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湖泊污染底泥疏浚后新生沉积物-水界面溶解氧的动态响应 总被引：1，自引：1，他引：0
借助微氧电极测试技术对太湖贡湖湾试验区疏浚后的新生界面溶解氧动态进行一年的跟踪调研，分析溶解氧在新生微米级界面的分布特征、扩散通量以及界面附近有机质矿化速率.结果表明疏浚后半年内，溶解氧在表层沉积物的侵蚀深度增大，氧化层明显加厚.氧气在新生界面表层沉积物中呈指数下降，但衰减相对较缓.在连续一年的跟踪调查中发现，仅秋季新生界面附近溶解氧浓度明显高于对照，而在其他月份无差异.污染底泥疏浚后一个月内氧扩散通量及有机碳矿化速率下降最为明显，仅为疏浚前的13%，其他月份沉积物-水界面氧的扩散通量、氧气的消耗速率、有机碳的降解速率均有不同程度下降，疏浚后新生界面氧气交换速率下降以及由此导致的有机碳矿化过程变缓可能深刻影响界面生源要素的迁移过程. 相似文献
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采用扩散模型法与实验培养法对鄱阳湖沉积物和水界面间可溶性总磷和可溶性磷酸盐的界面交换过程进行研究,并探讨了其影响因素.结果表明,利用2种方法得到鄱阳湖各站点可溶性总磷和可溶性磷酸盐在沉积物与水界面间的交换方向不完全相同,大部分站点沉积物是磷的源,其中,利用扩散模型法估算的可溶性总磷和可溶性磷酸盐平均扩散通量分别为0.052和0.047 mg/(m~2·d),而实验培养法测得可溶性总磷和可溶性磷酸盐的平均交换通量则分别为0.25和0.24 mg/(m~2·d),且各站点利用扩散模型法测得磷的交换通量均小于实验培养法的计算结果.此外,上覆水溶解氧浓度及水体温度对可溶性总磷和可溶性磷酸盐的交换过程均具有一定的影响,表现为温度越高,溶解氧浓度越小,可溶性总磷和可溶性磷酸盐的交换越强烈. 相似文献
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东巢湖沉积物水界面氮、磷、氧迁移特征及意义 总被引：2，自引：0，他引：2
以东巢湖近城市湖湾沉积物为研究对象,在沉积物氮、磷营养盐分析的基础上,采用沉积物柱状芯样静态释放模拟法定量评估研究区域沉积物—水界面氨氮、溶解性活性磷酸盐营养盐释放潜力,利用微电极非损伤测定技术获得沉积物—水微界面溶解氧(DO)剖面分布及微界面DO消耗和扩散特征.结果表明:东巢湖近城市湖湾沉积物氮、磷污染物蓄积量较高,受TN、TP污染程度较重.沉积物内源氨氮、磷酸盐释放明显,平均释放速率分别达到32.44 mg/(m~2·d)和1.25mg/(m~2·d),区域内沉积物已成为水柱中氮、磷营养盐的污染源.研究区域上覆水体处于好氧状态,沉积物—水微界面平均DO穿透深度(OPD)达到5.3 mm,平均DO扩散通量为4.56 mmol/(m~2·d),表现出良好的DO扩散能力.沉积物内源氨氮和磷酸盐释放能力与表层沉积物TN/TP物质含量及沉积物—水微界面DO穿透深度有关,在沉积物氮、磷污染较重的情况下,DO穿透深度越低越有利于氮、磷污染物从沉积物向上覆水体释放. 相似文献
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滇池流域点源污染控制与存在问题解析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用间隙水连续采集法考察滇池和抚仙湖沉积物-水界面营养盐通量,并比较在氧气缺乏及氧气充足条件下界面的氮磷行为.结果表明,滇池草海沉积物-水界面营养盐通量显著高于滇池湖心及抚仙湖.对云南滇池及抚仙湖沉积物进行好氧和厌氧处理对照比较,结果显示,好氧组上覆水pH显著大于厌氧组,而间隙水pH在两处理组之间差异不显著;这可能与厌氧呼吸途径过程中产生酸性物质有关;而在两种处理条件下,间隙水均处于厌氧状态.较好氧条件而言,厌氧条件下间隙水磷和铵氮浓度的增加,与有机质矿化增强有关;而间隙水磷还可能受FeOOH-P模型控制.由分子扩散模型计算获得的界面磷或者铵氮扩散通量均高于表观通量,而且好氧条件下的扩散通量与表观通量之间的差异较厌氧条件下的大;这表明两种营养盐均存在释放潜力,但这种潜力的发挥受氧气的影响,较好氧条件而言,厌氧条件下使用分子扩散模型得到的界面营养盐扩散通量更接近于表观通量. 相似文献
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湖泊水底Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度的快速增加是湖泛暴发最早发生于沉积物-水界面的主要前提,缺氧环境下水底扩散层附近Fe~(2+)和ΣS~(2-)的迁移是其在沉积物-水界面处稳定积累的重要原因.以蓝藻聚积水体沉积物-水界面为研究对象,应用湖泊过程模拟装置及间隙水被动采样等技术,重点研究了间隙水和底层上覆水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)的垂向分布特征,并定量估算了二者的扩散通量及迁移方向.结果表明:湖泛样品水体沉积物-水界面处于典型的还原性环境,表层沉积物间隙水中Fe~(2+)和ΣS~(2-)浓度显著高于对照样品,二者在表层沉积物中积累趋势明显.湖泛水体沉积物-水界面处Fe~(2+)释放通量较高,表现出较强烈的自沉积物向上覆水方向的释放能力;而湖泛样品ΣS~(2-)在沉积物-水界面处释放通量为负,迁移方向为自上覆水向沉积物扩散.Fe~(2+)和ΣS~(2-)在湖泛水体沉积物-水界面处不同的迁移特征证明:缺氧/厌氧条件下,湖泊水体表层沉积物间隙水中高浓度Fe~(2+)向上覆水的扩散为湖泛致黑物质的形成提供了重要的物质基础;底层上覆水及界面水中SO~(2-)4在表层沉积物中被还原,为终端还原产物ΣS~(2-)为湖泛致黑物质的形成提供了另一重要物质来源. 相似文献
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沉积物-水界面污染物迁移扩散的研究进展 总被引：6，自引：0，他引：6
污染物在沉积物-水界面的迁移扩散对研究其环境生物地球化学循环过程和评估水生态系统质量具有重要意义.本文回顾了关于沉积物-水界面的基本研究历程，重点介绍沉积物-水界面的垂向结构以及扩散边界层（DBL）的作用，展示污染物在沉积物-水界面的多维度分布（一维垂向、二维平面和三维立体）及其在沉积物-水界面的扩散过程，详细总结影响污染物在沉积物-水界面迁移扩散的环境因素（包括温度、溶解氧或氧化还原条件、pH值、离子强度或盐度、沉积物组成、共存污染物、溶解性有机质、水动力条件、生物扰动、微生物以及其他因素），讨论当前关于沉积物-水界面污染物扩散通量估算几种方法的优缺点，最后，对沉积物-水界面污染物扩散研究在未来发展需要关注的几个方面进行了展望. 相似文献
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云南滇池和抚仙湖沉积物-水界面营养盐通量及氧气对其的影响 总被引：8，自引：2，他引：6
采用间隙水连续采集法考察滇池和抚仙湖沉积物-水界面营养盐通量,并比较在氧气缺乏及氧气充足条件下界面的氮磷行为.结果表明,滇池草海沉积物-水界面营养盐通量显著高于滇池湖心及抚仙湖.对云南滇池及抚仙湖沉积物进行好氧和厌氧处理对照比较,结果显示,好氧组上覆水pH显著大于厌氧组,而间隙水pH在两处理组之间差异不显著;这可能与厌氧呼吸途径过程中产生酸性物质有关;而在两种处理条件下,间隙水均处于厌氧状态.较好氧条件而言,厌氧条件下间隙水磷和铵氮浓度的增加,与有机质矿化增强有关;而间隙水磷还可能受FeOOH-P模型控制.由分子扩散模型计算获得的界面磷或者铵氮扩散通量均高于表观通量,而且好氧条件下的扩散通量与表观通量之间的差异较厌氧条件下的大;这表明两种营养盐均存在释放潜力,但这种潜力的发挥受氧气的影响.较好氧条件而言,厌氧条件下使用分子扩散模型得到的界面营养盐扩散通量更接近于表观通量. 相似文献
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绍兴鉴湖水域环境功能区区划 总被引：47，自引：6，他引：41
研究了２５Ｃ条件上太湖北部湖区水－沉积界面的物质交换．结果表明：五里湖沉积物中的氮,磷和ＣＯＤmn的释放程度明显高于梅梁湖,其ＮＨ４＋－Ｎ、ＤＴＰ和ＤＣＯＤ的平均溶出速率分别人１５８．２,２．０５和２７．８mg／（m2.d）;梅梁湖北部湖区形态氮处于“负释放”状态,ＤＴＰ和ＤＣＯＤ溶出速率分别为０．５８４mg／（m2.d）和８．９mg／（m2.d）,此外,形态氮,磷和ＤＣＯＤＲ的水－沉积物界面物质交换量与底泥中氮,总 相似文献
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为了解东平湖菹草(Potamogeton crispus)腐烂分解对水体温室气体溶存浓度和界面扩散通量的影响,于2016年5-7月在东平湖菹草腐烂期采集上覆水和沉积物柱样,测定上覆水和孔隙水中温室气体(N_2O、CH_4和CO_2)的溶存浓度,采用Fick第一定律和双层模型计算沉积物-水-气界面扩散通量,同时分析上覆水和沉积物的理化性质,并采用网袋分解法于现场进行菹草腐烂分解试验,以探究东平湖菹草腐烂过程中温室气体溶存和扩散的主要影响因子及其主要来源.结果表明,菹草腐烂符合二次指数模型,分为快速衰减和慢速分解两个阶段;菹草腐烂过程中上覆水pH和亚硝态氮浓度表现为先降低后升高,而溶解氧、氨氮、硝态氮和可溶性正磷酸盐浓度则为先升高后下降,沉积物中铵态氮含量表现为先升高后降低,硝态氮为先降低后显著升高,有机质和p H呈降低-升高-降低的波动变化;上覆水中各温室气体浓度和水气界面扩散通量均表现为CO_2 CH_4 N_2O,其扩散通量分别为5862.9±5441.4、31.15±41.3和0.15±0.57μmol/(m~2·h),整体表现为大气温室气体的"源",并以碳排放为主;上覆水中N_2O浓度和水-气界面扩散通量均先降低后升高,孔隙水中N_2O浓度在快速和慢速分解阶段分别出现极大值(22.7和55.6 nmol/L),而其沉积物-水界面通量前期持续增加至腐烂结束后迅速降低;上覆水和孔隙水中CH_4浓度及其各界面通量均表现为前期略有降低后持续升高;上覆水中CO_2浓度和水-气界面通量表现为持续升高后降低并趋于稳定,而孔隙水中CO_2呈波动变化,在菹草腐烂初期向孔隙水扩散,后期向上覆水扩散.水温是影响上覆水中温室气体浓度和水-气界面通量的主要因素;沉积物是水体N_2O和CH_4的主要来源,孔隙水中浓度是控制其沉积物-水界面扩散的重要因素;而上覆水中CO_2呈现多源性,但以上覆水中有机物质的矿化为主. 相似文献
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中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫底栖扰动对沉积物溶解氧特征及反硝化的影响 总被引：6，自引：3，他引：3
以中国长足摇蚊(Tanypus chinensis)幼虫对沉积物的生物扰动过程为研究对象,运用稳定同位素示踪及同位素配对技术,深入探讨长足摇蚊幼虫扰动对太湖梅梁湾沉积物硝酸盐界面迁移、溶解氧侵蚀深度及沉积物反硝化速率及两种不同反硝化过程(非耦合反硝化(DW)和耦合反硝化(DN))的影响.摇蚊幼虫扰动后,添加15N两种处理沉积物氧气消耗速率由355.49±131.49μmol/(m2.h)变化为546.39±261.41μmol/(m2.h),而未添加15N两种处理由313.57±61.63μmol/(m2.h)变化为554.17±184.36μmol/(m2.h),硝酸盐界面迁移结果表明:扰动显著加强了水体硝酸盐向沉积物迁移的速率,加强沉积物作为上覆水中NO3-N汇的作用,摇蚊幼虫扰动组的硝酸盐迁移速率从-33.75±29.25μmol/(m2.h)提高到-210.14±117.25μmol/(m2.h).同位素添加实验发现,摇蚊幼虫底栖扰动能显著提高沉积物总反硝化速率,与对照组相比,总反硝化速率从31.83±8.79μmol/(m2.h)上升到228.98±54.09μmol/(m2.h),增加了约6倍左右.利用同位素配对法计算对两种不同反硝化过程进行区分,发现非耦合反硝化速率从15.78±8.51μmol/(m2.h)上升到182.96±45.22μmol/(m2.h),耦合反硝化速率从16.04±5.63μmol/(m2.h)增加到46.01±8.97μmol/(m2.h),预示着底栖生物扰动能同时增加耦合和非耦合两种反硝化过程,而非耦合反硝化过程的增加强度远大于耦合反硝化. 相似文献
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不同溶解氧水平下湖泊底泥-水界面磷交换影响因素分析 总被引：15，自引：2，他引：13
在实验室控制条件下,研究了玄武湖底泥在饱和溶解氧、75%、50%、25%、0%溶解氧水平下底泥-水界面磷交换,探讨了溶解氧对底泥-水界面磷交换的影响途径.结果表明:(1)上覆水溶解氧与玄武湖底泥溶解性磷酸盐、溶解性总磷释放速率呈开口向上的抛物线关系;(2)上覆水溶解氧水平可以决定磷在底泥-水界面交换中的转换方向,而且还影响间隙水中溶解氧扩散深度,25%、50%、75%和饱和溶解氧水平下溶解氧最大扩散深度分别为0.974cm、1.377cm、1.687cm和1.948cm,溶解氧在间隙水中最大扩散深度影响底泥-水界面的磷交换;(3)溶解氧可通过影响底泥-水界面处电位、藻类聚磷作用以及pH来影响底泥-水界面的磷交换. 相似文献
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冰封期湖泊与大气的气体交换受冰盖阻碍,影响湖泊溶解氧含量,进而影响湖泊水质.为探究冰封期湖泊溶解氧和新陈代谢速率变化特征及影响因素,本研究通过监测典型季节性冰封湖泊不同深度的溶解氧（DO）、水温和光合有效辐射（PAR）,结合水质检测结果,分析冰封期湖泊DO变化及代谢速率影响因素,对湖泊日新陈代谢速率计算方法进行改进并估算冰封期湖泊新陈代谢速率.结果表明：2021年1—3月间,岱海DO浓度平均值为15.49 mg/L,并出现昼夜变化和分层现象.DO在冰封期变化趋势呈现出先逐渐升高,然后保持稳定,进入消融期（2021年3月2—11日）分层现象逐渐消失的规律.岱海冰封期净初级生产力和生态系统呼吸速率平均值分别为0.11和0.10 mg/（L·d）,在水温未出现分层时净初级生产力呈现较高水平;之后水温沿水深方向出现分层,净初级生产力明显下降;当冰层融化后,PAR显著上升,净初级生产力又逐渐恢复至0.10 mg/（L·d）.统计分析表明,岱海冰封期DO与水温、PAR、总氮等变化具有一定相关关系,且由于湖泊流域生态环境条件及冰封期物候特征不同,岱海与内蒙古其他湖泊相比,冰封期DO变化趋势存在一定差异. 相似文献
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湖泊中溶解氧极大值之成因 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对位于台湾南部两个次高海拔湖泊－大鬼湖及万山神池进行研究，并试图探讨此二无明显进，出水口之封闭型湖泊中，水体溶解氧垂直分布出现极大值之成因，此二次高海拔湖泊地处偏远，人烟罕至，因此较不受人为干扰，为研究湖泊水体中种种自然作用的良好对象，大鬼湖平均水深约14.8m，最深处约40m，降冬季外，水体均有分层现象，1988年夏季资料显示，水深16m以下水体趋于无氧状态，且于此深度以上的溶氧饱和值，均接近当地的大气饱和值（约78％），经各种资料推断，此极大值的成因，除水团乃于春季时留下主溶氧值之外，应综合了季节增温效应下使表水向下温合的物理作用（尤其是山区明显的口，夜温差所引起的表水冷却向下混合作用，且其混合深度随季节增温而逐步变浅），消耗溶解氧的生物作用及跃层存在等影响因素，而非单纯的物理或生物作用所造成，1991年4月万山神池观测资料显示，湖水平均深度约8m，最深可达14m ,其氧饱和程序分布在80％－104％之间，表水接近近当地饱和值（78％），而于1.5m处往下增加，于2m处有溶解氧及和程度极大值，比当时大气饱合值高约20％，此极大值深度与叶绿素a极大值深度相吻合，主要由生物之光合作用造成，此外，于此深度pH值亦有明显增加现象，更证实了生物作用的存在，此二湖环境背景相似，且水泥中均出现溶氧极大值，但二者间极大值却有不同的成因，经曲两不同成因的比较，将可提供许多相关研究资料。 相似文献
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The oxygen isotopic values of aquatic plant cellulose and carbonates in Lake Caohai sediments were measured using a continuous flow isotopic ratio mass spectrometer(CF-IRMS).Because of predictable oxygen isotopic fractionation between cellulose and its source water,the oxygen isotopic composition of paleo-lake water has been established quantitatively.Combined oxygen isotopic values of cellulose and carbonates were used in the‘Craig’equation to determine paleotemperatures and their variation in the lake during the past 500 years.Results show that the paleotemperature trend correlates well with meteorological records from Weining.There are four notable cold intervals at Lake Caohai over the past 500 years,namely 1540–1570AD,1670–1715AD,1780–1870AD and 1900–1930AD,and the former three cold intervals have been observed in the conventional Little Ice Age(LIA).These cold periods at Lake Caohai correspond well with those recorded from tree ring,peat,and ice core data from adjacent regions,particularly temperature those inferred fromδ18O of peat cellulose from Hongyuan Southwestern China.The trend in paleotemperature variations at Lake Caohai are also consistent with both the change of Indian summer monsoon,derived fromδ18O values of a stalagmite in Dongge,and a recorded shift in solar activity.The findings of this study illustrate that coupled analysis ofδ18O values of cellulose and carbonates from lake sediments may be used as a paleotemperature proxy.These results also provide further evidence of the existence of LIA in southwestern China. 相似文献
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基于FVCOM的太湖梅梁湾夏季水温、溶解氧模拟及其影响机制初探 总被引：6，自引：1，他引：5
水体中的溶解氧是表征水生生态系统健康与否的重要参数之一.本研究基于太湖2008年8月16 20日的风速、风向、短波辐射等气象场资料以及实测的相关水质参量,利用FVCOM(即非结构化网格有限体积近海海洋模型)模式对太湖梅梁湾三维水温以及水体中溶解氧进行模拟,模拟结果与实测值基本吻合,水温的验证回归方程为y=1.02x,R2为0.690;溶解氧的R2为0.760.同时对溶解氧浓度的时空分布,梅梁湾溶解氧的"源"和"汇"及其贡献进行了分析.结果表明:太阳辐射、风速是影响水温日成层现象的重要因子;受水温和光照的影响,夏季梅梁湾的溶解氧存在垂直差异,呈现出"双峰双谷"的日变化特征;浮游植物光合作用制氧是水中溶解氧的最重要来源,水下光衰减直接控制着初级生产力的垂直分布;浮游植物呼吸及死亡是溶解氧的最大消耗者,余下依次为底泥耗氧、碳化需氧、细菌呼吸耗氧和硝化作用耗氧. 相似文献
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Magnetite in the oxidized CV chondrite Allende mainly occurs as spherical nodules in porphyritic-olivine (PO) chondrules, where it is associated with Ni-rich metal and/or sulfides. To help constrain the origin of the magnetite, we measured oxygen isotopic compositions of magnetite and coexisting olivine grains in PO chondrules of Allende by an in situ ion microprobe technique. Five magnetite nodules form a relatively tight cluster in oxygen isotopic composition with delta 18O values from -4.8 to -7.1% and delta 17O values from -2.9 to -6.3%. Seven coexisting olivine grains have oxygen isotopic compositions from -0.9 to -6.3% in delta 18O and from -4.6 to -7.9% in delta 17O. The delta 17O values of the magnetite and coexisting olivine do not overlap; they range from -0.4 to -2.6%, and from -4.0 to -5.7%, respectively. Thus, the magnetite is not in isotopic equilibrium with the olivine in PO chondrules, implying that it formed after the chondrule formation. The delta 17O of the magnetite is somewhat more negative than estimates for the ambient solar nebula gas. We infer that the magnetite formed on the parent asteroid by oxidation of metal by H2O which had previously experienced minor O isotope exchange with fine-grained silicates. 相似文献
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Modelling spatial variations in dissolved oxygen in fine‐grained streams under uncertainty 
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下载免费PDF全文 This paper presents a novel triple‐layer model, called VART DO‐3L, for simulation of spatial variations in dissolved oxygen (DO) in fine‐grained streams, characterized by a fluid mud (fluff or flocculent) layer (an advection‐dominated storage zone) as the interface between overlying stream water and relatively consolidated streambed sediment (a diffusion‐dominated storage zone). A global sensitivity analysis is conducted to investigate the sensitivity of VART DO‐3L model input parameters. Results of the sensitivity analysis indicate that the most sensitive parameter is the relative size of the advection‐dominated storage zones (As/A), followed by a lumped reaction term (R) for the flocculent layer, biological reaction rate (μo) in diffusive layer and biochemical oxygen demand concentration (L) in water column. In order to address uncertainty in model input parameters, Monte Carlo simulations are performed to sample parameter values and to produce various parameter combinations or cases. The VART DO‐3L model is applied to the Lower Amite River in Louisiana, USA, to simulate vertical and longitudinal variations in DO under the cases. In terms of longitudinal variation, the DO level decreases from 7.9 mg l at the Denham Springs station to about 2.89 mg l?1 at the Port Vincent station. In terms of vertical variation, the DO level drops rapidly from the overlying water column to the advection‐dominated storage zone and further to the diffusive layer. The DO level (CF) in the advective layer (flocculent layer) can reach as high as 40% of DO concentration (C) in the water column. The VART DO‐3L model may be applied to similar rivers for simulation of spatial variations in DO level. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献