用率,而且氮素流失极易引起水体富营养化。氮素通过不同介质相互转化,影响着农田和水体沉积物中氮的含量,从而通过不同途径迁移转化到水体,对水环境造成污染。通过查找国内关于流域中氮素迁移转化的相关文献,对流域中氮素的形态分布、污染特征和氮素迁移转化的途径及影响因素进行了论述,简述了氮污染物的控制措施和今后的研究重点。     

三峡库区消落带土壤氮素吸附释放规律

通过实验研究了淹水-落干对三峡水库消落带土壤氨氮等温吸附特性的影响,以及土壤吸附一定的氨氮后再淹水条件下向上覆水体释放氮素的规律,并分析了土壤氮素的吸附释放对三峡库区水环境的影响．结果表明：1）三峡水库消落带土壤对氨氮具有一定的吸附能力,吸附等温曲线满足Langmuir方程,且经淹水-落千后氨氮吸附能力增强,由淹水-落千前的666mg／kg增加到淹水-落千后的833mg／kg;2）模拟淹水条件下,吸附了一定氨氮的三峡水库消落带土壤向上覆水中释放氮素,土壤吸附的氨氮越多,释放的总氮通量亦越多,且好氧条件下总氮释放通量是厌氧总氮释放通量的1．2—1．4倍;3）三峡水库消落带土壤落干期吸纳大量来自农田地表径流的氮素,再淹水向水体中释放大量的氮素,增加了三峡水库发生富营养化的风险．     

中国西北地区高速公路建设与水资源保护

结合西北地区自然环境特征和高速公路的建设特点,从水资源保护角度分析了西北地区高速公路建设中存在的主要水环境问题及其产生机理。认为高速公路建设对水资源的影响主要有公路开挖或路基对地下水流的影响、高路堤对地表径流形态的影响、公路弃渣对地表水体水文条件的影响、公路施工及营运过程中水土流失、施工废水、生活污水以及路面径流雨水对地表水体水质的影响。参考国内外高速公路发展中水资源保护技术及工作经验,探讨了西北地区高速公路发展中水资源保护的技术措施。     

淤地坝土壤水来源与分布研究

选取韭园沟流域作为研究对象,通过实地采样,探索流域地表径流、地下水、降水和土壤水等各种水体氢氧稳定同位素分布特征,为研究淤地坝淤积规律和坝控流域中淤积的水沙分布规律提供基础。应用氢氧稳定同位素示踪技术,分析了淤地坝淤积体中土壤水的分布和来源:土壤水的组成中天然降水的含量始终不大;土壤水从浅到深的赋存规律由"较为平均分布、以地表径流为主",逐步变成"地下水为主、地表径流为辅"。结合在纵深方向上的土壤水份分布情况,发现土壤水含水量的变化和同位素的变化存在相同的分布特征。     

季节变化对黄渤海表层叶绿素浓度分布影响的数值分析

为了研究黄渤海表层叶绿素周期变化物理过程的环境影响因素,基于区域海洋模型系统(Regional Ocean Modeling Systems,ROMS),建立黄渤海海域的三维生态数值模型.模型通过已发表的相关结果和遥感观测数据等方式对比验证,模拟海域动力过程中生态因子叶绿素浓度的时空分布特征和季节性变化过程.结果表明:黄渤海水体表层叶绿素的生长消亡与水体环境条件密切相关,径流的影响只引起局部海区生态系统的调整;叶绿素浓度分布存在明显季节性变化的特征,季节温度变化和海水层化热分层结构是重要影响因素,且呈现物理过程的周期性变化;表层浮游植物季节性分布的双峰结构特征理论上与季节性层化理论相符合.模型可对海域生境季节变化规律和生态保护研究提供科学数据.     

河水-地下水交互带内污染物生物地球化学行为及其探测技术

交互带是河水和地下水相互作用的界面;是河水和地下水耦合的中心;在河水和地下水发生动态交换的过程中,交互带发生着强烈的生物地球化学作用.本文在介绍河水一地下水交互带定义和特征的基础上,综述了河水-地下水交互带内污染物的生物地球化学行为;详细介绍了交互带的探测技术方法,包括原位和非原位探测的技术和设备;并提出了目前交互带环境地球化学研究中存在的一些问题,如河水和地下水交互带边界的确定、交互带野外采样和原位探测的方法、交互带生物地球化学过程以及交互带对河流水质影响的机制等.     

河水-地下水交互带内污染物生物地球化学行为及其探测技术

交互带是河水和地下水相互作用的界面;是河水和地下水耦合的中心;在河水和地下水发生动态交换的过程中,交互带发生着强烈的生物地球化学作用.本文在介绍河水-地下水交互带定义和特征的基础上,综述了河水-地下水交互带内污染物的生物地球化学行为;详细介绍了交互带的探测技术方法,包括原位和非原位探测的技术和设备;并提出了目前交互带环境地球化学研究中存在的一些问题,如河水和地下水交互带边界的确定、交互带野外采样和原位探测的方法、交互带生物地球化学过程以及交互带对河流水质影响的机制等.     

Spatial coupling of nitrogen inputs and losses in the ocean

Nitrogen fixation is crucial for maintaining biological productivity in the oceans, because it replaces the biologically available nitrogen that is lost through denitrification. But, owing to its temporal and spatial variability, the global distribution of marine nitrogen fixation is difficult to determine from direct shipboard measurements. This uncertainty limits our understanding of the factors that influence nitrogen fixation, which may include iron, nitrogen-to-phosphorus ratios, and physical conditions such as temperature. Here we determine nitrogen fixation rates in the world's oceans through their impact on nitrate and phosphate concentrations in surface waters, using an ocean circulation model. Our results indicate that nitrogen fixation rates are highest in the Pacific Ocean, where water column denitrification rates are high but the rate of atmospheric iron deposition is low. We conclude that oceanic nitrogen fixation is closely tied to the generation of nitrogen-deficient waters in denitrification zones, supporting the view that nitrogen fixation stabilizes the oceanic inventory of fixed nitrogen over time.     

上海滨岸潮滩水和沉积物中无机氮的分布及扩散特征

对长江口南翼上海滨岸带三个站点潮滩上覆水、沉积物和间隙水中的三态无机氮的含量分布的年度季节性监测研究表明：潮滩上覆水中溶解无机氮以NO3—N为主；表层沉积物中可交换态无机氮以NH4—N为主，约占70％-85％；沉积物间隙水中主要无机氮为NH4—N和NO3—N．在冬季潮滩上覆水中硝态氮含量明显降低，而沉积物和间隙水中氨氮和硝态氮的浓度则有较大增加．初步探讨了潮滩水和沉积物中无机氮分布季节性变化的主要影响因素，估算了潮滩表层沉积物—水界面无机氮的扩散通量，指出NIL—N的扩散释放对滨岸水环境质量影响较大．     

坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响

利用自制的土槽装置,室内模拟入渗氮素在不同坡度河岸带表土层中的运移过程.通过观测取样点在不同坡度条件下渗流水体出流时间以及水体中TN,NH4+-N浓度,探讨不同坡度河岸带土壤水分运移特性以及坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响.试验结果表明:河岸带坡度越小,入渗水流在表土层中的停留时间越长,河岸带表土层对氮素的截留效果越好,但土层深度不同,截留效果差别较大;坡度越大,河岸带表土层对氮素的截留效果越差,但土层深度不同,净化效果差别不大;坡度大小与NH4+-N,TN截留率之间存在极其显著的指数相关关系.     

基于市政再生水的微生物金属腐蚀行为比较

市政再生水的有机物、氮、磷和微生物含量均高于地表水,采用其作为工业循环冷却水系统的补充水源后,微生物对金属腐蚀的影响亟待研究.为此,针对市政再生水作为补充水源的循环冷却水,采用实际水质,以微生物群体为研究对象,采用电化学分析、腐蚀挂片实验和电镜扫描方法,对比分析了常规循环水与灭菌循环水中不锈钢、黄铜和碳钢的3种拟合电阻（溶液电阻、生物膜电阻和极化电阻）、腐蚀电流、腐蚀电位以及腐蚀速率的变化规律.实验结果表明,循环水中的微生物均在不同程度上加剧了3种金属的腐蚀,其中微生物对不锈钢腐蚀的影响最大,碳钢次之,黄铜最小.微生物对不锈钢、黄铜和碳钢腐蚀行为变化规律的影响存在显著差异,微生物没有改变不锈钢和碳钢腐蚀行为随时间的变化规律,但却对黄铜的腐蚀规律产生了显著影响.     

岸线形态与近岸底泥元素分布特征的相关性分析

【目的】岸线形态影响近岸水体的水动力状况、沉积过程、微生境及植被特征,对近岸沉积物的物理与化学特征有直接影响,研究其与近岸底泥元素空间分布的相互关系,用以指导滨岸带的生态修复。【方法】以太湖北部贡湖湾退圩还湖修复项目区为研究对象,分别在项目区选取凹形、凸形和平直形3种岸线形态,按浅滩区、浅水区和深水区3个水深梯度采集样品,分析了不同微生境条件下底泥的粒级结构特征和总磷(TP)、总氮(TN)、有机碳(OC)的含量。【结果】①凹形、凸形岸线形态段不同水深梯度带间底泥粒级结构的差异均较大,而平直岸线段底泥粒级结构在水深梯度上的变化幅度相对较小,且不同岸线形态段间随水深的变化趋势不同,近岸底泥平均粒径在凸形岸线段随水深增加而增加,在凹形岸线段随水深增加而下降; ②滨岸带近岸表层底泥中TN、TP、OC含量在凹形、凸形岸线形态段随水深的变化总体上大于平直岸线段,凹形和凸形岸线段近岸深水区TN、有机碳含量最高,TP在凸岸线段浅水区最低; ③冗余分析发现,岸线形态与植被状况(植被类型、水深、植被盖度)是影响近岸底泥中TN、TP和有机碳含量的主要影响因子,而底泥的粒级结构特征与底泥中TN、TP和OC含量的相关性相对较小。【结论】与平直岸线相比,相对曲折的岸线形态更有利于增加不同水深梯度带底泥的异质性,对底泥元素的空间分布格局有显著影响。在湖滨带生态修复时,通过构建相对曲折的岸线形态,可有效促进不同水深底泥TN、TP、有机碳的再分配。     

鱼类生长激素的研究概况

鱼类生长激素对鱼的生长发育有重要的作用.就生长激素在鱼类应用中的分离及活性鉴定方法、鱼类生长激素基因转移的研究、分泌季节性和药物影响进行简要概括.     

中国云南地区地面紫外辐射观测

 在云南丽江(26°52′N,100°13′E)和勐腊(21°29′N,101°34′E)两地分别对以254nm和297nm为中心波长的太阳紫外辐射作了地面观测.观测时间为1999年7月～2000年5月.本文分析了两地紫外辐射的时空变化并初步讨论了与云量、臭氧总量的相关关系.研究结果表明:297nm波段的紫外辐射夏季强,冬季弱,具有明显的季节变化.丽江地区的紫外辐射在同一云量条件下高于勐腊地区,这可能是由海拔高度的差异引起.云量对两地的紫外辐射变化有强烈的影响,而当剔除云量、季节和随机变化等影响因素后,紫外辐射和臭氧总量呈现出了负的相关关系.