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稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用 被引量:10
1
作者 李荣富 罗跃辉 +2 位作者 曾洪玉 阮晓红 刘丛强 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期16-26,共11页
氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一.近年来,稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用,极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识,完善了氮的生物地球化学循环理论... 氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一.近年来,稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用,极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识,完善了氮的生物地球化学循环理论体系.本文综述了在环境水体中应用稳定同位素示踪技术及统计模型,将氮的溯源研究从定性识别拓展到定量解析;应用稳定同位素分馏理论及同位素配对技术,实现氮的生物地球化学循环转化途径的判别及其转化速率的定量解析;重点提出应进一步开展不同转化途径、不同水体环境要素对氮同位素分馏特征的影响研究,逐步完善环境水体氮循环同位素分馏理论体系,为准确认识氮循环和加强水环境保护奠定科学基础. 展开更多
关键词 稳定同位素 同位素分馏 同位素配对技术 源解析 氮转化途径
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基于贝叶斯实验设计优化跨孔高密度电阻率法监测四维水文地质过程
2
作者 彭勃 强思远 施小清 《地质科技通报》 北大核心 2025年第5期293-301,共9页
地球物理方法可以有效监测四维水文地质过程中水流的动态和物质的传输,其成像精度往往与监测布置方案密切相关。以常用的高密度电阻率法(electrical resistivity tomography,简称ERT)为例,为了获得良好的成像精度往往需要大量的电极排列... 地球物理方法可以有效监测四维水文地质过程中水流的动态和物质的传输,其成像精度往往与监测布置方案密切相关。以常用的高密度电阻率法(electrical resistivity tomography,简称ERT)为例,为了获得良好的成像精度往往需要大量的电极排列,导致监测时间较长,因而不能实时响应四维水文地质动态过程。已有ERT监测方案优化研究多侧重地表ERT,很少针对跨孔ERT。由于跨孔ERT在研究区域高精度刻画方面更具优势,提出了采用贝叶斯实验设计优化跨孔ERT监测方案。通过室内静态/动态实验以及野外场地数据,对比优化电极排列与传统电极排列的监测时间与监测精度,验证了贝叶斯实验设计优化方案的有效性。室内实验结果表明:优化后监测方案能减少约75%的监测时间,而且优化方案反演结果能更精准地动态刻画电阻异常区域,显著改善传统方案监测四维水文地质过程的滞后性误差。野外场地实验验证表明:在保证监测精度的前提下优化方案可减少约95%的监测时间。基于贝叶斯实验设计优化跨孔ERT电极排列监测方案为四维水文地质过程的高效监测提供了技术支撑。 展开更多
关键词 跨孔高密度电阻率法 电极排列优化 地球物理 贝叶斯实验设计 四维水文地质监测
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陆生蜗牛文石方解石化过程及其碳同位素组成变化高温实验 被引量:1
3
作者 李成龙 盛雪芬 +2 位作者 鲍睿 罗铃 季峻峰 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第3期275-284,共10页
在过去全球气候变化研究中,生物CaCO3壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候... 在过去全球气候变化研究中,生物CaCO3壳体的稳定同位素组成是常见的古气候替代性指标,被用来重建古气候变化历史,而生物成因文石质矿物的方解石化则是自然界较为常见的现象,该过程会导致生物壳体稳定同位素组成发生改变,从而影响古气候重建的准确性。利用陆生蜗牛Achatina fulica的文石壳体在空气背景下进行高温加热实验,来揭示加热前后样品中方解石含量和碳同位素组成的变化。结果表明:随着温度的升高,方解石含量增高;文石方解石化过程受壳体有机质含量的影响,相同加热温度和时间条件下,未采用双氧水处理的方解石含量比采用双氧水处理的方解石含量低;高温加热的壳体样品比原始样品碳同位素组成偏负;较短时间实验条件下,温度对文石方解石化过程起主导作用,并且双氧水处理也会对文石方解石化有所影响;造成样品碳同位素组成偏负可能是因为加热过程中样品与空气CO2发生了碳同位素交换反应,而不是因为矿物相变。因此,在利用蜗牛壳体碳同位素组成进行古环境重建时,需考虑文石方解石化过程对壳体碳同位素组成变化的影响。 展开更多
关键词 生物地球化学 蜗牛 高温加热 文石 方解石化 双氧水处理 碳同位素组成 古气候重建
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典型黑色岩系分布区土壤重金属污染与生物有效性研究 被引量:50
4
作者 赵万伏 宋垠先 +4 位作者 管冬兴 马强 郭超 文宇博 季峻峰 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1332-1341,共10页
风化作用条件下,黑色页岩富含的重金属元素释放到环境中,会引起土壤重金属污染。运用生态地球化学的分析手段,对发育于浙江寒武系黑色页岩地层(荷塘组)土壤的重金属污染现状、来源、分布特征及其生物有效性进行系统研究。结果表明,研究... 风化作用条件下,黑色页岩富含的重金属元素释放到环境中,会引起土壤重金属污染。运用生态地球化学的分析手段,对发育于浙江寒武系黑色页岩地层(荷塘组)土壤的重金属污染现状、来源、分布特征及其生物有效性进行系统研究。结果表明,研究区土壤重金属Cd、As、Cu、Zn和Hg均存在超标现象,超标率分别为67.81%、7.81%、7.18%、4.68%和1.87%;而Se、Ni、Pb和Cr等未超标;对黑色页岩和土壤重金属分布特征进行分析可知,超标土壤分布区域与黑色页岩发育区域基本吻合,土壤中Cd、Cu、Se、Ni、Zn等重金属主要来源于黑色页岩风化释放;土壤重金属的生物有效性因来源不同而差异显著,其生物可利用率顺序为Cd>Zn>Se>Ni>As>Pb>Cu>Cr;Cd等元素的高生物可利用率对当地生态环境产生潜在的危险。 展开更多
关键词 地质高背景 黑色页岩 重金属 分布特征 生物有效性
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岩性对化学风化的影响:来自亚热带气候条件下花岗岩和安山岩的对比 被引量:7
5
作者 孙明照 瞿书逸 +2 位作者 李来峰 李乐 吴卫华 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第5期627-636,共10页
硅酸盐风化被称为"地质空调",影响着地球的长期气候变化。控制硅酸盐风化速率的影响因素有很多,包括岩性、植被、气候和构造等。为了探讨岩性单一变量对于硅酸盐风化速率的影响,选取云南省腾冲市北海湿地的数十平方千米区域... 硅酸盐风化被称为"地质空调",影响着地球的长期气候变化。控制硅酸盐风化速率的影响因素有很多,包括岩性、植被、气候和构造等。为了探讨岩性单一变量对于硅酸盐风化速率的影响,选取云南省腾冲市北海湿地的数十平方千米区域作为研究对象。该区域仅有花岗岩和安山岩两种岩性出露,花岗岩流域和安山岩流域的构造活动一致,温度、降雨量、径流量等气候条件相同,植被的发育情况也完全相似。基于上述情况,对区域内采集的4个河水样品和1个雨水样品开展水化学质量平衡计算。结果表明:大气输入、硅酸盐风化和碳酸盐风化对于采样流域主量阳离子的贡献比例平均值分别为8.1%、76.5%、16.0%;采样区域内硅酸盐和碳酸盐风化速率平均值分别为5.68、9.96t·km^(-2)·年^(-1),大气CO_2消耗速率分别为2.68×10~5、0.29×10~5 mol·km^(-2)·年^(-1);花岗岩和安山岩的风化速率分别为3.22、8.14t·km^(-2)·年^(-1)。安山岩的风化速率是花岗岩的2.5倍,表明在植被、气候、构造等条件一致的情况下,岩性对化学风化的影响占主导地位。 展开更多
关键词 化学风化 岩性 花岗岩 安山岩 硅酸盐 碳酸盐 亚热带 云南
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土壤中不同形态水的化学组成研究 被引量:2
6
作者 乔冰清 陈扣平 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期604-611,共8页
采用离心法提取土壤中的重力水、毛管水和有效膜状水,对比研究了不同形态水中的化学元素组成差异.结果表明,土壤中不同形态水的化学成分存在较大差异.其中,有效膜状水中Ni、Zn、Cr、Cu和Cd的含量比毛管水中高,但Fe、As、V和Sr的含量无... 采用离心法提取土壤中的重力水、毛管水和有效膜状水,对比研究了不同形态水中的化学元素组成差异.结果表明,土壤中不同形态水的化学成分存在较大差异.其中,有效膜状水中Ni、Zn、Cr、Cu和Cd的含量比毛管水中高,但Fe、As、V和Sr的含量无明显差异,这与粘土矿物表面的重金属解吸作用及重金属迁移能力等因素有关.有效膜状水中K、Ca、Na和Mg的含量较毛管水中无明显变化.受下渗水对土壤的淋滤作用及元素迁移能力等因素的影响,重力水中Ni、Zn、Cr、Cu和Cd含量较毛管水中高.与重金属元素表现不同,土壤重力水中K、Ca、Na和Mg的含量明显低于毛管水和有效膜状水. 展开更多
关键词 粘土 离心法 重力水 毛管水 膜状水 元素组成
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中国现代陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布特征及其气候响应
7
作者 罗铃 沈华 +3 位作者 鲍睿 谈昊林 李成龙 盛雪芬 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期861-873,共13页
陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成记录了环境气候信息,是地质历史时期古环境和古气候重建的一个良好指标。文章在前人对现生蜗牛壳体碳氧同位素的环境意义研究基础上,通过增加对不同气候条件下的新疆地区(受西风带控制)、川西地区(受印度季... 陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成记录了环境气候信息,是地质历史时期古环境和古气候重建的一个良好指标。文章在前人对现生蜗牛壳体碳氧同位素的环境意义研究基础上,通过增加对不同气候条件下的新疆地区(受西风带控制)、川西地区(受印度季风控制)以及东北地区(东亚季风北端)的现生蜗牛碳氧同位素组成进行测试分析,结合中国其他地区已有数据,总结探讨所有研究区已有蜗牛壳体碳氧同位素组成的分布规律及影响因子,回归分析蜗牛壳体碳氧同位素组成与降水量、温度、湿度、蒸发量及干燥度等5个气候因子之间的关系。得出以下研究结果:全国范围内的蜗牛壳体碳同位素组成与年均降水量、年均相对湿度具有明显负相关关系,与年均蒸发量及干燥度具明显正相关关系,年均温度大于9.5℃采样点的蜗牛壳体碳同位素与温度呈负相关关系;蜗牛壳体氧同位素组成与各种气候因子之间的关系比较复杂而显示无明显的相关性,可能由于不同区域蜗牛壳体氧同位素对不同气候因子的响应程度不同,也可能是由于蜗牛壳体氧同位素与温度的关系在不同区域存在差异导致。总之,蜗牛壳体碳同位素较为忠实地记录了有效降水引起C3植被同位素变化的信息,而对蜗牛壳体氧同位素记录的信息的解读还不明晰,仍需更多研究。 展开更多
关键词 陆生蜗牛壳体 碳氧同位素组成 气候因子 环境响应
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土地覆被变化对河源区小流域径流模拟影响分析研究 被引量:4
8
作者 徐静 华健 闫中月 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期142-148,共7页
以颍河源头流域告成集水区为研究区域,根据区域相关规划构建森林覆被、现状覆被以及耕地覆被情景,利用BTOPMC(Block-wise use of TOPMODEL with the Muskingum-Cunge method)模型模拟分析不同土地覆被情景下的径流过程,研究结果表明:研... 以颍河源头流域告成集水区为研究区域,根据区域相关规划构建森林覆被、现状覆被以及耕地覆被情景,利用BTOPMC(Block-wise use of TOPMODEL with the Muskingum-Cunge method)模型模拟分析不同土地覆被情景下的径流过程,研究结果表明:研究区域由现状覆被转变为森林覆被会使得流域蒸散发能力增加25.3%,截留蒸发和土壤蒸散发量分别增大13.9%和18.4%,进而导致总径流量、地表径流以及基流量分别减少45.5%、54.6%和42.4%;由现状覆被向耕地覆被转变会导致蒸散发能力和土壤蒸散发量分别减小27.4%和20.9%,进而导致总径流量、地表径流以及基流量分别增加48.2%、63.0%和43.2%.地表径流对土地覆被变化的响应较基流敏感,雨季期间土地覆被变化对径流的影响较枯季显著. 展开更多
关键词 径流模拟 土地覆被 水文模型
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一株荧蒽降解菌Herbaspirillum chlorophenolicum strain FA1的固定化及其优化 被引量:1
9
作者 徐红霞 李宵慧 +2 位作者 孙媛媛 施小清 吴吉春 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期672-678,共7页
对草螺菌属荧蒽降解菌Herbaspirillum chlorophenolicum strain FA1以不同材料和方法进行固定化,考察固定化后菌株对土水系统中荧蒽的降解性能。结果表明:聚乙烯醇(PVA)-硅藻土载体(硼酸法)固定的菌株对荧蒽的降解效率最高,对荧蒽的25-... 对草螺菌属荧蒽降解菌Herbaspirillum chlorophenolicum strain FA1以不同材料和方法进行固定化,考察固定化后菌株对土水系统中荧蒽的降解性能。结果表明:聚乙烯醇(PVA)-硅藻土载体(硼酸法)固定的菌株对荧蒽的降解效率最高,对荧蒽的25-d降解率达97.74%;硼酸法制备的PVA-硅藻土载体和PVA-活性炭载体对荧蒽的降解效果优于相应冷冻-解冻法制得的载体;硅藻土的添加比活性炭更能够提高固定在PVA复合载体中的菌株FA1对荧蒽的降解率。在此基础上,对PVA-硅藻土载体(硼酸法)进行响应曲面法优化,采用4水平的Box-Behnken设计安排实验,对结果进行拟合和分析,建立二次回归模型并求解,获得最佳固定化条件为:菌浓度9.6%、PVA浓度11.2%、硅藻土浓度4.5%、粒径4 mm。据此优化后,PVA-硅藻土载体(硼酸法)对荧蒽的20-d降解率即达99.46%。 展开更多
关键词 荧蒽 草螺菌属细菌 生物降解 固定化 响应曲面法
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秸秆还田对土壤氨氮热力学吸附性质的影响研究 被引量:1
10
作者 王朝炜 朱愿福 +2 位作者 李荣富 阮晓红 刘丛强 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期46-55,共10页
通过对比未添加秸秆和添加秸秆情景下潮土和砂姜黑土对氨氮的等温吸附实验,探讨秸秆还田对土壤氨氮热力学吸附性质的影响,为氮素在土壤垂向迁移转化过程中发生的吸附反应提供科学参考.研究表明:1砂姜黑土对氨氮的吸附能力要强于潮土,吸... 通过对比未添加秸秆和添加秸秆情景下潮土和砂姜黑土对氨氮的等温吸附实验,探讨秸秆还田对土壤氨氮热力学吸附性质的影响,为氮素在土壤垂向迁移转化过程中发生的吸附反应提供科学参考.研究表明:1砂姜黑土对氨氮的吸附能力要强于潮土,吸附能力主要与土壤的黏粒含量有关.2在实验设定的浓度范围内,未添加秸秆和添加秸秆的所有样品的吸附等温线均能用Henry吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型拟合.同时,Langmuir吸附等温模型可以更好地拟合未添加秸秆以及少量添加秸秆的样品.3添加秸秆的混合样品相对于土壤样品降低了对氨氮的吸附效率和吸附容量.未添加秸秆的土样对氨氮的吸附效率KH的平均值为41.88L·kg-1,饱和吸附量qm的平均值为823.85 mg·kg-1;少量添加秸秆的混合样对氨氮吸附效率KH的平均值为21.29L·kg-1,饱和吸附量qm平均值为732.06 mg·kg-1;大量添加秸秆的混合样对氨氮的吸附效率平均值为13.99L·kg-1. 展开更多
关键词 秸秆还田 氨氮 吸附效率 吸附容量 潮土 砂姜黑土
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基于NARXNN模型的降雨—水位关系研究 被引量:1
11
作者 闫中月 徐静 华健 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期133-141,共9页
近年神经网络模型的发展为降雨—径流这一复杂的水文非线性过程的模拟提供了一种新的解决思路.本文基于淮河流域下游区滨海站2010—2012年的降雨及水位日资料,应用带外部输入的非线性自回归神经网络模型(Nonlinear AutoRegressive model... 近年神经网络模型的发展为降雨—径流这一复杂的水文非线性过程的模拟提供了一种新的解决思路.本文基于淮河流域下游区滨海站2010—2012年的降雨及水位日资料,应用带外部输入的非线性自回归神经网络模型(Nonlinear AutoRegressive models with eXogenous input Neural Network,NARXNN),构建了以降雨为外部输入的淮河下游区降雨—水位关系模拟模型.设计了不同参数组合的正交模拟实验,采用相关系数,均方误差和平均绝对差评判模型的拟合优度,对模型参数进行优选,实验结果表明节点数对模型的拟合优度影响最大,当激励函数为logsig,节点数为7,延时阶数为4,隐含层数为9时,模型模拟效果最优.根据优化的参数组合,利用NARXNN模型对淮河下游区滨海站和长江下游区黄桥站的水位过程进行了模拟,结果表明该模型具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 降雨水位关系 NARXNN 正交实验 参数优化
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r-IPT_(ra)与r-IPT_V在淡水沉积物脱氮速率研究中的对比分析
12
作者 曾洪玉 阮晓红 +2 位作者 李荣富 万宇 张亚平 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期141-148,共8页
正确评估淡水环境中沉积物脱氮效应对理解淡水系统氮循环过程具有重要的科学意义,修正^(15)N同位素配对技术(revised ^(15)N isotope pairing techniques,r-IPT)可同时评估沉积物柱样中反硝化与厌氧氨氧化速率及其脱氮贡献。本文利用流... 正确评估淡水环境中沉积物脱氮效应对理解淡水系统氮循环过程具有重要的科学意义,修正^(15)N同位素配对技术(revised ^(15)N isotope pairing techniques,r-IPT)可同时评估沉积物柱样中反硝化与厌氧氨氧化速率及其脱氮贡献。本文利用流动柱样培养实验,首次在淡水系统中对比了利用泥浆实验提供参数的r-IPT_(ra)与由柱样培养实验本身提供参数的r-IPT_V计算沉积物脱氮速率的差异性,并评估了秋季太湖不同沉积环境脱氮速率。研究表明:(1)泥浆实验结果表明,太湖梅梁湾与胥湖沉积物中均存在反硝化与厌氧氨氧化作用。(2)r-IPT方法的基本假设在研究区域均成立。其中,r-IPT_V得到的两湖区沉积物原位脱氮速率均与添加15NO-3浓度无关,表明r-IPT_V对沉积物脱氮速率评估具有更好的计算精度。(3)r-IPT_V计算结果表明,梅梁湾与胥湖沉积物反硝化、厌氧氨氧化、脱氮速率分别为3.09、1.47、4.56μmol/(m2·h)与0.69、0.02、0.71μmol/(m^2·h),厌氧氨氧化对两湖区沉积物脱氮贡献率(ra)分别为32.2%与3.3%。(4)对比r-IPT_(ra)与r-IPT_V在两个湖区的计算结果,当ra较低时(3.3%),r-IPT_(ra)与r-IPT_V计算的沉积物脱氮速率及厌氧氨氧化速率接近;而当ra较高时(32.2%),r-IPT_(ra)显著高估沉积物脱氮速率,低估厌氧氨氧化贡献率。 展开更多
关键词 修正15N同位素配对技术(revised 15N ISOTOPE PAIRING techniques r-IPT) 淡水沉积物 脱氮速率 泥浆实验 柱样流动培养实验
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多孔介质中微塑料的环境行为研究进展 被引量:11
13
作者 李宵慧 徐红霞 +1 位作者 孙媛媛 吴吉春 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2798-2811,共14页
微塑料的环境污染问题已成为当前国内外研究的前沿热点之一,近年来土壤和地下水系统中微塑料的环境行为研究得到越来越多的关注.在论述多孔介质中微塑料来源和危害的基础上,聚焦国内外学者在微塑料环境行为方面的研究,综合评述了微塑料... 微塑料的环境污染问题已成为当前国内外研究的前沿热点之一,近年来土壤和地下水系统中微塑料的环境行为研究得到越来越多的关注.在论述多孔介质中微塑料来源和危害的基础上,聚焦国内外学者在微塑料环境行为方面的研究,综合评述了微塑料稳定性及其在多孔介质中运移行为的最新进展,重点介绍了物理、化学和生物三方面因素的影响及作用机制.从微塑料对其他污染物之间的吸附/解吸作用以及共运移行为两个方面汇总分析了微塑料和其他污染物间相互作用的最新研究进展.今后需要在不同类型微塑料、多因素耦合效应以及微塑料与微生物之间的相互作用等方面进一步深入研究,以期系统掌握多孔介质中微塑料的运移行为及作用机制. 展开更多
关键词 微塑料 多孔介质 环境行为 复合污染
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上覆水不同C/N比条件下沉积物环境反硝化及氨氧化功能基因丰度变化特征 被引量:7
14
作者 李筱宛 张亚平 +2 位作者 万宇 罗跃辉 阮晓红 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期27-35,共9页
以太湖梅梁湾沉积物环境为研究对象,通过室内培养试验,研究上覆水不同C/N比条件对沉积物中反硝化(nirS、nirK)及氨氧化功能基因(古菌AOA-amoA、细菌AOB-amoA)丰度的影响,实验设计硝氮水平为2.0和5.0mg·L-1,C/N为0.5、2、4、6、10、... 以太湖梅梁湾沉积物环境为研究对象,通过室内培养试验,研究上覆水不同C/N比条件对沉积物中反硝化(nirS、nirK)及氨氧化功能基因(古菌AOA-amoA、细菌AOB-amoA)丰度的影响,实验设计硝氮水平为2.0和5.0mg·L-1,C/N为0.5、2、4、6、10、14.结果表明,所有实验组样品在60天的培养周期中,反硝化功能基因丰度与本底值相比有所上升,但对C/N比变化响应不显著;氨氧化功能基因丰度对C/N比的变化有响应,当C/N比大于一定比值时,其丰度由初期的显著上升变化为显著下降.其中,氨氧化古菌(AOA-amoA)丰度对C/N比变化响应更显著.相关性分析表明,系统中硝酸盐氮浓度与氨氧化功能基因丰度呈显著相关(r2=0.551,P<0.05),当氨氧化功能基因丰度较高时,来源于沉积物中氨氮的硝化产物使得系统中硝酸盐氮趋于累积. 展开更多
关键词 碳氮比 反硝化功能基因 氨氧化功能基因
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基于水质目标管理的水功能区调整实践 被引量:7
15
作者 陈俊颖 张亚辉 +3 位作者 杨吉强 王燕鹏 安树青 阮晓红 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期235-245,共11页
水质目标管理是以保障水体物理、化学及生物的完整性为目标的流域水环境管理模式,将其融入我国现行的水功能区管理,对水生态系统及人类健康安全具有重要意义.从水质目标管理角度剖析了我国现行水功能区管理存在的两大不足,主要表现为在... 水质目标管理是以保障水体物理、化学及生物的完整性为目标的流域水环境管理模式,将其融入我国现行的水功能区管理,对水生态系统及人类健康安全具有重要意义.从水质目标管理角度剖析了我国现行水功能区管理存在的两大不足,主要表现为在目标设定上,缺乏生态系统连通度、种群规模及种群结构、生物完整性指数等物理完整性及生物完整性目标;在功能设定上,排污控制区的设置忽视了生物安全性要求.以保障水体的完整性为流域管理的核心目标,提出了水功能区调整及其目标体系构建的技术方法.首先,在功能设定上取消排污控制区,结合排污控制区对应的水生态功能、压力状况及实际用水需求,进行功能调整.其次,根据水功能区功能需求、水生态系统安全性需求、生境物理完整性需求,提出水功能区保护目标的指标体系.并对淮河流域的主要支流沙颍河流域进行了功能调整实践,对颍河登封-禹州段进行了调整可行性和目标可达性验证,可为我国水功能区管理提供新思路. 展开更多
关键词 水功能区调整 水质目标管理 水质安全 目标体系 沙颍河流域
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基于还原率法的河流系统毒害污染物的TMDL计划研究 被引量:2
16
作者 沈逸 马天海 +2 位作者 闫中月 张亚辉 阮晓红 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期437-444,共8页
环境水体有毒有害污染物(文中简称:毒害污染物)的生物生理毒性、持久性和生物累积性对生态系统和人类健康存在风险,由于缺乏长时间序列监测资料,难以通过建模量化入河排污量与断面水质的响应关系.采用非建模还原率法,以太湖流域城市尾... 环境水体有毒有害污染物(文中简称:毒害污染物)的生物生理毒性、持久性和生物累积性对生态系统和人类健康存在风险,由于缺乏长时间序列监测资料,难以通过建模量化入河排污量与断面水质的响应关系.采用非建模还原率法,以太湖流域城市尾水河道白茆塘为对象,进行了毒害污染物的限排研究.2019年5月对白茆塘及其沿线重点排口进行半挥发性有机物、挥发性有机物及重金属检测,共检出50种特征污染物.参照中国水中优先控制污染物黑名单、中国2019年发布的《有毒有害水污染物名录(第一批)》、美国EPA(Environmental Protection Agency)水环境中129种优先控制污染物名单及基于人体健康和水生生物的国家推荐水质基准,甄别了12种需要控制的优先控制污染物,为As、1,1,2,2⁃四氯乙烷、1,2⁃二氯丙烷、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷、双(2⁃氯乙基)醚、DBP(邻苯二甲酸二丁酯)、DEHP(邻苯二甲酸二辛酯)、芘、芴及荧蒽.采用还原率法确定毒害污染物的排放限值,来自沿线各排口的芘、芴和荧蒽限值为14.42~52.32μg·L^(-1),排放量需削减1.91~2.04倍;污水处理厂的一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷限值为0.68~10.41μg·L^(-1),排放量需削减1.30~9.26倍;来自印染、食品行业的DBP和DEHP限值为0.08~27.61μg·L^(-1),排放量需削减1.91~316.40倍;这些排放限值远低于现行的排污限值标准.来自流域汇水范围的1,2⁃二氯丙烷、1,1,2,2⁃四氯乙烷和双(2⁃氯乙基)醚的源项具有不确定性.因此,应对优先控制污染物进行更为广泛的溯源,并提出安全的排放限值标准,以期为环境水体毒害污染物限值排放管理提供科学依据. 展开更多
关键词 毒害污染物 还原率法 TMDL 城市尾水排放河道 太湖流域
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咸水层CO_2矿物封存数值模拟研究进展 被引量:2
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作者 莫绍星 李瀛 +3 位作者 龙星皎 施小清 赵良 陈旸 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期150-158,共9页
CO2咸水层封存是目前减少CO2排放的最有效方法之一。矿物封存由于其稳定持久而被认为是最安全的封存形式,因此矿物封存成为目前CO2咸水层封存研究的重点。在CO2咸水层封存过程中由于发生的化学反应非常缓慢,数值模拟是目前最主要的研究... CO2咸水层封存是目前减少CO2排放的最有效方法之一。矿物封存由于其稳定持久而被认为是最安全的封存形式,因此矿物封存成为目前CO2咸水层封存研究的重点。在CO2咸水层封存过程中由于发生的化学反应非常缓慢,数值模拟是目前最主要的研究手段之一。概述了国内外CO2咸水层矿物封存数值模拟方面的研究成果,着重分析了两大类储层(砂岩层和碳酸盐岩层)在封存CO2过程中的地球化学反应以及化学反应对储/盖层的影响,同时对矿物封存数值模拟中的影响因素进行了总结。最后阐释了目前矿物封存数值模拟研究存在的难点和困难,认为不确定性分析将是未来需要重视的研究方向。 展开更多
关键词 咸水层 CO2-水-岩反应 矿物封存 数值模拟
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DNAPL场地污染通量升尺度预测的敏感性分析 被引量:5
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作者 宋美钰 施小清 +1 位作者 康学远 吴吉春 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期327-335,共9页
重非水相液体(DNAPL)污染问题日益严重。为评估DNAPL污染场地的环境风险,常采用升尺度模型推估DNAPL污染源区溶解相的质量通量(溶解通量)。由于升尺度模型中的参数较多,调查成本较高,因此需筛选模型中的关键参数,指导实际污染场地设计... 重非水相液体(DNAPL)污染问题日益严重。为评估DNAPL污染场地的环境风险,常采用升尺度模型推估DNAPL污染源区溶解相的质量通量(溶解通量)。由于升尺度模型中的参数较多,调查成本较高,因此需筛选模型中的关键参数,指导实际污染场地设计合理的观测数据采集方案。首先对升尺度模型中6个参数(地下水平均流速q、标准化浓度C_(0)/C^(eq)、离散状DNAPL质量比例GF_(0)、初始时刻离散状DNAPL贡献的通量比例f_(g)、拟合参数β1及β2)开展全局敏感性分析,识别其中关键参数,进而采用局部敏感性分析定量化关键参数的变化对通量预测的影响。研究结果表明,参数q、C_(0)/C^(eq)、GF_(0)和f_(g)对通量预测有较大影响。q和C_(0)/C^(eq)在整个衰减过程中敏感性均相对较高,GF_(0)和f_(g)随着衰减过程的进行,敏感性不断增高,分别在衰减中后期和后期达到峰值;对于不同结构的污染源区,q或C_(0)/C^(eq)增大时,通量的增幅基本不变。随着污染源区中离散状DNAPL和池状DNAPL间的质量比例(GTP)增大,GF_(0)或f_(g)增大时,其对通量预测的影响不断增大或减小。因此在预测溶解通量时需将调查成本重点应用于q和C_(0)/C^(eq);在合理设计污染源区修复方案时,应重点调查GF_(0);在预测污染源区寿命时,f _(g)为重要调查对象;对于所有结构的污染源区,q和C_(0)/C^(eq)均为重要调查对象,对于GTP较大的污染源区,应将调查成本重点应用于GF_(0),对于GTP较小的污染源区,应重点调查f _(g)。 展开更多
关键词 重非水相液体 溶解通量 升尺度模型 全局敏感性分析 局部敏感性分析
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辽河流域岩石风化速率及碳汇计算 被引量:3
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作者 彭弋倪 陈旸 李石磊 《地球科学与环境学报》 CAS 2017年第3期439-449,共11页
岩石风化是全球碳循环的重要碳汇过程。以辽河流域为研究对象,采用水化学与元素地球化学方法,从河流水化学角度对整个辽河流域的岩石风化过程进行研究。在对流域干流和主要支流河水以及水库水的水化学特征进行统计分析后,通过正演方法... 岩石风化是全球碳循环的重要碳汇过程。以辽河流域为研究对象,采用水化学与元素地球化学方法,从河流水化学角度对整个辽河流域的岩石风化过程进行研究。在对流域干流和主要支流河水以及水库水的水化学特征进行统计分析后,通过正演方法计算发现,辽河流域河水化学组成主要由岩石风化主导,岩石风化以碳酸盐岩风化为主,但受到人类活动(畜牧业、农业、工业等)的影响很大。辽河流域碳酸盐岩风化速率为每年12.99t·km^(-2),硅酸盐岩风化速率为每年2.27t·km^(-2),岩石风化速率小于大陆河流平均水平。辽河流域碳酸盐岩风化CO_2消耗通量为每年14.66×10~9mol,硅酸盐岩风化CO_2消耗通量为每年6.40×10~9 mol,都小于世界大部分大陆河流。 展开更多
关键词 地表风化 水化学 元素地球化学 正演方法 人类活动 风化速率 CO2消耗通量 辽河流域
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大陆地壳风化亏损的碳循环限定 被引量:2
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作者 杨瑞钰 李高军 陈骏 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2018年第2期155-161,共7页
大陆地壳安山质成分的形成原因一直是学界关注的问题。地表风化作用可将易溶元素自大陆地壳淋滤至海洋进入洋壳,并随俯冲作用返回地幔,因此,风化作用可能是安山质大陆地壳的形成原因之一。但是风化作用在大陆地壳成分演化过程中的实际... 大陆地壳安山质成分的形成原因一直是学界关注的问题。地表风化作用可将易溶元素自大陆地壳淋滤至海洋进入洋壳,并随俯冲作用返回地幔,因此,风化作用可能是安山质大陆地壳的形成原因之一。但是风化作用在大陆地壳成分演化过程中的实际贡献难以量化。大陆风化通量受控于地幔CO_2排气作用,基于碳循环可以间接计算大陆地壳风化亏损。采用Hofmann地幔两阶段熔融模型限定大陆地壳原始组成,通过大陆沉积CaCO_3的总量以及大陆地壳风化过程中Mn、Fe、Mg、Na、P、Li及Sr等7种元素含量与Ca含量的比值计算各易溶元素的风化通量。结果表明,这7种元素的大陆风化通量恰好匹配大陆地壳中各自的风化亏损量,风化作用在大陆地壳成分演化过程中具有重要影响。 展开更多
关键词 元素地球化学 大陆地壳 大陆风化 碳循环 元素平衡 易溶元素 地幔熔融 安山质成分
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