杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究
杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究湖泊对区域气候调节及地区社会经济发展发挥着至关重要的作用。杞麓湖作为通海县的“母亲湖”,近年来在自然与人类活动的双重影响下,生态环境面临着诸多威胁。
基于此,本文首先利用2016年11月至2017年10月时段内对杞麓湖水质参数水温(Temp)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl-a)、p H及总磷(TP)、总氮(TN)的逐月监测,对湖泊生态环境状况和水质月际变化作进一步探讨。同时,结合已有气象数据,利用杞麓湖流域各水体稳定氢氧同位素组成特征对湖泊水动力、水汽来源及季节变化进行研究,探讨各水质参数对湖水同位素的影响,通过对各水体稳定氢氧同位素的组成及季节变化特征分析,深入讨论分析流域水循环过程,进一步分析探讨杞麓湖水更换过程及周期。
本文主要的研究结论如下:(1)杞麓湖对流域气候环境有着显著的调节作用,维持流域气温较为恒定,同时减少极端天气对区域气候带来的影响。湖水在不同深度热量分布较为均衡。
水温受风力作用及湖泊动力影响较大。同时,温度是影响湖泊水循环、水生生物活动强度的控制因素。
(2)杞麓湖受流域人类活动的强烈影响,外源输入的影响成为引起湖泊水体理化性质(溶解氧、叶绿素a浓度、p H)的主要因素。营养盐的输入引起的藻类活动的增强,以及污染物的排放与分解,使不同湖区水体酸碱度出现较明显的差异。
有机污染物的分解同时消耗了水体中的溶解氧,因而在湖滨处及入湖河流较为集中的西南部出现较低的溶解氧浓度及p H值,这一现象在雨季尤为明显。不
同湖区营养盐的差异引起藻类空间分布的不同,在工农业排放较集中的东部、西南部湖区,水体叶绿素a浓度远高于其他湖区。
夏季水温及光照的增强、外源输入的增加、以及生物活性的加强,加重了不同湖区水体理化性质的空间差异性。进而引起湖泊底质释放增加、水生物种结构单一化、水体自净能力下降等诸多环境问题。
(3)杞麓湖富营养化程度较高,监测时期内处于中度—重度富营养化状态,水体氮磷浓度全年处于较高水平。磷是湖泊藻类生长繁殖的限制因子。
湖泊总磷浓度季节波动较大,夏季相较冬季总磷浓度增加了近40%,总氮季
节变化相对较小,夏季高于冬季。湖滨化工业排放使湖泊氮磷含量(特别是总磷)大幅上升,农业排放对水体总氮影响较大,对总磷影响则相对较小。
流域河水、地下水营养盐浓度也很高,当地的水资源及水安全问题较为突出。
(4)湖水同位素组成随深度变化不明显,蒸发和河水补给的作用决定了湖泊水同位素的空间分布特征。
水温对表层湖水同位素分馏有一定的影响,对其空间分布的作用也存在,但整体影响不大。其他水质参数与湖泊水同位素组成之间没有必然的联系,在空间分布变化上也没有明显的规律。
(5)杞麓湖无论是全年还是各季节湖水蒸发线方程的斜率、截距相较全球大气水线有着明显的偏离,湖水受到了长时期蒸发分馏作用的影响。杞麓湖流域内河水、地下水的同位素组成相对湖水偏负,蒸发水线的偏离程度也小于湖水,地下水受到的非平衡分馏作用更弱一些。
海洋水汽是当地降水主要来源,入湖河流补给是湖泊水主要补给方式。(6)根据雨季前后湖水同位素组成的差异,利用降水数据我们模拟得出湖水换水周期
短,仅为1.32年。
水体更新速度较快有助于通过入湖水体净化湖泊水,从而改善湖泊水质,但由于流域内其他水体(主要是河水)水污染、富营养化状态更加严峻,湖泊水体的更新并没有起到水质净化作用。因此调节产业结构、倡导绿色经济对改善湖泊水质,促进经济环境友好型发展具有重要意义。
03 第三章(氢氧同位素)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 03 第三章(氢氧同位素) Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes第三章氢氧稳定同位素Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 1/ 49
轻元素稳定同位素的基本特点1.原子量低，一般小于36。 2.同位素相对质量差大。 3.形成共价键，键性与同位素分馏有很大关系。 4.化学价可变，在化合价变化过程中会发生大的同位素分馏 5.小丰度同位素的相对丰度为千分之几到百分之几，便于精确测定。 研究稳定同位素的组成特征、变化机理、分馏原理并应用它们作为地球化学示踪剂研究各种地质过程Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ Outline1.氢氧同位素概述 2.天然水的氢氧同位素组成及分布特征3.氢氧稳定同位素的应用Theory, Technique and Application of Environmental Isotopes 3/ 49
地下水硝酸盐污染的氮氧环境同位素分析
地下水硝酸盐污染的氮、氧环境同位素示踪 齐孟文 中国农业大学 1.背景 地下水硝酸盐污染的广度和程度日益加剧，其不但引起水质生态的恶化，饮用水中硝酸盐污染还容易引起高铁血红蛋白症，并在人体内形成亚硝胺类物质，从而引发食管癌、胃癌等，因此硝酸盐污染是一个备受关注的环境问题。人为活动是造成地下水氮污染的主要原因，包括过度垦荒使土壤有机氮加速氧化、酸雨、工业和生活污水、农药和化肥，以及家畜粪便均构成潜在的污染源，其中尤以土地利用、化肥、污水和粪便是最主要的污染来源。含氮污染物中，硝酸盐因为渗滤移动性强，以及化学性质稳定，因此是地下水中氮的主要赋存形式，同时随着迁移过程会发生化学转化，如反硝化去除过程。研究地下水硝酸盐的污染途径、消除机制，对于水资源的评估和治理具有重要意义。 2.原理 2.1硝酸盐污染源的溯源分析 不同来源的硝酸盐具有不同的氮、氧同位素值，即污染源有特征的同位素取值范围不同，或者说同位素指纹，根据实测的氮、氧同位素值就可以判断其污染来源。尽管单个氮同位素在许多定情况下，就可以判定硝酸盐污染来源，但一般情况下，由于不同端源氮同的位素值域范围过大，存在重叠现象，因此常需要联合氧同位素才能将不同来源污染相互区分。 端源的特征值 -3NO N 15δ
Heaton总结出3种主要人为来源的特征值，其中：土壤有机氮矿 化所形成的为+4‰～+9‰，无机化肥中和的为一4‰～+4‰，动物排泄物和污水转化的则几乎都大于+10‰。Wilson等 后来介绍了第4种人为来源的特征值，即合成氨肥发生硝化作用所生成的为一16‰～ +6‰。 -3NO N 15δ-3NO -3NO +4NH -3NO -3NO N 15δ-3NO 端源的特征值 -3NO O 18δ来源于大气沉降硝酸盐的值范围较大，最大范围可达+18‰～+70‰。 化肥中硝酸盐的值一般在+22‰±3‰，微生物硝化作用所形成的值一般为10‰～+10‰。 O 18δO 18δ-3NO O 18δ由于环境及土地利用方式不同，相同成因的硝酸盐中的同位素也会存在区域性差异。因此利用各种端源物的同位素值时，应考虑当地的情况。另外地下水中的硝酸盐在迁移过程中，会发生各种物理、化学和生物学转化并伴有同位素分馏现象，因此用实测的同位素值进行溯源分析时，因该对其进行逆向修正，修正到混合初始时的值，才能得到正确的结果。 两同位素示踪，可用质量平衡方程，定量建立3个端源污染源的相对贡献。方程组为 1 F f f 6f f f f f f C B A C C B 18B A 18A M 8 1C 15C B 15B A 15A M 15=++++=++=δδδδδδδδ
环境同位素在地下水中的研究进展及应用
环境同位素在地下水中的研究进展及应用 王永森 河海大学水资源环境学院，南京（210098） E-mail ：wangyongsen@https://www.360docs.net/doc/6b13503564.html, 摘 要：本文介绍了环境同位素在地下水研究的一些研究和应用以及发展动态，阐述了其在地下水中应用的一些问题和前景。地下水来源于大气降水，同位素分馏效应导致了不同水体具有不同的同位素含量，大气降水中的同位素组成影响着地下水的同位素比值，环境同位素可以有效进行地下水年龄的测定，估计地下水的补给源、以及定量估计不同水源对地下水的补给量。 关键词：环境同位素；地下水；地下水示踪；同位素测年 1. 引言 大气过程改变了水的稳定同位素的组成，在特定的环境下，补给水就会产生一个特征性的同位素信息，根据这个信号可以示踪地下水的起源，放射性同位素的衰减提供了地下水滞留时间的测量，特别是1951－1962年期间的一系列核试验提供了放射性同位素的输入信号，同时根据同位素的差异指示地下水的来源、补给过程、地球化学演化、及地下水水质以及污染过程。科学家已经逐渐认识导他们在生物化学循环和土壤水大气过程研究的重要性。 2. 环境同位素的概念、原理 自然界中，环境同位素又分为稳定同位素和放射性同位素，由于同为素间地物理化学性质不同，引起同位素地变化，又称为同位素分馏。用稳定同位素研究地下水，主要利用的同位素之间的微小差异，一般我们同位素比值或δ值来表示，δ值定义为一种物质相对于标准参照物的同位素比率，如下式 1R R δ=?样品标准 × 103 （‰） （1） R 表示重同位素相对于轻同位素的比值，一个正的δ值表示样品的同位素比值高于标准样品的，负值表示样品的同位素比率低于标准样品。 放射性同位测地下水年龄是根据放射性同位素的衰变速率来测量的，不同于稳定同位素，氚浓度用绝对浓度氚单位（TU ）表示，不需要参照标准, 14C 含量通常用样品的放射比度表示,即每克碳的放射性活度(Bq/gC)。实际中常使用相对浓度单位(A)表示,即现代碳百分含量(pmc 或%mod)。放射性同位素，诸如36Cl ，129I,39Ar 以及铀系列都可以用来测地下水年龄。下式是测龄原理： A t = A 0e ?λt A 0为母核的初始放射性活度，A t 为经过t 时间后的放射性，λ为衰变常数，时间可以表示为T = (1/λ)ln(A/A 0)，通常放射性同位素的的不稳定性用半衰期来表示，T 1/2 = (?1/λ)ln(1/2) 则，1/21/2ln 20.693T T λ= =，14C 半衰期为5730年，氚的半衰期为12.43年，他们都可以测量地下水年龄，有时两个结合起来会更能解释地下水的动态。 稳定同位素可以用来测年的校正像13C ，放射性同位素也产生分馏，为了维持测年的普遍性，14C 的放射性必须用-25‰δ13C 归一化。才具有可比性。
各海域海水淡化方案及水质参数
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是目前全球最大的海水淡化生产国，2010年其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术可以增加水资源总量，有效缓解我国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其他国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至2011年底我国海水淡化能力为66万m3/d。目前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中国渤海、黄海、东海、南海4个海域海
水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—2010年历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现2012年4—7月渤海湾海水温度为12.7~30.8 ℃、pH为7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.7~32.1 g/L、浊度为 2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升高。此外还发现海水温度升
环境同位素示踪技术在地热地球化学研究中的应用
世界核地质科学 ＷｏｒｌｄＮｕｃｌｅａｒＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１Ｍａｒ．２００６ 第２３卷第１期２００６年３月 环境同位素示踪技术在地热地球化学研究中的应用 尚英男 （成都理工大学，四川成都 ６１００５１） ［摘要］介绍了环境同位素示踪技术在地热地球化学研究中的最新应用和进展。包括温泉气体的 同位素（Ｈｅ、Ｃ）示踪；Ｈ、Ｏ同位素示踪地下热水的来源及成因；环境同位素方法（Ｔ和１４Ｃ法）确定地下热水的年龄，以及氘过量参数（ｄ）在地热研究中的优势。最后指出，同位素示踪技术与其他分析方法结合才能在地热地球化学研究中发挥更大的作用。 ［关键词］环境同位素示踪；温泉气体同位素组成；Ｈ、Ｏ同位素；地下热水年龄；氘过量参数［中图分类号］Ｐ６４１ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１６７２－０６３６（２００６）－０１－００２１－０６ ［收稿日期］２００５－０４－１４； ［修回日期］２００５－０７－０７ ［作者简介］尚英男（１９７７—），女，天津市人，博士研究生，地球化学专业。 地热资源是赋存于地球内部的一种巨大能源［１］，它通过火山爆发、温泉、间歇喷泉及岩石的热传导等形式不断向地表传送和散失［２］。地热资源作为一种新的能源，受到世界各国的普遍重视。在对地热资源的综合研究中，常采用的方法有汞量测量法、常规化探方法、水化学方法、地热地球化学温标法、放射性及气体测量法以及环境同位素示踪方法等。 近４０年来，同位素地球化学发展迅速，是地质科学领域内的一门新兴的边缘学科，已成为研究各种地质作用的一种重要手段。利用同位素地球化学方法不仅可以判断地下热水的起源、形成、埋藏和质与量的变异过程及环境条件等地下水形成理论方面的重大课题，而且还可以研究解决地下水补给来源、补给强度，各种补给来源的比例、补给区的高度、各类水体间的水力联系以及测定地下水年龄、流向与流速等实际应用问题。目前，用于解决水文地质问题的同位素主要是一些轻（原子序数低的）元素的同位素，其中主要是Ｈ、Ｏ同位素，近年来，应用Ｃ、Ｈｅ等气 体同位素研究地热水中气体组分的起源及对深部气床的可能指示也成为地热研究的热点之一。 １温泉气体同位素示踪研究 在各种水热活动和温泉中均不同程度地 伴有气体的生成、析出和排放。地下水中的溶解气体来源于大气的溶解、深部构造气流的引入、含水层岩石吸附气体的溶解以及岩石与水发生化学反应产生的气体的加入［３］。地热流体中的气体主要有ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｈ２和ＣＨ４（及其他碳氢化合物），并含有少量或微量的 Ｎ２、ＮＨ３、ＣＯ、Ｒｎ和Ｏ２，惰性气体有Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ和Ｋｒ［４］。１．１ 温泉气体的Ｃ同位素组成 福尔Ｇ［５］早在１９８１年就曾指出，绝大多数 地热区甲烷的δ１３ Ｃ值范围为－２０‰～－３０‰， 戴金星［６］等人在１９９４年对中国总共４１处温泉 的研究资料表明，甲烷的Ｃ同位素组成（δ１３Ｃ） 主频峰在－２０‰～－２２‰，两者的研究结果大体是一致的。戴金星等还认为，除高成熟和 过成熟的极少数煤型甲烷外，凡是δ１３Ｃ值大
室外水体蒸发氢氧同位素日变化特征
室外水体蒸发氢氧同位素日变化特征 为研究室外水体蒸发氢氧同位素变化特征，连续12个小时采集四川大学听荷池的水样，获得了水体蒸发氢氧稳定同位素与温度的关系。实验结果表明，水体蒸发实验中，温度越高，蒸发速度越快，在同样的蒸发时间内水体重同位素富集程度越大；室外水体自由蒸发实验中得出的蒸发线方程斜率较大地偏离了当地降水线，表明实验期间水体蒸发分馏作用较明显。该研究为进一步揭示水体蒸发分馏规律提供了可靠的实验依据。 标签：水体蒸发；氢氧同位素；日变化；实验研究 1 实验区概况 取样点位于成都市武侯区四川大学听荷池，北纬30°38’3.64〃，东经104°05’12.38〃，海拔大约为490m，池面积为1.2hm2，降水是听荷池水量的主要来源。成都市属于中亚热带湿润季风气候区，常年最多风向是静风，冬湿冷、春早、无霜期较长，四季分明，热量丰富，年平均气温16°C，最高气温38.6°C，最低气温-5.9°C，无霜期为287d，初霜期出现的时候大约为11月底，终霜期一般在2月，冬季的平均气温大概为5°C，平均气温比同纬度的长江中下游地区高1～2°C。冬春雨少，夏秋多雨，雨量充沛，多年平均降雨量约为900～1300mm，多集中在7～9月份。光、热、水基本同季，气候资源的组合合理，很有利于生物繁衍。风速小，风速为1～1.5m/s，晴天少，日照率在24～32%之间，年平均日照时数为1042～1412小时。 2 样品收集与分析 2.1 样品收集 2016年12月4日，在听荷池采集水样，气象数据为当时现场测量记录。 取样品之前，需要把塑料瓶放入7N的HNO3浸泡一整天，然后用超纯水清洗多次，接着放入烘箱将塑料瓶的水烘干，为了保证取样工具的洁净与干燥，以免污染样品。采取样品时，尽量将水样装满瓶子，这是因为考虑到液态水分子之间存在着范德华力，它会使水分子的运动速度远远小于气态情形，这样可以降低蒸发时的分馏作用。 取样采集：2016年12月4日，8：00至20：00，每个小时分别在听荷池东南西北角采集水样，每次取样的地点以及取样的深度基本上都没有变化。每次将取好的水样装入50ml的塑料瓶中，现场记录日期和温度等，用封口膜将瓶口封住，以免造成分馏。最后把装好的样品带回实验室进行分析。 2.2 样品处理及分析
水质分析仪的工作原理及特点
水质分析仪的工作原理 及特点 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
水质分析仪的工作原理及特点 一、前言 随着近年来我国经济的快速发展，城市的工业和生活垃圾大量增加，目前对垃圾进行处理的主要方法是卫生填埋，而进行填埋都是露天作业，垃圾经压实后，随着垃圾中生物的分解及遇到雨雪天气时，雨水和雪水渗入填埋区，会产生垃圾渗滤液。渗滤液属高浓度有机废水，浓度值变化范围大，其中含碳氢化合物、硝酸盐、硫酸盐及微量铜、镉、铅等重金属离子，细菌指标很高，如不进行处理直接排入水体，将严重污染当地的水环境。为了保护水环境，必须加强对污水排放的监测。检测点的设计和检测仪表（主要是水质分析仪）的质量对水环境监测起着至关重要的作用，本文结合某一污水处理厂的设计谈谈这方面体会。 二、水质分析仪的工作原理 污水处理厂使用的分析仪有两种：和溶氧分析仪。 1、pH计的工作原理 水的pH值随着所溶解的物质的多少而定，因此pH值能灵敏地指示出水质的变化情况。pH值的变化对生物的繁殖和生存有很大影响，同时还严重影响活性污泥生化作用，即影响处理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之间。水在化学上是中性的，某些水分子自发地按照下式分解： H2O=H++OH-，即分解成氢离子和氢氧根离子。在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OH-的浓度都是10-7mol/l，pH值是氢离子浓度以10为底的对数的负数：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有过量的氢离子，则pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氢氧根离子过量，则溶液呈碱性。pH值通常用电位法测量，通常用一个恒定电位的参比电极和测量电极组成一个原电池，原电池电动势的大小取决于氢离子的浓度，也取决于溶液的酸碱度。该厂采用了CPS11型pH传感器和CPM151型pH变送器。具体结构如图1所示，测量电极上有特殊的对pH反应灵敏的玻璃探头，它是由能导电、能渗透氢离子的特殊玻璃制成，具有测量精度高、抗干扰性好等特点。当玻璃探头和氢离子接触时，就产生电位。电位是通过悬吊在氯化银溶液中的银丝对照参比电极测到的。pH 值不同，对应产生的电位也不一样，通过变送器将其转换成标准4～20mA输出。 2、溶氧分析仪的工作原理 水中的氧含量可充分显示水自净的程度。对于使用活化污泥的生物处理厂来说，了解曝气池和氧化沟的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，会促进除厌氧微生物以外的生物活动，因而能去除挥发性物质和易于自然氧化的离子，使污水得到净化。测定氧含量主要有三种方法：自动比色分析和化学分析测量，顺磁法测量，电化学法测量。水中溶氧量一般采用电化学法测量。麦该厂采用
杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究
杞麓湖水质参数及水体稳定同位素特征研究湖泊对区域气候调节及地区社会经济发展发挥着至关重要的作用。杞麓湖作为通海县的“母亲湖”,近年来在自然与人类活动的双重影响下,生态环境面临着诸多威胁。 基于此,本文首先利用2016年11月至2017年10月时段内对杞麓湖水质参数水温(Temp)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl-a)、p H及总磷(TP)、总氮(TN)的逐月监测,对湖泊生态环境状况和水质月际变化作进一步探讨。同时,结合已有气象数据,利用杞麓湖流域各水体稳定氢氧同位素组成特征对湖泊水动力、水汽来源及季节变化进行研究,探讨各水质参数对湖水同位素的影响,通过对各水体稳定氢氧同位素的组成及季节变化特征分析,深入讨论分析流域水循环过程,进一步分析探讨杞麓湖水更换过程及周期。 本文主要的研究结论如下:(1)杞麓湖对流域气候环境有着显著的调节作用,维持流域气温较为恒定,同时减少极端天气对区域气候带来的影响。湖水在不同深度热量分布较为均衡。 水温受风力作用及湖泊动力影响较大。同时,温度是影响湖泊水循环、水生生物活动强度的控制因素。 (2)杞麓湖受流域人类活动的强烈影响,外源输入的影响成为引起湖泊水体理化性质(溶解氧、叶绿素a浓度、p H)的主要因素。营养盐的输入引起的藻类活动的增强,以及污染物的排放与分解,使不同湖区水体酸碱度出现较明显的差异。 有机污染物的分解同时消耗了水体中的溶解氧,因而在湖滨处及入湖河流较为集中的西南部出现较低的溶解氧浓度及p H值,这一现象在雨季尤为明显。不
同湖区营养盐的差异引起藻类空间分布的不同,在工农业排放较集中的东部、西南部湖区,水体叶绿素a浓度远高于其他湖区。 夏季水温及光照的增强、外源输入的增加、以及生物活性的加强,加重了不同湖区水体理化性质的空间差异性。进而引起湖泊底质释放增加、水生物种结构单一化、水体自净能力下降等诸多环境问题。 (3)杞麓湖富营养化程度较高,监测时期内处于中度—重度富营养化状态,水体氮磷浓度全年处于较高水平。磷是湖泊藻类生长繁殖的限制因子。 湖泊总磷浓度季节波动较大,夏季相较冬季总磷浓度增加了近40%,总氮季 节变化相对较小,夏季高于冬季。湖滨化工业排放使湖泊氮磷含量(特别是总磷)大幅上升,农业排放对水体总氮影响较大,对总磷影响则相对较小。 流域河水、地下水营养盐浓度也很高,当地的水资源及水安全问题较为突出。 (4)湖水同位素组成随深度变化不明显,蒸发和河水补给的作用决定了湖泊水同位素的空间分布特征。 水温对表层湖水同位素分馏有一定的影响,对其空间分布的作用也存在,但整体影响不大。其他水质参数与湖泊水同位素组成之间没有必然的联系,在空间分布变化上也没有明显的规律。 (5)杞麓湖无论是全年还是各季节湖水蒸发线方程的斜率、截距相较全球大气水线有着明显的偏离,湖水受到了长时期蒸发分馏作用的影响。杞麓湖流域内河水、地下水的同位素组成相对湖水偏负,蒸发水线的偏离程度也小于湖水,地下水受到的非平衡分馏作用更弱一些。 海洋水汽是当地降水主要来源,入湖河流补给是湖泊水主要补给方式。(6)根据雨季前后湖水同位素组成的差异,利用降水数据我们模拟得出湖水换水周期
水质指标及其特点
水质指标主要监测项目 水质指标：根据水体中污染物的性质，对水体进行定性或定量分析的指标。主要分为物理性指标、化学性指标、生物性指标。 （一）物理性质 ①温度：温度对水中化学反应的形式和反应速率、水生生物的生存和废水是否适宜回用都有重要影响。工业废水常引起水体热污染，造成水中溶解氧减少，加速好氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化。温度对废水生物处理的影响很大，如当温度下降到15℃时，产甲烷细菌的活性就会大大下降。 ②色度：色度为感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物。有两种表示方法： a.铂钴标准比色法，该方法使用于清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的色度测定。 b.稀释倍数法，该方法适用于受工业废（污）水污染的地表水和工业废水色度的测定。 ③臭和味：感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氦的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。 ④固体物质： a.总固体物水中所有残渣的总和，包括溶解性固体和悬浮固体（悬浮物）。 b.溶解性固体水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体。表示盐类含量。 c.悬浮物(SS) 水样经过滤后，滤渣脱水烘干后所得的固体。表示不溶解固体含量。 ④浊度：废水允许光线穿透能力的度量，表征废水中胶体和固体悬浮物数量的参数。决定因素为不溶物数量、种类、含量、颗粒尺寸、对光的折射性质。（二）化学指标 ①生化需氧量（BOD） BOD是反应水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废（污）水可生化降解性和生化处理效果。常用测定方法为稀释与接种法（BOD5法），对于不含微生物和或含微生物很少的工业废水，如酸性废水、碱性废水、高温费水等，
需要进行接种，以引入能降解废水中有机物的微生物。 对于污染的地表水和多数工业废水，因含有机物较多，需要稀释后再测定，以保证在培养过程中有充足的溶解氧。水样稀释程度应使五日培养中所消耗的溶解氧大于2 mg/L，而剩余溶解氧在2 mg/L以上。 一般清净河流的BOD5不超过2 mg/L，若高于10mg/L，就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等要求生化需氧量应小于5mg/L，而生活饮用水应小于1mg/L。我国污水综合排放标准规定，在工厂排出口，废水的生化需氧量二级标准的最高容许浓度为60mg/L，地面水的生化需氧量不得超过4mg/L。城镇污水处理厂：一级A标准10mg/L 一级B标准20mg/l 二级标准30mg/l 三级标准60mg/l。 ②化学需氧量（COD） 测定化学需氧量的标准方法是重铬酸钾法，该方法氧化率高，再现性好，准确可靠，成为国际社会普遍公认的经典标准方法。COD的测定大约可在2h内完成，测定结果的重现性比BOD好。 常用的氧化剂主要是重铬酸钾称COD Cr和高锰酸钾称COD Mn。高锰酸盐指数一般用于低污染废水的表征。一般来说，重铬酸钾法的氧化率可达90%，而高锰酸钾法的氧化率为50%左右，两者均未将水样中还原性物质完全氧化，因而都只是相对参考数据。 在饮用水的标准中Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40。COD的数值越大表明水体的污染情况越严重。 ③油类污染物 油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。如来源于工业含石油的污水，形成的油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换，降低水体的溶解氧和自净能力，同时破坏风景区，危害鸟类的生存。 ④酚类污染物 酚类污染来源有：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。主要危害有可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。酚浓度低时能影响鱼类的回游繁殖，浓度高时会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，
西南地区大气降水中氢氧稳定同位素特征与水汽来源_朱磊
第26卷第5期2014年10月 云南地理环境研究 YUNNAN GEOGＲAPHIC ENVIＲONMENT ＲESEAＲCH Vol.26，No.5Oct.，2014 收稿日期：2014－09－03；修订日期：2014－10－08． 基金项目：国家自然科学基金“滇东岩溶高原峰林湖盆水源枯竭机制研究”（41261007）；云南省自然科学基金“基于稳定同位素的滇东 岩溶区云南松水分策略研究”（2011FZ077）共同资助. 作者简介：朱磊（1989－），女，云南省曲靖市宣威人，硕士研究生，主要研究方向为资源环境与区域发展.*通信作者. 西南地区大气降水中氢氧稳定同位素特征与水汽来源 朱磊，范弢* ，郭欢（云南师范大学旅游与地理科学学院，云南昆明650500） 摘要：为阐明西南地区稳定同位素与大气降水的关系，对GNIP 昆明、贵阳、桂林、成都站点δD 和δ18 O 进行分 析，初步建立当地大气降水线方程，并与中国及全国降水线方程进行对比，揭示该降水线方程的特征。研究表明：大气降水稳定同位素组成受到温度、蒸发、水汽源地等多种因素的相互影响，在不同时间有很大差异。西南 地区降水中的δ18 O 值表现出“夏高冬低”的季节特点。d 值呈现出降水中过量氘水汽来源不同的特点，贵阳和 桂林地区d 值表现为“冬高夏低”的季节特点，而昆明和成都地区却与此相反，d 值则表现为“夏高冬低”独特的季节性特征。 关键词：大气降雨；同位素；西南地区中图分类号：P426.612 文献标识码：A 文章编号：1001－7852（2014）05－0061－07 0引言 大气降水作为自然界中水气循环的一个重要的 环节，在各种时空间尺度下发生着变化［1］ 。降水中同位素中各元素丰度的变化与水汽源区的初始状态、大尺度的天气系统变化，以及产生降水的气象 过程存在密切的联系 ［2，3］ ，并随着时间和空间的变化而异。因此，对于降水的研究显得极其重要［4］ 。 降水中氢氧稳定同位素可以作为水汽源区理想的自然示踪剂或利用其变化来反演大气过程，能在一定程度上反映区域的地理因素及气候特征［5］ 。近年 来，国内不少学者对四川地区 ［6，7］、昆明［8，9］ 、桂林地区 ［10，11］ 、南方地区［12］等区域降水稳定氢氧同位素都进行了深入探讨，大多数对局部（或某些站 点）进行研究，但对西南地区降水同位素的研究相对较少。西南地区地处温带季风、亚热带季风相互作用的区域，地形地貌复杂多样，垂直气候差异明 显，属于典型的气候区。因此，本文试图利用全球降水同位素监测网（GNIP ）西南地区的昆明站、贵阳站、桂林站、成都站的数据为基础资料，研究西南地区主要气象要素与大气降水中氢氧同位素的变化特征的相关关系，并探讨年际变化的特征及其水汽来源的关系，对西南地区的旱涝灾害有一定的指示作用，也对西南地区近几年来气候异常变化提供科学的依据，有助于对中国西南地区水汽循环有更深入的理解。 1研究区概况 昆明位于云贵高原中部（24?23' 26?22'N ， 102?10' 103?40'E ），海拔约1900m ，属于低纬度亚热带高原山地季风气候，由于受印度洋西南暖湿气流的影响，年均温和年降雨量分别为15?、1035mm 。贵阳地处云贵高原东部（26?11' 26?55'N ，106?27' 107?03'E ），海拔约1070m ，常年
2017年同位素水文与生态环境应用研讨会
2017年同位素水文与生态环境应用研讨会 同位素是水循环与水系统研究的重要手段之一。近年来，随着同位素测试技术与模拟方法的不断发展，环境同位素的应用范围正在日益扩大，逐渐成为环境科学、水文学、水文地质学、生态学、地理学、海洋学等多个研究领域的现代研究方法之一。稳定同位素可在降水-地表水-地下水相互作用、环境溶质运移、生物地球化学循环过程等方面起到示踪的作用；放射性同位素（3H、85Kr、39Ar、14C、81Kr、36Cl等）在冰芯、地下水、海洋洋流等水体的定年上可发挥重要作用。 为此，我们拟于4月9日-11日在北京举办“2017年同位素水文与生态环境应用研讨会”，目的是交流与研讨环境同位素分析测试的新技术和数据解释的新方法，以及在水文和生态环境领域的应用新进展。本次活动分为研讨会和培训班两部分日程。欢迎从事相关领域的科研、教学和生产应用的学者和研究生们参加研讨和培训。 一、主办单位 IAHS-CNC同位素水文学分会 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院页岩气与地质工程重点实验室 二、承办单位 原生态有限公司 三、协办单位 钡科瑞（北京）检测技术有限公司 北京普瑞亿科科技有限公司 四、时间、地点 时间：2017年4月9日-11日 会议地点：中国科学院地质与地球物理研究所 注册地点：9日14:00-18:00，宾馆（待定） 10日8:00-9:00，中国科学院地质与地球物理研究所 参会须知 1、本次会议收取1000元会议费/人次。住宿及交通费用由参会人员自行承担，会议协助预订酒店。 2、请每位参会者填写回执（见附件1），并于3月24日之前发到
附件一： 2017同位素水文与生态环境应用研讨会参会回执
各海域海水淡化方案及水质参数
各海域海水淡化方案及水质参数
为应对全球淡水资源短缺的问题，许多沿海国家及地区积极开展海水淡化和综合利用的技术研发工作。以色列70%的饮用水来自海水淡化水；澳大利亚的海水利用主要用于市政，占总装机规模的96%；美国的海水利用主要用于市政，占89.5%；沙特阿拉伯是当前全球最大的海水淡化生产国，其产量达到11亿m3。 中国淡水资源缺乏，人均淡水资源量仅为世界人均占有量的1/4，沿海地区人口稠密，淡水供需矛盾尤为突出。海水淡化技术能够增加水资源总量，有效缓解中国沿海地区淡水短缺的矛盾。在海水资源方面，中国拥有渤海、黄海、东海、南海四大海域，海岸线超过1.8万km，水资源相当丰富。但海水淡化发展速度相对其它国家缓慢，直至“十一五”期间海水淡化产业才开始较为迅速地增长。据统计，至底中国海水淡化能力为66万m3/d。当前，影响海水淡化的因素有政策、技术和价格等。其中海水水质是影响淡化技术正常应用及成本的重要因素。有研究发现，海水中的有机物污染、SDI（淤泥密度指数）、温度、浊度和盐度是影响反渗透膜运行的重要指标，进而影响淡化水品质。因此对中国海域的海水理化性质、海水利用现状、研究进展进行探讨，对于优化沿海水资源结构、保障国家用水安全和促进沿海经济社会可持续发展具有战略意义。基于此，笔者首次将海水水质和海水利用状况相结合，介绍中国渤海、黄海、东海、南海4个海域海水淡化的相关水质情况，归纳各地区海水利用的工艺技术条件和发
展现状，分析形成原因和经验教训，旨对海水利用发展落后的沿岸地带提供帮助，对海水淡化利用较好地区的发展和转型方向提供参考，并为中国海水利用的发展提供新的思考途径。 1 渤海海域 1.1 渤海的水质特征 渤海是一个近封闭的内海，水温受北方大陆性气候影响显著，2月份平均水温在0 ℃左右，8月份达21 ℃。受大陆淡水注入的影响，盐度仅为30‰，是中国近海中最低的。1978—历年8月的观测资料结果表明渤海夏季海水pH年际变化范围为7.86~8.30，渤海水温年际变化、降水量（酸雨）和月均黄河口径流量年际变化是影响海水pH变化的主要因素。 吴琳琳等研究发现 4—7月渤海湾海水温度为12.7~30.8 ℃、pH 为 7.30~8.55、海水CODMn为0.98~3.36 mg/L、溶解性总固体（TDS）为30.7~32.1 g/L、浊度为 2.96~136 NTU、Cl-为16.9~17.8 g/L、电导率为44 800~49 800 μS/cm。整体而言渤海水质的浊度变化范围较宽，主要受渤海湾海水泥沙含量的影响，特别在有潮汐和风浪时会大幅升高。另外还发现海水温度升高会使操作压力和脱盐率下降，主要是因为水温上升导致水的黏
水化学及同位素特征在矿井水源判别中的应用
水化学及同位素特征在矿井水源判别中的应用 摘要：毛坪铅锌矿未采矿体均处当地最低侵蚀基准面洛泽河以下，为研究矿区 洛泽河水与矿坑充水之间的相互关系，进一步查清矿坑充水来源，对矿区地表河 水以及矿坑不同出水点采取水样，进行环境同位素测试和水质全分析。分析结果 表明：矿区浅层水和深层承压水在不同深度获得大气降水补给的速度有快有慢， 相差悬殊；河水对矿床充水不强，矿坑水主要补给源为不同标高补给区的非定水 头补给。研究成果为进一步判定矿坑充水水源、分析矿山水文地质条件以及矿山 防治水设计提供了科学的依据。 关键词：矿山防治水；水源判别；水化学特征；氢氧同位素 1 矿区水文地质概况 毛坪铅锌矿为已采矿山，主要矿体位于当地最低侵蚀基准面洛泽河之下[1-3]。区内龙潭河、铜厂沟溪、锈水沟溪等其它河、沟均为洛泽河支流[4]。洛泽河总体 上控制了区内的地下水流动系统。域内地下水接受降水补给后，依地势向洛泽河 汇聚，然后从南往北迳流，部分地下水在沟谷等地形切割强烈地带形成下降泉排泄，补给河水[5，6]；部分地下水仍以地下迳流形式运动，于矿区北部遇峨嵋山 组玄武岩隔水层，地下水径流受阻，沿东西向顺层裂隙溢出成泉，排泄地下水。 区内构造发育，地下水对构造裂隙长期溶蚀拓宽，岩溶裂隙水含水层具有一 定库容空间，大气降水对岩溶裂隙地下水补给在时间上把年内或年际不连续的降 水调整为连续的地下迳流，维持泉群长期排泄[7，8]；在空间上将较弱的区域裂 隙水汇聚成脉状迳流，最后，汇集于排泄区以泉水形式溢出排泄地下水，本区为 泉排型岩溶地下水系统[9]。 图1 矿区地下水矿化度等值线 2 水化学水源判别 2.1水质全分析特征 本次研究工作水质全分析采样在矿坑、泉水、河水等重要水体采集水样20件。矿床地下水水化学成份及矿化度值自北部、北东部二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水 含水层、石炭系威宁丰宁统岩溶裂隙水含水层、泥盆系宰格组岩溶裂隙水含水层 逐渐升高（见图1），表明矿床地下水接受二迭系栖霞茅口组岩溶裂隙水含水层 地下水补给，经矿床运移至洛泽河即F1弱透水断层一带，地下水迳流滞缓，溶 滤作用增强，水中盐分及矿化度值明显增高，特别是SO42-离子增加明显，同时 说明矿床地下水受洛泽河水淡化不明显，河水对矿床充水不强的特征。 3水体环境同位素水源判别 3.1水体环境同位素特征 本次研究工作环境同位素水样采集雨水1件、泉水4件、河水3件、矿坑水 7件，钻孔涌水5件。 以昆明市雨水线为研究标准。矿区雨水、河水、泉水和坑下水δD与δ18O关 系见图2。 图2 毛坪矿雨水、泉水、河水、坑下水δD与δ18O关系 本地区构造活动剧烈，岩溶裂隙发育，雨季矿床深部承压水涌水孔水头上涨 明显，氚进入水中仅按衰变规律变化，衰变公式如下：
青海湖2015年水质参数特征及其变化
Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2018, 7(1), 74-83 Published Online February 2018 in Hans. https://www.360docs.net/doc/6b13503564.html,/journal/jwrr https://https://www.360docs.net/doc/6b13503564.html,/10.12677/jwrr.2018.71009 Characteristics and Changes of Water Quality Parameters of Qinghai Lake in 2015 Rongxin Bi1, Hucai Zhang1*, Huayong Li1, Fengqin Chang1, Lizeng Duan1, Yubang He2, Hu Zhang1, Xinyu Wen1, Yu Zhou1 1Yunnan Provincial Key Laboratory of Geographical Process and Environmental Change on the Plateau, Key Laboratory of Plateau Lake Ecology & Global Change, College of Tourism and Geography Science, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan 2Qinghai Lake National Nature Reserve Bureau, Xining Qinghai Received: Nov. 21st, 2017; accepted: Dec. 1st, 2017; published: Dec. 8th, 2017 Abstract The water temperature, dissolved oxygen, pH, chlorophyll-a concentration and turbidity vertical profile monitoring were carried out at Qinghai Lake during September 22-24, 2015. At the same time, physical and chemical status of Qinghai Lake and lake nutrition status were analyzed by the experimental deter-mination of total phosphorus and total nitrogen content,and nutrient salt determination through collect-ing water samples, compared with the data from Qinghai Lake Management Bureau. The results showed that there were some differences in physical and chemical parameters and nutritional degree of each point, and due to wind and lake disturbance, there is a weak stratification phenomenon at the center of the lake; the dissolved oxygen concentration at the center of lake is lower, and the dissolved oxygen stra-tification is affected by the temperature stratification; Qinghai Lake’s high salinity and high hydronium concentration control its pH and have a greater impact on the dissolved oxygen concentration and turbid-ity. The release of sediment caused by temperature and lake water circulation makes phytoplankton con-centrate in the middle and low water, so that submerged plants have better growth conditions. The nu-trient level of Qinghai Lake is not high, but the concentration of total phosphorus has a tendency to in-crease. Exogenous input is the main reason that affects the degree of lake nutrition. The intensification of human activities makes the Qinghai Lake have the danger of deterioration of water quality. Keywords Qinghai Lake, Water Temperature, Dissolved Oxygen, pH, Chlorophyll a, Nutritional Degree, Human Activities 青海湖2015年水质参数特征及其变化 毕荣鑫1，张虎才1*，李华勇1，常凤琴1，段立曾1，何玉邦2，张虎1，文新宇1，周瑜1 作者简介：毕荣鑫(1992-)，男，在读硕士研究生，主要从事湖泊沉积与环境变化研究。 *通讯作者。
黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应
第20卷第5期2005年5月 地球科学进展 A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC E V o l.20 N o.5 M a y.，2005 文章编号：1001-8166（2005）05-0511-09 黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应* 张光辉1，聂振龙1，王金哲1，程旭学2 （1.中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北 石家庄 050061； 2.甘肃省地勘局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000） 摘 要：通过环境同位素及其T a m e r s、I AE A模型应用研究表明，黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密切相关，具有非均一性；东部以山区降水通过出山地表径流补给为主，西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源，下游区依赖中游区河水下泄状况，蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快，西部同位素较老且地下水更新较慢；祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近，细土平原带地下水补给河水；高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低；近河道带地下水年龄较新，远离河道则较老。因此，充分利用地下水与地表水之间转化规律，联合优化调控，有利于该区地下水资源可持续利用。 关 键 词：黑河流域；地下水；转化过程；同位素特征；非均一性 中图分类号：P641.2 文献标识码：A 西北内陆黑河流域平原是典型的干旱地区，其地下水主要依赖祁连山区出山地表径流补给，包括冰川雪融水、降水和基岩裂隙水（基流）补给。自祁连山区至额济纳盆地，地下水同位素特征反映了它与地表水之间相互转化和补给非均一性。这一研究对该区水资源可持续利用具有重要意义。 丁永建等［1］、张杰等［2］阐明了近40年以来黑河流域降水时空变化特征。陈仁升等［3］和蓝永超等［4］阐述了黑河流域中游区地下水和出山地表径流量变化规律。王根绪等［5］揭示了近50年以来黑河流域水文变化与生态环境之间的关系。张光辉等［6，7］开展了黑河流域水循环过程与地下水形成模式研究。武选民［8］等应用环境同位素阐述了黑河流域下游区地下水补给问题。前人研究结果显示［8］，祁连山山前平原浅层地下水70％～80％来自山区地表径流补给，下游段细土平原65％～90％的地表水是山前平原地下水通过溢出带泉水排泄形成。但是，补给源的组成特征及其时空变化规律仍然是一个前沿课题［6～9］。 祁连山区各种水源成因及其在黑河流域时空再分配，受地面高程、气温和多源混合作用及流程衰变时效性等影响，各水源原固有的同位素特征在径流途径中发生变化，水的同位素变化真实地记录了它们过去的经历，包括水中放射性同位素氚的衰变［10］。由于水的同位素直接参与整个水循环过程，以致其成为示踪地表水—地下水间转化过程的较理想标记。在过去20年，同位素示踪技术广泛应用于研究水的起源、年龄和流动途径，并在利用各种测年技术确定水的年龄方面取得新进展。对于干旱区水资源问题，国际原子能机构出版了《利用同位素评价缺水地区地下水的更新性》（I AE A，2001），详细介绍了在干旱区利用同位素研究水循环更新的方法和可行性［10］。 氚是氢元素的一种放射性同位素，氚原子生成 * 收稿日期：2004-04-19；修回日期：2004-09-28. *基金项目：国土资源部重点基础研究项目“西北内流盆地水循环规律与地下水资源形成演化模式”（编号：200010301）；国家自然科学基金项目“人类活动对干旱区地下水循环变异影响阈识别”（编号：40472126）资助． 作者简介：张光辉（1959-），男，辽宁沈阳人，研究员，长期从事区域水循环演化规律和地下水可持续利用问题研究．E-m a i l：h u a n j i ng ＠h e i n f o. n et