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地质成因高铵地下水研究进展 被引量：1
1
作者 杜尧 熊耀劲 +1 位作者 邓娅敏 王焰新 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第1期23-31,共9页
地下水氮污染是当前国内外最为普遍的水环境问题之一。长期以来,地下水中高浓度的铵氮被归因于各种人类活动的输入,相对而言,地下水天然铵氮异常在以往研究中被严重忽视。文章综述了地下水系统中铵氮的潜在来源包括生活污水和工业废水... 地下水氮污染是当前国内外最为普遍的水环境问题之一。长期以来,地下水中高浓度的铵氮被归因于各种人类活动的输入,相对而言,地下水天然铵氮异常在以往研究中被严重忽视。文章综述了地下水系统中铵氮的潜在来源包括生活污水和工业废水排放、生活垃圾堆放、化肥农药施用、污水灌溉等在内的人为成因以及天然有机质矿化的地质成因,并着重归纳了地质成因高铵地下水的全球分布;从沉积环境与水文地球化学环境的角度总结了地下水系统中地质成因的铵氮赋存于富含有机质、滞缓、封闭、还原性的条件下;基于典型实例研究,阐明了宏观区域沉积环境的演化控制了埋藏有机质的丰度/生物可利用性进而通过矿化导致高铵地下水的形成;而微观尺度上天然有机质的分子组成及其降解路径对地下水铵氮迁移富集起主控作用;最后,提出了未来高铵地下水研究所需深化与拓展的方向,主要包括铵氮富集的宏观模式与微观机理的结合、地下水系统有机碳年龄对铵氮富集的控制、高铵地下水排泄对地表水营养状态的影响等。 展开更多
关键词 地下水 铵氮 地质成因 沉积演化 有机质降解
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地下水中痕量汞的形态分布与迁移机制
2
作者 皮坤福 王焰新 +2 位作者 LIU Juewen 杨雅楠 PHILIPPE Van Cappellen 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第2期1-13,I0001-I0004,共17页
精确测定地下水中不同形态汞(Hg)的浓度变化,对于深入解析汞的迁移转化机制及其对水生态安全构成的潜在风险具有重要意义。然而,这一基础性研究工作目前面临挑战,瓶颈问题在于缺乏一种兼具高灵敏度、高可靠性且适宜现场快速部署的检测技... 精确测定地下水中不同形态汞(Hg)的浓度变化,对于深入解析汞的迁移转化机制及其对水生态安全构成的潜在风险具有重要意义。然而,这一基础性研究工作目前面临挑战,瓶颈问题在于缺乏一种兼具高灵敏度、高可靠性且适宜现场快速部署的检测技术,以实现对地下水中超痕量Hg(II)的精准监测。鉴于此,文章介绍了基于脱氧核糖核酸(DNA)传感材料的新型检测手段,并深入探究了两种生物传感方法的可行性及优劣:其一是利用DNA功能化水凝胶直接检测地下水中的Hg(II);其二则是通过结合薄膜扩散梯度技术(DGT)与DNA传感元件,构建DNA-DGT传感器,实现Hg(II)的即时采样与检测。通过对来自加拿大格兰德河流域具有多种水文地球化学特征的地下水进行测试,发现DNA功能化水凝胶能够快速检测溶解态Hg(II),但不适用于低浓度Hg(II)(<1.60μg/L),而DNA-DGT传感器可以根据测试时长捕获不同浓度的超痕量Hg(II)形态。进一步结合DNA-DGT传感器检测和水文地球化学计算对地下水中Hg(II)形态进行量化分析,发现温度、pH值、Cl^(-)和溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)对痕量Hg(II)的形态分布、扩散效率及迁移能力产生显著影响。结合水文地球化学模拟分析,DNA-DGT测量结果揭示了Hg(II)的迁移转化过程与地下水中硫的氧化还原循环存在密切关联。研究强调了运用高灵敏度、便于现场部署的生物传感方法监测低浓度Hg(II),对于认识地下水中汞的迁移转化规律及其对安全供水构成的潜在威胁具有重要意义。 展开更多
关键词 汞 生物纳米传感 地下水污染 原位检测 水文地球化学模拟 迁移转化
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潮水洞岩溶系统中有机氯农药的时空分布特征,来源与迁移
3
作者 赵培培 熊俊武 +8 位作者 张超 杨秀雯 秦超杰 钱喆 赵亚辉 张学明 刘伟 祁士华 陈伟 《中国环境科学》 北大核心 2025年第1期292-301,共10页
为研究岩溶地下水易受地表污染物影响的问题,选取了湖北宜昌一典型岩溶泉域——潮水洞为研究对象,采集了一年四季的水体.土壤和沉积物样品,分析了有机氯农药(OCPs)在岩溶泉系统中的污染特征,来源及迁移过程.结果表明,潮水洞地表水和泉水... 为研究岩溶地下水易受地表污染物影响的问题,选取了湖北宜昌一典型岩溶泉域——潮水洞为研究对象,采集了一年四季的水体.土壤和沉积物样品,分析了有机氯农药(OCPs)在岩溶泉系统中的污染特征,来源及迁移过程.结果表明,潮水洞地表水和泉水中OCPs的平均浓度为8.25ng/L和5.11ng/L,土壤及沉积物中OCPs的平均浓度分别为15.9ng/g和12.6ng/g.与其他地区相比,潮水洞岩溶泉域中OCPs的污染处于较低水平,其季节性变化特点与当地水文地质条件及OCPs迁移过程密切相关.HCHs和DDTs的特征比值溯源结果显示,水体和沉积物中的HCHs主要来源于林丹(γ-HCH)的输入,土壤中的HCHs则主要来源于工业HCHs的输入;DDTs在水体,土壤和沉积物3种介质中都是属于混合来源,即来源于工业DDT和三氯杀螨醇.研究表明,补给区土壤中OCPs对上游地表水中OCPs的贡献率为87.8%,对泉水的贡献率为58.3%,排泄区泉水中OCPs对泉沉积物中OCPs的贡献率为64.2%.OCPs可通过地表迁移和地下迁移两种方式从补给区迁移至排泄区污染水体. 展开更多
关键词 岩溶泉系统 有机氯农药 多介质迁移 污染分布 来源解析
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土壤重金属植物有效性的化学评价法综述 被引量：1
4
作者 陈伟 魏志莹 +7 位作者 杨秀雯 易佳佩 秦超杰 景一鸣 郭军 张家泉 罗泽娇 祁士华 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2615-2626,共12页
随着城市化、工业化发展的脚步加快,土壤重金属污染成为国内外普遍关注的环境问题。土壤中的重金属可能被植物或者农作物吸收,并经由食物链对人体造成健康风险。目前,土壤中重金属含量的测定及污染程度的评估以土壤重金属总量为主,但土... 随着城市化、工业化发展的脚步加快,土壤重金属污染成为国内外普遍关注的环境问题。土壤中的重金属可能被植物或者农作物吸收,并经由食物链对人体造成健康风险。目前,土壤中重金属含量的测定及污染程度的评估以土壤重金属总量为主,但土壤重金属总量既无法反映重金属的地球化学过程,也无法准确评估土壤中重金属的污染程度,导致土壤中重金属对生物以及环境造成的危害程度难以被精准地评价。而土壤重金属的植物有效性可表征土壤中重金属的赋存状态以及植物吸收过程,能更精准地评估其对人体及环境造成的危害程度。本文介绍了生物有效性及植物有效性概念的发展历程,系统总结和对比了常用于土壤重金属植物有效性评价的化学方法[包括化学提取法(单独提取法和连续提取法)、自由离子活度法、同位素稀释法和梯度扩散薄膜(DGT)技术]的原理及其在土壤重金属植物有效性的测定工作中的应用,以期进一步推动国内外有关土壤中重金属植物有效性的研究以及土壤中重金属污染防治工作。 展开更多
关键词 土壤重金属 植物有效性 化学评价法 化学提取法 自由离子活度法 稳定同位素稀释法 梯度扩散薄膜(DGT)技术
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地球的呼吸:稀有气体揭示地震的秘密
5
作者 路畅 李营 +7 位作者 周晓成 陈志 天娇 李中平 郭正府 徐胜 郑国东 吕瑞瑞 《矿物岩石地球化学通报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1315-1318,共4页
地震是最为严重的自然灾害,尤其是中强地震,经常导致大量人员伤亡和经济损失,例如2008年5月12日我国汶川发生的8.0级特大地震就造成了近7万人遇难,37万余人受伤,直接经济损失高达8452.15亿元。令人遗憾的是,目前的地震预测还是尚未解决... 地震是最为严重的自然灾害,尤其是中强地震,经常导致大量人员伤亡和经济损失,例如2008年5月12日我国汶川发生的8.0级特大地震就造成了近7万人遇难,37万余人受伤,直接经济损失高达8452.15亿元。令人遗憾的是,目前的地震预测还是尚未解决的世界性科学难题。在已有的研究中,流体(包括气体和液体)地球化学手段在地震领域已经受到重视和广泛应用。随着地震观测技术的不断提升和相关研究的不断深入,科学家们发现地球“呼吸”中的气体与地震活动息息相关,特别是其中的稀有气体,例如氦气、氡气等。这些稀有气体的地球化学特征在地震监测和科学研究中的应用比较常见,而且已经取得了很多成果,其广阔的应用前景得到科学界和相关管理部门的高度关注。 展开更多
关键词 直接经济损失 稀有气体 地震监测 地震预测 地震观测技术 中强地震 特大地震 地球化学
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基于梯度扩散薄膜(DGT)技术评估玉米农田土壤中铅的生物有效性及动力学过程
6
作者 魏志莹 杨秀雯 +7 位作者 戴亮亮 赵亚辉 易佳佩 秦超杰 刘威杰 熊俊武 张家泉 陈伟 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1720-1731,共12页
为验证梯度扩散薄膜(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性的可行性,并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程,本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米的农田土壤中Pb的可提取... 为验证梯度扩散薄膜(DGT)技术在准确评估自然环境下玉米农田土壤中铅(Pb)的生物有效性的可行性,并基于该技术探究土壤中Pb的动力学过程,本研究使用DGT技术、土壤溶液法和单独提取法测定了湖南省凤凰县内种植玉米的农田土壤中Pb的可提取态含量,并与玉米不同部位中Pb的含量进行了线性拟合分析;利用DGT技术结合DGT诱导土壤/沉积物通量(DIFS)模型模拟了土壤内部Pb的动力学过程。结果表明:35%的土壤点位中Pb的含量超过湖南省Pb背景值,但不存在玉米粒中Pb超标的情况(GB 2762—2022)。Pb在玉米不同部位迁移富集能力较低,且主要富集在根部,难以向地上部位迁移。不同方法测定的土壤中Pb的生物有效态含量分别为DGT技术(1.32±2.49)µg·L^(-1)、土壤溶液(2.23±3.75)µg·L^(-1)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)单独提取法(5.79±2.51)mg·kg^(-1)、醋酸(HAc)单独提取法(0.81±0.49)mg·kg^(-1)和氯化钙(CaCl_(2))单独提取法(0.05±0.13)mg·kg^(-1)。DGT技术对玉米不同部位Pb含量的预测效果优于其他方法,且对叶中Pb含量的预测效果最佳。研究区大部分土壤固相Pb补给液相的能力较低,但固相上Pb的释放量较为稳定,仍可能会对当地造成潜在的生态风险。整体而言,DGT技术是评估玉米农田土壤中Pb生物有效性的最佳方法,其测定的Pb含量对玉米叶部Pb含量预测效果最佳,但对粒中Pb含量预测效果较差。此外,DGT技术可以结合DIFS模型深入分析土壤内部Pb的动力学的过程,为土壤污染的精准防控提供科学依据。 展开更多
关键词 梯度扩散薄膜(DGT) DIFS模型 生物有效性 玉米 铅(Pb)
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地热区深部碳的地球化学研究综述
7
作者 李长正 郑国东 +2 位作者 郭清海 楠本成寿 王焰新 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2255-2266,共12页
碳是地热流体中普遍存在而且非常活跃的生命元素。自地幔源区释放的深部碳运移至近地表的过程中,碳元素有可能记录了许多源区信息以及混合分馏过程的特征,尤其是在地热分布区。因此,与地热区深部碳释放相关的地球化学研究对联系岩浆热... 碳是地热流体中普遍存在而且非常活跃的生命元素。自地幔源区释放的深部碳运移至近地表的过程中,碳元素有可能记录了许多源区信息以及混合分馏过程的特征,尤其是在地热分布区。因此,与地热区深部碳释放相关的地球化学研究对联系岩浆热源型地热系统深部热源和浅部高温流体的物质交换和运移以及准确判断地热地质背景等都具有非常重要的意义。目前,国内外学者对加深地热流体挥发分来源的定量研究以及完善地热区同位素分馏理论等方面都做出了许多探索性的尝试,其中对来自深部的碳元素的研究是最重要的课题之一。对深部碳俯冲循环过程与地幔源区非均一性特征,地热区岩浆脱气、方解石沉淀、气体溶解脱气的分馏特点、围岩变质脱气与土壤碳的混合过程及其规律等的系统分析结果显示,深部碳的释放经历了复杂的地球化学过程。由于单一方法的研究难以全面揭示该过程,本文通过对该领域相关研究方法的梳理和融合,结合地热区深部碳释放的规模和方式的总结,以期为地热系统物质运移规律和地热流体碳来源的定量研究提供参考和支撑,促进对深部碳循环过程及其气候环境效应的把握和认识。 展开更多
关键词 深部碳 地热流体 碳同位素 定量研究
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