长江口崇明东滩冬季沉积物水界面营养盐通量

对长江口崇明东滩冬季沉积物中营养盐早期成岩过程和沉积物 水界面营养盐通量及其影响因素进行了研究.其中,高潮滩对各项营养盐均有显著吸收,中潮滩主要表现为对TIN和SiO2-3的释放,低潮滩由于受到局部水动力作用影响,营养盐通量存在较大不确定性.分子扩散作用对沉积物 水界面营养盐通量的贡献不大.由于潮滩对于水体PO3-4浓度的影响能力高于对TIN和SiO2-3的影响能力,潮滩能够在一定程度上促进水体中N/P和Si/P比的增加.     

薄边界层法与静态通量箱法估算水-气界面CH_4通量对比

采用薄边界层法与在线测量-静态通量箱法对三峡库区水-气界面温室气体甲烷(CH_4)通量进行比较,得到两种估算方法差异性.结果显示:静态通量箱法结果多数点高于薄边界层法,一般为薄边界层法的1.2~12倍;极少数点薄边界层法高于静态通量箱法.     

水-超临界二氧化碳界面的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究20 MPa, 318.15 K条件下水超临界二氧化碳界面的微观结构及其自扩散性质,模拟采用TIP3P (transferable intermolecular potentials 3P)水分子模型和EPM2 (elementary physical model 2)二氧化碳分子势能模型.研究结果表明:水相和二氧化碳相形成明显的界面,界面层的分子有特定的取向;自扩散表现出明显的各向异性特点,并且在界面层二氧化碳与水的扩散趋于一致.     

三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量特征

采用气象色谱-密闭式暗箱法对三峡水库香溪河库湾水-气界面N2O通量进行了为期1年的观测.结果表明,香溪河库湾水-气界面N2O通量呈明显的季节性变化特征,秋末、冬季N2O释放通量高于其他季节,且呈明显的波动状态;夏季和秋季N2O排放水平较低,通量变化范围较小.总体上,香溪河库湾水-气界面N2O全年呈释放状态,但释放通量较小,与加拿大魁北克地区水库N2O释放通量相当.下游A点的释放通量明显高于中游B点,其年平均释放通量分别为0.226mg.m-2.d-1和0.164mg.m-2.d-1.通过对N2O释放通量与环境因子的相关性分析发现,香溪河下游A点的N2O释放通量受气温、水温、pH值等影响显著;而B点的N2O释放通量除与气温相关性较显著外,与其他环境因子的关系不显著.     

北京昆玉河夏季水-气界面CO2通量日变化研究

以昆玉河为例,采用LGR-动态通量箱法,对城市河流夏季水-气界面CO2释放通量进行24h连续监测．结果表明,观测点处水-气界面CO2释放通量具有明显的日变化特征．24h内CO2释放通量在-27．18～12．51mg·m1·h1,平均值-7．28mg·m-2·h-1,昼间平均值为-8．81mg·m-2·h-1,夜间平均值为-4．22mg·m-2·h．24h内水-气界面CO2通量,极大值出现在21：20为12．51mg·mq·h-1,极小值出现在6：20为-27．18mg·m1·h～．在夏季城市河流水-气界面CO2通量受到气温、风速、总磷（TP）、总氮（TN）、总碱度（TA）等因素影响,使城市河流成为大气CO2的碳“汇”之一．     

南宁市南湖湿地秋季水-气界面温室气体(CO_2/CH_4)通量及其影响因子

城市湿地是湿地生态系统碳循环的重要组成部分,研究城市湿地温室气体(CO_2/CH_4)排放特征及其影响因素对区域的碳平衡估算以及控制温室气体排放具有重要的意义。于2019年11月到2020年1月(秋季)利用密闭箱-气相色谱法对南湖湿地水气界面(CO_2/CH_4)通量进行了观测,结果表明,南湖秋季水-气界面CO_2平均通量为-184.73±400.14 mg CO_2/m~2·h,整体为大气CO_2的汇,南湖秋季水-气界面CH_4平均通量为0.96±2.2 mg CH_4/m~2·h,整体为大气CH_4的源。水体溶解性无机碳是影响南湖秋季水气界面CO_2通量最重要的影响因子,溶解性总磷是影响南湖秋季水气界面CH_4通量最重要的影响因子,南湖湿地秋季固定249.96t CO_2当量的含碳温室气体。     

河流水-气界面碳交换研究进展及趋势

河流水-气界面碳交换是区域和全球碳循环的重要环节, 对陆地碳平衡核算和碳循环模型优化具有重要意义. 介绍了全球河流水-气界面碳交换研究的相关进展, 以及现有研究存在的问题, 并在此基础上提出今后相关的研究应关注不同地质-生态和人类活动干扰背景下河流及中小河流水-气界面碳交换, 要综合利用双碳同位素示踪、化学计量学、生物标志物等方法辨识河流系统中CO₂, CH₄ 及其他形态碳的来源和迁移转化过程, 同时还要利用野外原位观测、传统采样分析和室内培养的方法开展“水-土/沉积物-气”多界面碳交换的系统综合研究,揭示控制河流系统水-气界面碳交换的关键因子, 为相关预测模型的建立以及流域的科学管理提供依据.     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油-气-水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘-温特性进行了实验研究，测量了不同气油比条件下油-气混合液的粘度，分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明，在相同压力下，原油及其混合液粘度与温度存在指数关系，原油粘度与压力基本呈线性关系。在同-温度下，油-气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低；在达到泡点压力之后，随压力的升高而增大；油-气混合液的粘度随气油比增加而减小；油-气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

二氧化碳溶解气对原油粘度的影响

利用高温高压油气水混合液粘度测量装置对原油及含二氧化碳气原油的粘温特性进行了实验研究,测量了不同气油比条件下油气混合液的粘度,分析了二氧化碳溶解气对原油粘度的影响。结果表明,在相同压力下,原油及其混合液粘度与温度存在指数关系,原油粘度与压力基本呈线性关系。在同一温度下,油气混合液的粘度在达到泡点压力之前随着压力的升高而降低;在达到泡点压力之后,随压力的升高而增大;油气混合液的粘度随气油比增加而减小;油气混合液的泡点压力随着含气量的增加和温度的升高而增大。     

气-液界面对亲水微通道减阻特性的影响研究

采用格子Boltzmann方法和Shan-Chen多相流模型,模拟研究了气-液两相流体在具有疏水凹坑的亲水微通道中的流动减阻特性,重点研究了凹坑中滞留的气体与液体形成的气-液界面的曲率对流动减阻的影响,同时也分析了气-液界面随流体流动的变形规律。研究结果表明气-液界面的曲率对流体流动有显著影响,当气-液界面曲率达到一定程度时,能够显著地减小流体的流动阻力,而当气-液界面曲率超过某一临界值,反而增加了流动阻力,在流动过程中气-液界面的形状改变与毛细管数相关。     

泥河水库夏季水–气界面甲烷通量日变化研究

为研究东北地区灌溉型水库的甲烷日排放特征,试验采用静态浮箱法于2008年7月测定了泥河水库水–气界面的甲烷通量.结果发现,泥河水库夏季甲烷平均排放通量为13.48 mg/(m2.h);夜间(21:00)甲烷排放最低,日间(5:00和9:00)最高.不同时刻的甲烷通量存在显著差异(P<0.05)2,1:00的甲烷排放通量显著低于5:00和9:00的甲烷通量.泥河水库出水口、库中心和进水口的甲烷通量差异不显著.相关分析表明,甲烷通量与总氮存在显著正相关(P<0.05),与气温、水温、水中总有机碳、水中溶解有机碳、总磷、水深、风速、溶氧等环境因子均未达到显著相关.     

富营养化污水灌溉对土壤持水能力的影响

以沙土和壤土的物理性质为研究对象,通过室内污水灌溉试验,测定了污水灌溉后这2种土壤的田间持水率和孔隙度,分析了污水灌溉对土壤持水能力的影响。结果表明:污水灌溉后污水中的有机物会影响土壤结构,继而影响土壤的持水能力,其中污水灌溉增加了土壤的黏性是使土壤持水能力增加的主要原因,污水灌溉对壤土的持水能力影响更大。这说明在黏粒含量较小的沙土上更适合进行污水灌溉。     

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.     

纳米颗粒间相互作用对油-水界面张力的影响机制

为了研究油-水界面上纳米颗粒的动态吸附过程及其对界面张力的影响,采用耗散粒子动力学模拟方法,建立纳米颗粒在油-水界面物理模型,研究单颗粒的吸附动力学过程及多颗粒相互作用对界面张力的影响机制。结果表明：单颗粒在油-水界面的吸附分为自由扩散、界面吸附、动态平衡3个阶段;单颗粒吸附过程自由能变化远大于颗粒的动能,颗粒吸附可自发、快速进行,且吸附后能稳定在界面上;多颗粒间的相互作用力随颗粒间距离的增大而振荡衰减,这是由颗粒间的溶剂粒子所产生的溶剂化效应所致;当颗粒间相互作用为引力时,界面张力增大,当颗粒间相互作用为斥力时,界面张力减小。     

海面二氧化碳通量的动力学分析

探讨海气间二氧化碳的气体交换。指出海面气体交换的物理过程与大气的强迫作用有关。动力学分析表明：交换速度主要依赖于溶解度摩擦速度和阻碍系数；海面通量则决定于海与气的浓度差和交换速度，而交换速度随贡速增加而增大，随温度增大而减小。其模拟值与风洞值基本一致。     

西溪湿地漂浮植物对池塘冬季水温的影响研究

池塘养殖是当前国内水产养殖的重要方式,而水温的变化影响到浮游动植物生长甚至溶解氧等相关特性进而影响到鱼类的生长,在恶劣天气下尤为明显.为了指导渔业生产,了解养殖池塘水温在冬季低温的变化情况,本研究选取西溪湿地水生生态系统恢复示范区内的池塘为例,观察两种不同覆盖水面下0.3 m和0.6 m的水温变化情况,发现冬季极冷天气下有漂浮植物覆盖的水面在0.6 m处最低、最高温度值明显高于没有植物覆盖同一水面的最低、最高水温,最高增温幅度能达到3.25℃,最低温增幅有1.83℃;处理组与对照组在0.6 m水深处水温的最低值、最高值存在极显著性差异(P0.01),说明漂浮水生植物对一定深度的水体起到保温作用,再加上漂浮植物自身对水体的营养物质吸收,均有利于养殖池塘的水生生物越冬和水质净化.     

湖泊疏浚对沉积物-水界面溶解氧的环境效应

水体溶解氧含量是水环境质量的重要参数.本研究将室内模拟实验和疏浚工程相结合,探讨了疏浚对沉积物-水界面耗氧能力、微剖面溶解氧分布的环境效应.研究结果显示,疏浚具有降低溶解氧消耗能力的潜在长期效应,但是由于还原性物质的暴露,疏浚后新生表层沉积物短期耗氧能力很强;疏浚没有改变到氧气在沉积物-水界面中的传质深度.结果暗示疏浚可能显著提高重度富营养化湖泊夏季溶解氧含量.     

太湖湖-气界面动量和水热交换系数时间变化特征及其影响因素分析

利用2014年太湖平台山站的涡度相关和小气候观测资料,优化得到(最小均方差原则)10 m中性条件下的动量交换系数(C_(D10N))、感热交换系数(C_(H10N))和水汽交换系数(C_(E10N)),分析了其季节变化特征及其与10 m高度风速(u_(10)),浪高和大气稳定度的关系,并与其他湖泊研究结果进行了对比分析。结果表明,太湖交换系数呈现冬春高、夏秋低的季节变化特征。在u_(10)4 m/s时,交换系数随风速增加而迅速减小,在u_(10)=5~6 m/s时达到最小值后趋于稳定。受水深和风浪区限制,相同风速条件海洋参数化方案会低估太湖交换系数,低风速条件下低估更为明显。交换系数与浪高的关系类似于风速,但受水深限制,风浪发展受到制约,交换系数随浪高增加而趋于稳定。随着大气不稳定度增加,感热和水汽交换系数逐渐增大,大气不稳定或中性条件下的动量交换系数明显大于大气稳定时的结果。7个湖泊研究结果对比分析表明,湖泊形态特征对交换系数的影响较小,除Great Slave Lake外,6个内陆湖泊交换系数C_(D10N)、C_(H10N)和C_(E10N)的平均值分别为1.65×10~(-3)、1.24×10~(-3)、1.11×10~(-3)。     

湖泊疏浚对沉积物-水界面溶解氧的环境效应

水体溶解氧含量是水环境质量的重要参数.本研究将室内模拟实验和疏浚工程相结合,探讨了疏浚对沉积物-水界面耗氧能力、微剖面溶解氧分布的环境效应.研究结果显示,疏浚具有降低溶解氧消耗能力的潜在长期效应,但是由于还原性物质的暴露,疏浚后新生表层沉积物短期耗氧能力很强;疏浚没有改变到氧气在沉积物-水界面中的传质深度.结果暗示疏浚可能显著提高重度富营养化湖泊夏季溶解氧含量.     

东江沉积物-水界面氮素迁移转化的影响因素

对东江东莞河段上覆水及底泥氮素的分布特征进行研究.采用室内土柱模拟实验方法,分析水体中和底泥-水体中氮素的转化过程,探讨环境因素对水体中氮素迁移转化的影响.试验结果表明,东江东莞河段总氮质量浓度范围为2.13~4.48mg/L,硝酸盐氮是主要的污染物存在形态,占总氮的64.9%;沉积物是水体氨氮的源,是酸盐硝氮和亚硝酸盐氮的汇;光照和扰动都能够降低氨氮的质量浓度;温度和初始pH值越高,越有利于氨氮的转化.