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基于氢氧稳定同位素的鄱阳湖流域“五河”新水比例及其滞留时间量化研究
1
作者 李楷文 丁梦瑶 +6 位作者 范宏翔 吴华武 雷蕊宇 付丛生 李静 辛未 张赐成 《湖泊科学》 EI CAS 北大核心 2025年第1期266-278,I0027,共14页
流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降... 流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降水及河水(赣江、修河、信江、抚河、饶河,以下简称“五河”)稳定同位素(δ^(18)O和δD)的高频率监测与分析,利用正弦拟合方法分析了降水和河水δ^(18)O和δD值的变化。结果表明:(1)“五河”河水及降水氢氧同位素表现出相似的季节变化特征,雨季(57月)较为贫化,旱季(12月次年2月)较为富集,河水同位素变化与局地降水同位素、地下水同位素密切相关,说明流域内不同水体之间存在良好的水文连通性;(2)“五河”流域内小于3个月的新水占比范围为3%~42%,流域内滞留时间范围为123.83~2495.0 d,其中赣江平均滞留时间最长、新水比例最低,乐安河和昌江的新水比例最高、平均滞留时间最短;(3)流域面积和单位面积上干流长度是“五河”流域新水比例的主要控制因素,坡度与新水比例存在负相关关系,但其负相关性被单位面积上干流长度与新水比例的正相关性所掩盖;(4)修河、赣江流域较其他流域显著受到蒸发分馏的影响;(5)鄱阳湖湖水同位素值明显高于河水,且在湖口站点湖水同位素值较都昌站点偏低,这表明湖口站湖水受长江来水和蒸发分馏的影响。该研究结果有助于对鄱阳湖流域水文联系和水文过程进行解析,可为流域污染物的输移模拟及其机制阐释等提供科学参考。 展开更多
关键词 鄱阳湖流域 新水比例 平均滞留时间 氢氧同位素 水文过程
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厦门沿岸地区大气降水中氢、氧稳定同位素组成及其影响因素 被引量：14
2
作者 陈锦芳 曹建平 黄奕普 《海洋学研究》 2010年第1期11-17,共7页
利用2004年4月至2006年4月采集于厦门沿岸地区的44个雨水样品,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究,结果表明:(1)厦门沿岸地区大气降水中δ18O值为-10.30‰～-0.13‰,平均值为-3.67‰;δD值为-74.7‰～7.3‰,平均值... 利用2004年4月至2006年4月采集于厦门沿岸地区的44个雨水样品,对降水中的氢、氧同位素组成及其影响因素进行了分析和研究,结果表明:(1)厦门沿岸地区大气降水中δ18O值为-10.30‰～-0.13‰,平均值为-3.67‰;δD值为-74.7‰～7.3‰,平均值为-20.5‰,均处于全球及国内降水中δ18O和δD值的变化范围内。(2)厦门沿岸地区大气降水中的δ18O和δD值受纬度效应影响。(3)厦门沿岸地区大气降水中δ18O和δD值的季节差异较大,季风气候及其导致的降雨量效应是影响该地区δ降水值季节变化的主要因素。(4)降水中的氘过剩值(d值)为1.21‰～17.10‰,平均值为8.87‰,小于世界大部分区域雨水中的d值,说明厦门沿岸地区的降水源区蒸发速率比较缓慢,降水云团主要来自海洋汽团。(5)厦门沿岸地区大气降水线为:δD=7.67δ18O+7.68(p<0.0001,R2=0.9876),与全球及国内的降水线接近,说明雨滴在降落过程中存在一定的再蒸发过程,该特征在夏季较显著。 展开更多
关键词 大气降水 氢、氧稳定同位素 厦门沿岸地区
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阿克苏、连云港和淮安城市居民头发中氢、氧稳定同位素比值差异研究 被引量：9
3
作者 何亚 刘昌景 +10 位作者 梅宏成 朱军 王继芬 高天奇 何欣龙 胡灿 郭洪玲 王萍 姜晓佳 权养科 王桂强 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期575-583,共9页
人类头发中氢、氧稳定同位素比值(δ^2H、δ^18O)与其生活的地理位置具有相关性。为考察不同城市常住居民头发中δ^2H、δ^18O的差异性,本研究选择了西部的阿克苏和东部沿海的连云港、淮安3个城市常住居民的头发样本为研究对象,利用元... 人类头发中氢、氧稳定同位素比值(δ^2H、δ^18O)与其生活的地理位置具有相关性。为考察不同城市常住居民头发中δ^2H、δ^18O的差异性,本研究选择了西部的阿克苏和东部沿海的连云港、淮安3个城市常住居民的头发样本为研究对象,利用元素分析仪-稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)进行氢、氧稳定同位素比值检验,采用Bayes算法对检验结果进行判别分析。同时,采用波长扫描光腔衰荡光谱仪对3个城市的居民饮用水进行氢、氧稳定同位素比值检验,分析居民头发与其饮用水中氢、氧稳定同位素比值的相关性。结果表明:阿克苏与连云港、淮安的常住居民头发中氢、氧稳定同位素比值差异显著(P<0.05);连云港与淮安的差异不显著(P>0.05)。Bayes判别分析结果表明:阿克苏与连云港、淮安的检测结果能够实现较好的区分,而连云港与淮安的区分效果较差;利用δ^2H和δ^18O共同作为判别因子的判别准确率高于单独使用δ^18O或δ^2H。3个城市常住居民头发与其饮用水中氢、氧稳定同位素比值具有相关性(δ^2H:r=0.933;δ^18O:r=0.998)。 展开更多
关键词 氢、氧稳定同位素 头发 稳定同位素比质谱仪(IRMS) 饮用水 地理位置
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不同城市居民头发中氧、氢稳定同位素检验和特征初探 被引量：3
4
作者 于子洋 杨瑞琴 +6 位作者 黄阳 秦皓 胡灿 朱军 王萍 郭洪玲 梅宏成 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2410-2420,共11页
目的人体组织的稳定同位素组成与其生长期间的个体饮食情况、所处环境及代谢状况有关。人头发一经长出便不再与身体进行物质交换,化学性质稳定,易于采集,是研究人体组织稳定同位素组成的良好对象。构成人体的氧、氢元素主要来自于所摄... 目的人体组织的稳定同位素组成与其生长期间的个体饮食情况、所处环境及代谢状况有关。人头发一经长出便不再与身体进行物质交换,化学性质稳定,易于采集,是研究人体组织稳定同位素组成的良好对象。构成人体的氧、氢元素主要来自于所摄入的水和食物,其中氧、氢稳定同位素组成会通过角蛋白的形式被记录于头发当中。不同地区居民头发中氧、氢稳定同位素组成差异可被用于推断人的饮食情况、生活地域和活动轨迹信息,在法庭科学等研究领域具有重要意义。方法本研究利用元素分析仪-稳定同位素比质谱仪(EA-IRMS)对国内不同地区常住居民头发样本进行氧、氢稳定同位素比值检测和分析。结果部分城市间居民头发δ^(18)O和δ^(2)H存在显著性差异,整体δ^(18)O和δ^(2)H存在显著正相关性。对所得稳定同位素数据进行判别分析推断头发的地域来源,其交互验证整体判别准确率为63.9%,结合碳、氮稳定同位素数据后,其判别准确率大幅提升,交互验证的整体判别准确率达到76.0%。随着判别分析中使用的稳定同位素种类的增加,判别函数模型的判别能力明显增强。结论利用4种元素稳定同位素数据建立的多层感知器神经网络模型的整体判别准确率为82.8%,径向基函数神经网络模型整体判别准确率为78.8%,3种溯源推断数学模型中,多层感知器神经网络模型的判别准确率最高。 展开更多
关键词 人头发 氧、氢稳定同位素 溯源推断
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牛奶中碳、氮、氢和氧稳定同位素比的测定及其在产地溯源分析中的应用 被引量：1
5
作者 侯建波 张晓峰 +6 位作者 朱晓雨 谢文 张明哲 邓晓军 韩芳 史颖珠 祝泽龙 《理化检验（化学分册）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期627-634,共8页
应用元素分析-同位素质谱仪(EA-IRMS)和多用途气体制备-连续流稳定同位素质谱仪(GasBench-IRMS)分别测定了来自国内外7个不同国家(澳大利亚、新西兰、西班牙、德国、奥地利、意大利和中国)的83件牛奶样品中碳、氮、氢、氧的稳定同位素比... 应用元素分析-同位素质谱仪(EA-IRMS)和多用途气体制备-连续流稳定同位素质谱仪(GasBench-IRMS)分别测定了来自国内外7个不同国家(澳大利亚、新西兰、西班牙、德国、奥地利、意大利和中国)的83件牛奶样品中碳、氮、氢、氧的稳定同位素比值(δ13 C、δ15 N、δ2 H和δ18 O)。对所测得的数据用SPSS 20.0软件分别进行了方差分析、聚类分析以及牛奶产地的判别分析。从所得结果可见,上述4项稳定同位素比值中的每一项都可获得相关牛奶样品产地来源的若干信息,但还不足以作为相关牛奶样品的溯源地判别的充分依据。而将测试结果进行组合后,对δ13 C、δ15 N和δ2 H三项指标组合交叉检验整体判别正确率达到84.3%,据此采用3项组合指标对牛奶产地进行判别分析,并在此项组合指标的基础上建立了产自7个国家的牛奶的判别模型。对自来这7个不同国家的牛奶盲样进行判别时,可将所测得样品中上述3项稳定同位素的δ值代入所建立的模型中,并比较各模型所得的Y值的大小,其中Y值最大的,即归属于此模型所代表的国家。 展开更多
关键词 元素分析-同位素质谱仪 多用途气体制备-连续流稳定同位素质谱仪 碳、氮、氢和氧的稳定同位素比值 产地来源分析 牛奶样品
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鲁东温泉水和井水稳定同位素研究 被引量：1
6
作者 王兆荣 张汉昌 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 1994年第2期101-102,共2页
鲁东温泉水和井水稳定同位素研究王兆荣，张汉昌（中国科学技术大学七系，合肥２３００２６）关键词鲁东、温泉水、井水、氧氢稳定同位素７０年代以来，许多学者对我国大陆许多地区大气降水的氢氧同位素进行了研究，初步总结出我国降水... 鲁东温泉水和井水稳定同位素研究王兆荣，张汉昌（中国科学技术大学七系，合肥２３００２６）关键词鲁东、温泉水、井水、氧氢稳定同位素７０年代以来，许多学者对我国大陆许多地区大气降水的氢氧同位素进行了研究，初步总结出我国降水的δＤ－δ１８Ｏ雨水线公式，并分析... 展开更多
关键词 鲁东 温泉水 井水 氧氢稳定同位素
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安徽铜陵凤凰山铜矿床成矿流体特征研究 被引量：14
7
作者 瞿泓滢 裴荣富 +3 位作者 王浩琳 李进文 王永磊 梅燕雄 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期50-62,共13页
本文以凤凰山矽卡岩型铜矿床为例,通过对成矿流体特征研究以及碳、氢、氧、硫、铅同位素分析,探讨成矿流体性质、成矿流体来源以及成矿物质来源。凤凰山铜矿床透辉石、石榴子石、石英和方解石中普遍发育流体包裹体,其类型为液体包裹体... 本文以凤凰山矽卡岩型铜矿床为例,通过对成矿流体特征研究以及碳、氢、氧、硫、铅同位素分析,探讨成矿流体性质、成矿流体来源以及成矿物质来源。凤凰山铜矿床透辉石、石榴子石、石英和方解石中普遍发育流体包裹体,其类型为液体包裹体、气体包裹体和H2O—CO2三相包裹体。气液固相成分的激光拉曼探针分析,流体包裹体液相以H2O为主,气相以为CO2、H2O、N2、CH4为主。流体包裹体的均一温度和盐度显示成矿流体演化经历了的3个不同阶段,反应了成矿流体从高温度、高盐度向低温度、低盐度的持续演化过程,与成矿作用阶段基本对应,降温、流体沸腾是导致流体中巨量铜元素卸载的主要因素。石英和方解石中的氢、氧同位素组成表明成矿流体以岩浆热液为主,成矿晚期混有少量大气降水。黄铁矿中的硫同位素(1.8‰～2.9‰)具有幔源硫的特征。方铅矿中的铅同位素具有岩浆热液特征,表明凤凰山铜矿床中成矿元素来自上地幔。 展开更多
关键词 流体包裹体 碳、氢、氧、铅稳定同位素 矽卡岩 凤凰山铜矿床 安徽
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黄土丘陵区优势造林树种水分来源对季节性干旱的响应 被引量：12
8
作者 吴旭 牛耀彬 +4 位作者 荀梦瑶 金俊逸 李娜艳 唐亚坤 陈云明 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4101-4112,共12页
黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoi... 黄土丘陵区处于季节性干旱生态脆弱地带,探明水分环境变化对区域优势造林树种水分来源的影响,对干旱区植物水分利用及其共生关系具有重要意义。以该地区广泛种植的沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_(r)P_(t),H_(r)R_(p))及沙棘(H_(r))、油松(P_(t))和刺槐(R_(p))纯林为对象,测定其茎秆水、土壤水和降水稳定同位素组成,采用IsoSource模型量化水分来源,相似性比例指数(PS)定量分析共生植物间水分利用关系。结果表明:(1)旱季,同一树种纯林和混交林间吸水层位存在差异,纯林中主要利用0-100 cm土层土壤水,其中H_(r)和R_(p)对40-100 cm的利用率为46.8%和43.8%,P_(t)对0-40 cm为83.9%;混交林中则更倾向于利用40-200 cm,其中H_(r)P_(t)(沙棘)对100-200 cm为58.8%,H_(r)P_(t)(油松)对40-100 cm为47.4%;H_(r)R_(p)(沙棘)对100-200 cm为58.2%,H_(r)R_(p)(刺槐)对100-200 cm为65.3%。(2)湿润季,纯林和混交林中各树种主要利用0-100 cm土层土壤水,利用率均在70%以上。(3)旱季PS指数显著大于湿润季,且H_(r)R_(p)的PS指数最大,表明沙棘和刺槐之间存在水源竞争现象。综上,相比H_(r)R_(p),H_(r)P_(t)中共生植物间主要通过水分利用空间上的差异应对季节性干旱,使其组成的生态系统更好地适应区域脆弱的生态环境。研究结果可为区域退化生态恢复与重建及干旱适应性措施体系构建等提供依据。 展开更多
关键词 黄土丘陵区 水分来源 混交林 氢、氧稳定同位素 沙棘 油松 刺槐
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极端降水条件下白洋淀主淀区水化学特征及水质变化 被引量：8
9
作者 韩玉丽 卜红梅 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1968-1979,共12页
极端降水是影响水环境质量的重要气象因素之一,随着全球气候变暖,极端降水事件的频率和量级呈显著上升的趋势,对湖泊水化学和水环境产生了深刻的影响.白洋淀是华北地区重要的湖泊型湿地和生态功能区,为查明极端降水条件下白洋淀主淀区... 极端降水是影响水环境质量的重要气象因素之一,随着全球气候变暖,极端降水事件的频率和量级呈显著上升的趋势,对湖泊水化学和水环境产生了深刻的影响.白洋淀是华北地区重要的湖泊型湿地和生态功能区,为查明极端降水条件下白洋淀主淀区的水化学和水质特征,本研究利用Piper三线图、Gibbs图和多元统计方法阐明了白洋淀极端降雨后的水化学特征、氢氧稳定同位素特征和水质空间变化,揭示了极端降水条件对白洋淀主淀区水化学和水质的影响.结果表明:(1)在极端降水条件下,白洋淀主淀区湖水呈弱碱性,水化学类型主要为Ca-HCO_(3)·SO_(4)型,极端降水减弱了蒸发结晶作用和人类活动等因素对白洋淀主淀区湖水水化学组成的影响.极端降水是导致白洋淀主淀区pH、电导率和总溶解性固体发生大幅度变化的原因之一.(2)极端降水条件下白洋淀主淀区湖水的δ^(2)H和δ^(18)O值的范围分别为-60.86‰~-35.01‰和-8.84‰~-3.45‰,其值均与水深呈显著负相关.极端降水使得白洋淀主淀区湖水的氢、氧稳定同位素贫化,但对其空间分布的影响不大,湖水氢、氧同位素关系受降水本身氢、氧同位素关系的影响更为强烈.强降水引起白洋淀的水深突然增加,导致湖水受到的蒸发分馏作用影响减弱.(3)极端降水增加了面源污染扩散的速度,导致白洋淀主淀区湖水中的氨氮、硝态氮和总磷等营养物质浓度升高,白洋淀大气降水中的氨氮也可能导致极端降水条件下主淀区湖水中氨氮浓度升高,而上游水库为了应对强降雨事件进行的调蓄放水使得白洋淀东北部水质有所改善.该研究为白洋淀的生态修复治理和雄安新区的生态系统管理提供了科学依据. 展开更多
关键词 极端降水 水化学特征 氢、氧稳定同位素 水质 白洋淀
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