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溶解无机碳及其同位素组成特征对初期水库过程的响应——以新建水库(洪家渡)为例 总被引：5，自引：0，他引：5
水坝拦截引起的生物地球化学影响越来越引起人们的重视.本文以我国西南喀斯特地区新建的洪家渡水库为例,详细分析了该水库入库水体、出库水体和水库坝前水体的溶解无机碳含量(DIC)及其同位素组成(δ13CDIC)特征.结果表明:河流经水库作用后水体无机碳体系发生显著变化.洪家渡水库入库水体DIC和δ13CDIC值的年均分别为2.14 mmol/L和-6.6‰,库区表层水体为2.12 mmol/L和-6.5‰,出库水体为2.22 mmol/L及-8.6‰.总体上,入库水体DIC含量低于出库水体,而溶解无机碳同位素组成却比出库水体偏正.就全年平均而言,出库水体的DIC浓度比入库水体和库区表层水体中分别高出3.7%和4.7%;同时,其DIC的同位素组成相对更偏负,出库水体中δ13CDIC值比入库水体和库区表层水体分别偏负30.3%和32.3%.在垂直剖面上,水体中DIC含量随着深度的增加而增高,δ13CDIC值随水深的增加而偏负.由于水库为底层泄水,使得出库水体中DIC含量增高,而δ13CDIC值偏负.河流受水坝拦截后,水化学特征发生显著改变,逐渐向湖沼型方向演化. 相似文献
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以漓江流域境内地表河和地下河为研究对象，通过测定、分析水体中的水化学组成以及δ13CDIC、δ15N-NO3-、δ18O-NO3-等，利用同位素质量平衡混合模型，初步探讨了漓江流域境内DIC、硝酸盐的分布特征及其来源.结果表明:漓江流域DIC（即HCO3-）浓度和无机碳稳定同位素（δ13CDIC）分别在12.20~402.60 mg·L-1和-17.29‰~-10.01‰，平均值分别为140.3 mg·L-1和-13.06‰.NO3-浓度在2.37~35.38 mg·L-1，δ15N-NO3-在0.99‰~11.09‰，均展现出明显的空间变异特征.有机肥和污水对漓江流域硝酸盐的贡献最为显著，贡献比达57.00%.其次是化肥、降雨中的NH4+和土壤N，贡献比分别是36.45%，6.55%.流域内DIC主要来源于碳酸盐岩的风化和土壤CO2的溶解，同时也受硝酸溶蚀碳酸盐岩和大气CO2的影响.结果可为定制有效的控制硝酸盐的输入途径，净化水质测略提供依据. 相似文献
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为深入探究地下水系统中影响碘迁移转化的主控水文生物地球化学过程,对大同盆地典型高碘地下水区完成样品采集,分析地下水样品基础理化性质及碳硫同位素组成特征.结果表明,大同盆地地下水碘含量变化范围为14.40~1 030.00 μg/L,高碘地下水（I>100 μg/L）主要分布在盆地中心排泄区.地下水中溶解性无机碳的δ13CDIC值变化范围为-12.11‰~-9.79‰,硫酸盐δ34SSO4值介于4.04‰~16.63‰.δ13CDIC和DOC之间存在较明显的正相关关系,表明有机质的微生物降解过程是区域地下水无机碳的重要来源之一.同时,δ13CDIC与δ34SSO4一定的负相关关系表明硫酸盐是有机质微生物降解过程中潜在电子受体之一,且地下水水环境以偏还原环境为主.高碘地下水表现出低δ13CDIC、高δ34SSO4的同位素特征,表明有机质的微生物降解过程是控制地下水中碘迁移释放的主要过程之一,与该过程相伴而生的碘形态转化进一步促使碘以碘离子的形式在偏还原的地下水环境中发生富集. 相似文献
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重庆地区岩溶地下河水溶解无机碳及其稳定同位素特征 总被引：6，自引：3，他引：3
稳定碳同位素是指示岩溶动力系统碳来源及转化的重要指标。为揭示重庆地区岩溶地下水中溶解无机碳基本特征和碳来源,本文对该地区63条岩溶地下河水样进行了水化学和碳同位素分析。研究结果表明,重庆地区地下河水溶解无机碳主要表现形式为HCO3-,雨季由于稀释作用其浓度低于旱季。重庆岩溶地下河水δ13C-DIC（V-PDB）旱季变化范围为-15.34 ‰～-5.89 ‰,雨季变化范围为-17.40 ‰～-4.23 ‰。根据δ13C同位素质量平衡方法,计算得到重庆地下河旱季碳酸盐岩溶蚀对DIC贡献为45.1 % ～79.7 %,雨季平均为34.6 %～82.1 % 。计算结果表明,在人类活动不断增强的情况下,岩溶水体DIC通量中碳酸盐岩溶解来源的DIC和其参与岩溶地下水δ13C值的形成并不一定是岩溶作用理论方程中所计算的50 %,而是有一定的变化范围。因此在计算岩溶作用碳汇时,建议通过δ13C值扣除碳酸盐岩溶蚀形成DIC的通量后再来推算岩溶作用形成的碳汇量。 相似文献
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为掌握水库热分层与氢氧同位素空间分布的关系,研究了广西兴安县五里峡水库夏季氢氧同位素空间分布特征及影响因素。研究表明:①五里峡水库夏季出现明显的热分层,库表层至-5 m为表水层,-5 m至-20 m为温跃层,-20 m以下为底温层;②五里峡水库δ18O、δD值沿大气降水线分布,但均落在桂林市大气降水线右下方,其线性方程为δD=4.66δ18O-10.85（R2=0.76）,其斜率与全球大气降雨线（GMWL）和桂林市降雨线（CLMWL）的斜率和截距差异明显,表明五里峡水库主要由降水补给,但在补给五里峡水库前已经过了强烈的蒸发作用和水岩作用;③ δ18O、δD随水深的增加逐渐偏负,具有表水层 > 入库水体 > 温跃层 > 底温层 > 出库水体（>表示偏正）的垂向分布特征。分析认为入库水体氢氧同位素的季节变化和蒸发作用随深度增加而降低是五里峡水库夏季分层期间水体氢氧同位素垂向变化的主要影响因素。 相似文献
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塔里木盆地荒漠植物与表土碳同位素组成研究 总被引：2，自引：1，他引：1
表土有机质碳同位素组成(δ13Corg)反映了来自于地表各种植物δ13Corg的一个混合信息.要从沉积物δ13Corg中提取可靠的植被信息,需要系统研究现代表土有机质δ13Corg与地表植被δ13Corg的差异.初步研究了塔里木盆地主要现代植被及土壤碳同位素组成,对比不同地区土壤和地表植被δ13Corg的差异.结果表明:塔里木盆地柽柳属种群中植物与表土碳同位素组成之间存在显著相关关系,说明在干旱地区土壤中微生物和水生生物等的干扰因素可以忽略,其现代土壤的同位素组成只与地表相应的主要植被类型有关.塔里木盆地柽柳属种群中表土有机质δ13Corg值比地表植被δ13Corg值平均偏正1.71‰左右,不同于其它地区表土和地表植被δ13Corg差异(2.2‰,1‰,0.5‰)的结果,反映不同地区表土和地表植被有机质δ13Corg值差异不同.在利用沉积物δ13Corg值提取古生态植被信息时,应考虑到不同地区土壤有机质与地表植被δ13Corg值的不同差异会影响植被中C3、C4植物组成情况. 相似文献
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基于一个水文年度的月周期性采样分析,用河流悬浮颗粒物的有机碳(POC)和溶解无机碳(DIC)的同位素信号探讨了桂江径流中碳的生物地球化学循环.桂江悬浮颗粒物中POC含量多介于1.70％～14.27％之间,平均为(4.54±2.94)％;河流POC的Δ14C值介于-235.8‰～ -26.7％之间,平均为(-135.38±57.27)‰,没有检出“核爆14C”信号,揭示了较为强烈的流域地表扰动和土壤侵蚀状况.桂江POC的稳定同位素组成(δ13C)变化于-29.92％ - -24.71‰之间,平均为(-26.86± 1.29)‰,这与以C3植物为主的流域生态系统的碳同位素组成一致.桂江颗粒有机质的C/N比多介于5.54 11.53之间,平均为7.97,低于全球河流的平均状况.一方面,土壤有机碳、岩石来源的地质碳及藻类生物量的混合比例决定了桂江河流颗粒有机质的C/N比和Δ14C值;另一方面,微生物群落对水体有机质的代谢分解作用也在一定程度上改变了有机质的元素和同位素比值.桂江河流DIC的δ13C值变化于-17.22‰～-10.65‰之间,平均为(- 12.95±1.94)‰.冬半年河流DIC(δ13C值平均为-11.47‰)几乎全部来自碳酸盐矿物的化学风化,夏半年土壤硅酸盐矿物的化学风化对DIC(δ13C值平均为- 14.73％)的贡献达28％. 相似文献
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天然气成因机理复杂，鉴于在高-过成熟阶段烷烃气碳同位素系列倒转普遍存在，而高-过成熟阶段有机质中常富含芳环结构，利用芳香烃（甲苯）热裂解实验探讨高-过成熟阶段烷烃气碳同位素系列倒转成因.甲苯热裂解实验表明随着模拟温度的增加，烷烃气产率逐渐增大；模拟产物中H2产率也随着模拟温度的增加而增加.甲苯裂解产物中δ13C1、δ13C2和δ13C3分布区间分别为-31.8‰~-27.7‰，-31.0‰~-20.4‰和-31.0‰~-20.4‰.在甲苯热模拟实验450℃时，出现了烷烃气碳同位素系列的部分倒转（δ13C1>δ13C2 < δ13C3）.发现无论是煤成气还是油型气，在高-过成熟阶段都会出现烷烃气碳同位素系列的倒转，结合本次模拟实验结果，认为芳香烃脱甲基作用可能是烷烃气高-过成熟阶段出现碳同位素系列倒转的一个重要原因. 相似文献
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扬子地台灯影组碳酸盐岩中的硫和碳同位素记录 总被引：17，自引：3，他引：17
扬子地区灯影组的海相碳酸盐岩地层不仅记录了当时海水的碳同位素变化，也保存了海水的硫同位素记录，能够通过测定所提取的微量硫酸盐的硫同位素组成来获得。灯影组碳酸盐岩中微量硫酸盐的δ^34S值大部分在 20.0‰～ 38．7‰之间变化，碳酸盐岩的δ^13C值变化在 0．5‰～ 5．0‰之间。除灯影组顶、底界线处外，δ^34S和δ^13C值总体上变化幅度较小，大体上呈逐渐降低的变化趋势。灯影组碳酸盐岩中连续的硫、碳同位素记录分别反映了同期海水中溶解硫酸盐和碳酸盐的硫、碳同位素的变化特征。灯影组微量硫酸盐和碳酸盐岩的同位素特征，意味着灯影期海洋中具有高的生物产率和有机碳埋藏速率；除了顶底界线处，具有相对稳定的古气候条件和古海洋环境。灯影期海水的δ^34S值和δ^13C值同时呈逐渐降低的变化趋势，可能是由海洋深部水体逐渐氧化所致。 相似文献
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天然水溶解无机碳（DIC）碳同位素组成（δ13CDIC）分析是研究碳元素循环及相关生物地球化学过程的重要手段之一。近年来,激光光谱技术的发展为碳同位素比值测定提供了一种新的方法。文中阐述了一种总有机碳仪—激光光谱同位素仪联用在线测定水中DIC含量及δ13CDIC值的技术方法。该方法具有较高的测试精度,DIC含量测试结果相对标准偏差能控制在1%以内,δ13CDIC值精度优于±0.1‰（1σ）。不同类型岩溶水δ13CDIC值的测试结果与质谱仪法结果接近,差值总体≤0.3‰,表明该测试技术具有较高的准确度。由于吸收光谱信号与目标气体浓度有关,较低的CO2浓度会影响激光光谱仪的稳定性,在测试时需要根据DIC浓度控制样品进样量,最好采用多标样法来校准仪器测量值。激光光谱技术因其具有低成本、测试快速可靠,且仪器小巧便携等特点,在岩溶水溶解无机碳碳同位素分析中具有较大应用前景。 相似文献
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定量评价硫酸对岩溶碳汇效应的影响有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度, 对当前全球气候变化研究意义重大.选取受酸雨影响的桂林岩溶区为研究对象, 在枯水期对研究区14个岩溶大泉和15条地下河水化学成分和碳同位素进行了测试分析, 结果表明: 岩溶大泉和地下河中阳离子以Mg2+和Ca2+为主, 阴离子以HCO3-为主, 分别占阳离子和阴离子组成的90%以上, SO42-含量较低, 其含量范围为0.004~0.213mmol/L; 所占阴离子组成比例为0.12%~6.11%;δ13CDIC、[Ca2++Mg2+]/[HCO3-]更偏向于碳酸溶解端元, 离硫酸溶解端元距离远, 证实硫酸参与碳酸盐岩的溶解对地下水无机碳(dissolved inorganic carbon, 简称DIC)及δ13CDIC的影响有限; 与Sr2+/Ca2+值一样, δ13CDIC主要受径流条件控制, 其大小可以反映地下水径流条件的强弱.利用化学计量关系计算出由硫酸溶蚀碳酸盐岩的平均比例为22.64%, 产生的DIC(HCO3-H2SO4)占总DIC的平均比例为13.04%, 碳酸产生的DIC(HCO3-H2CO3)占地下水总DIC的比例为86.96%, 其中来源于土壤大气中的HCO3-比例为43.48%.因此, 扣除硫酸对地下水中DIC的贡献后, 岩溶碳汇效应将减少13.04%. 相似文献
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石油类有机物污染是地下水环境领域亟须解决的关键课题.本次研究耦合数值模拟和水文地球化学技术模拟岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减过程并定量计算其自然衰减机制.基于BIOSCREEN模型的模拟计算可知,近30年对流、弥散、稀释等物理过程和生物降解过程对石油类有机物衰减贡献率的平均值分别为31.53%和68.47%,生物降解作用是岩溶裂隙含水层自然修复能力的主要机制.利用质量守恒定律分析水化学（HCO3-、NO3-）和同位素（δ15NNO3、δ18ONO3和δ13CDIC）之间的相关关系可知石油类有机物生物降解贡献地下水HCO3-的平均值为33.93%;石油类有机物生物降解消耗主要电子受体NO3-贡献地下水δ13CDIC的百分率为30.77%且其占总生物降解的90.69%. 相似文献
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云南白水台钙华池出入口水化学和δ13CDIC昼夜变化的影响因素及水生光合作用影响比例的计算 总被引：4，自引：4，他引：0
钙华是岩溶区常见的次生化学沉积物,也是陆地气候环境信息的高分辨率载体之一。它的形成常常与水生植物有关,后者的新陈代谢过程可能会改变水中溶解无机碳(DIC)的同位素组成,进而影响钙华的碳同位素值。然而在古环境重建中,水生植物引起微环境变化所造成的影响常常被研究者忽视。本研究选取了白水台两个具有丰富沉水植物的钙华水池,对水池入口、出口的水化学和DIC的碳同位素组成(δ13CDIC)进行了高分辨率的昼夜观测和取样分析。结果显示,在低浓度DIC水体（S1-3）补给水池时,水池出口与入口之间的δ13CDIC的变化很小,主要反映的是出口δ13CDIC继承入口δ13CDIC,反映了滞后效应对水体δ13CDIC的控制;而在高浓度DIC水体（S1-1）补给水池时,水池出口与入口之间的δ13CDIC的变化主要受脱气作用控制。通过对水生光合作用影响比例的计算发现,由于库效应的存在,水生植物的光合作用对δ13CDIC的影响很小。 相似文献
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Gaoyang Cui Xiaodong Li Qinkai Li Jun Huang Yuele Tao Siqi Li Jun Zhang 《中国地球化学学报》2017,36(4):581-597
To assess the effects of river damming on dissolved inorganic carbon in the Jialing River, a total of 40 water samples, including inflow, outflow, and stratified water in four cascade reservoirs (Tingzikou, Xinzheng, Dongxiguan, Caojie) were collected in January and July, 2016. The major cations, anions, and δ13CDIC values were analyzed. It was found that the dissolved compositions are dominated by carbonate weathering, while sulfuric acids may play a relatively important role during carbonate weathering and increasing DIC concentration. Different reservoirs had variable characteristics of water physiochemical stratification. The DIC concentrations of reservoir water were lower in summer than those in winter due to the dilute effects and intensive aquatic photosynthesis, as well as imported tributaries. The δ13CDIC values in Tingzikou Reservoir were higher during summer than those in winter, which indicated that intensive photosynthesis increased the δ13CDIC values in residual water, but a similar trend was not obvious in other reservoirs. Except for in Xinzheng Reservoir, the δ13CDIC values in inflow and outflow reservoir water were lower than those in the surface water of stratified sampling in summer. For stratified sampling, it could be found that, in summer, the Tingzikou Reservoir δ13CDIC values significantly decreased with water depth due to the anaerobic breakdown of organic matter. The significant correlation (p < 0.01 or 0.05) between the DIC concentrations, the δ13CDIC values and anthropogenic species (Na++K+, Cl–, \({\text{SO}}_{4}^{2 - }\)and \({\text{NO}}_{3}^{ - }\)) showed that the isotope composition of DIC can be a useful tracer of contaminants. In total, Tingzikou Reservoir showed lacustrine features, Xinzheng Reservoir and Dongxiguan Reservoir had “transitional” features, and Caojie Reservoir had a total of “fluvial” features. Generally, cascade reservoirs in the Jialing River exhibited natural river features rather than typical lake features due to characteristics of reservoir water in physiochemical stratification, spatiotemporal variations of DIC concentrations and isotopic compositions. It is evident that the dissolved inorganic carbon dynamics of natural rivers had been partly remolded by dam building. 相似文献
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Fushun Wang Cong-Qiang Liu Baoli Wang Yuanxiu Yu Xiaolong Liu 《Environmental Earth Sciences》2014,72(5):1465-1477
The Wujiang River is an important tributary to the Changjiang River that has been intensively impounded for hydropower exploitation. To understand the potential impact of reservoir construction on the riverine inorganic carbon transport, seasonal longitudinal sampling was conducted in four reservoirs Hongjiadu (HJD), Dongfeng (DF), Suofengying (SFY) and Wujiangdu (WJD) along the Wujiang River from April 2006 to January 2007. Results indicated that damming the river induced an obvious discontinuity of water chemistry in the warmer seasons. δ 13C of dissolved inorganic carbon (DIC) ranged from ?3 to ?11.4 ‰, likely as the results of photosynthesis, respiration and carbonate weathering. During periods of thermal stratification, the addition of CO2 from respiration to hypolimnion and the deep water release for hydropower generation led to higher pCO2 downstream, as well as 13C depletion in DIC and undersaturated to calcite. An estimate of DIC budget indicated that only DF reservoir was the sink for DIC while reservoirs HJD, SFY and WJD were the sources for DIC. However, when the retained water was taken into account, for the reason of water storage occurring mainly in HJD and DF, all reservoirs became the sources for DIC with exporting rates of 26.68, 7.97, 6.22 and 11.80 % for HJD, DF, SFY and WJD, respectively. 相似文献