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《地学前缘》2021,(5)
土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的"三氮"可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中"三氮"的影响具有重要意义。本研究中,通过高200cm、内径50cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水"三氮"去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH_4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO_2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO_3-N浓度升高,出水中NO_3-N浓度平均增长了3.0%～4.1%。在深度115cm以上,中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH_4-N去除率和更低的NO_3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH_4-N的平均去除率提高了20%,而NO_3-N的降低了3%～4%,增加了NO_3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH_4-N平均去除率增加了20%～32%,但对NO_3-N影响不明显。渗透流速与NH_4-N的去除和NO_3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除"三氮"的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH_4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
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利用TH-150中流量颗粒物采样器,在2012年12月至2013年3月采集了宜昌市PM_(10)样品,测试了水溶性无机离子和硫酸盐硫同位素组成。研究显示,宜昌市PM_(10)主要的水溶性无机离子有SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+、Na~+、Ca~(2+),二次离子(SO_4~(2-)+NO_3~-+NH_4~+)的含量与总水溶性无机离子质量浓度比值超过70%,说明宜昌市大气二次污染严重;无机离子冬季以(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3、Ca SO4和Na_2SO_4为主,春季则以NH_4NO_3、Ca SO4、Na_2SO_4为主。冬季白天PM_(10)中硫酸盐δ~(34)S值为2.8‰~4.7‰,夜间为2.9‰~4.8‰;春季白天为1.5‰~4.7‰,夜间为1.7‰~4.0‰,昼夜变化不明显,春季比冬季偏负。研究结果表明,宜昌市PM_(10)的来源主要有燃煤、机动车尾气、道路二次扬尘,春季还受农业活动和生物源释放影响。 相似文献
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《地球化学》2020,(3)
细颗粒物(PM_(2.5))对气候、空气质量和人体健康具有显著影响,水溶性无机离子是PM_(2.5)主要成分。在2018-01-24至2018-02-20期间,宁波地区经历了一系列低温和PM_(2.5)浓度较高的天气过程,利用在线离子色谱(MARGA)和颗粒物化学组分监测仪(ACSM)监测宁波气溶胶的无机离子,研究了PM_(2.5)和亚微米细颗粒物(PM_(1.0))中硫酸根(SO_4~(2-))、硝酸根(NO_3~-)和铵根(NH_4~+)(三者统称为SNA)的变化特征。结果表明,SNA的质量浓度均与PM_(2.5)有明显正相关;随PM_(2.5)质量浓度的增加,SO_4~(2-)当量浓度(摩尔浓度×所带电荷数)百分比呈现减少趋势,而NO_3~-百分比呈现增加趋势;NH_4~+百分比未呈现明显变化趋势;NH_4~+主要分布在1.0μm以下粒径的颗粒物中,SO_4~(2-)主要分布在1.0～2.5μm的粒径的颗粒物中;PM_(2.5)中NH_4~+当量浓度百分比低于PM_(1.0)。0～1.0μm粒径段的颗粒物中NH_4~+可以完全中和SO_4~(2-)和NO_3~-,形成硫酸铵和硝酸铵,还可形成其他形态的铵盐;1.0～2.5μm粒径段的颗粒物中NH_4~+不能完全中和SO_4~(2-)及NO_3~-,NH_4~+当量浓度低于SO_4~(2-)和NO_3~-两者当量浓度之和,SNA主要以硝酸铵和硫酸铵形式存在,还存在其他形态的硝酸盐或硫酸盐。本次工作通过对PM_(2.5)和PM_(1.0)中SNA存在形式及其在不同粒径中主导成分的研究,为宁波市大气污染特征的了解提供科学依据。 相似文献
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《地下水》2017,(5)
再生水地下回灌过程中,研究了前处理和含水层中氮污染物在干湿交替回灌过程中的变化特征。结果表明:回灌期间,在臭氧氧化作用下会发生硝化反应,使NH4-N平均浓度降低0.196 mg/L,NO_3-N平均浓度上升为2.26 mg/L。再生水进入含水层后,水中游离氧仍然较高(6.89 mg/L),注入井附近会继续发生硝化反应,使5#井中NH4-N下降至0.07 mg/L;NO_3-N浓度在3#井到5#井之间符合线性方程y=-0.172 8 x+31.245;NO_2-N在3#井、4#井和5#井中平均浓度分别为2.02 mg/L、2.023 mg/L和2.427 mg/L。非回灌期地下水中反硝化反应使NO_3-N降低了12.241 mg/L,NO_2-N均上升了0.918 mg/L。另外,TN的变化规律与NO_3-N类似,非回灌期5#井中TN的去除率达56.6%。 相似文献
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Based on the observation of a complete hydrological year from June 2014 to May 2015, the temporal and spatial variations of the main inorganic nitrogen(MIN, referring to NO_3~--N, NO_2~--N, NH_4~+-N) in surface water and groundwater of the Li River and the Yuan River wetland succession zones are analyzed. The Li River and the Yuan River are located in agricultural and non-agricultural areas, and this study focus on the influence of surface water level and groundwater depth and precipitation on nitrogen pollution. The results show that NO_3~-N in surface water accounts for 70%-90% of MIN, but it does not exceed the limit of national drinking water surface water standard. Groundwater is seriously polluted by H_4~+-N. Based on the groundwater quality standard of H_4~+-N, the groundwater quality in the Li River exceeds Class III water standard throughout the year, and the exceeding months' proportion of Yuan River reaches 58.3%. Compared with the Yuan River, MIN in groundwater of the Li River shows significant temporal and spatial variations owing to the influence of agricultural fertilization. The correlation between the concentrations of MIN and surface water level is poor, while the fitting effect of quadratic correlation between H_4~+-N concentration and groundwater depth is the best(R~2=0.9384), NO_3~-N is the next(R~2=0.5128), NO_2~--N is the worst(R~2=0.2798). The equation of meteoric water line is δD =7.83δ~(18) O+12.21, indicating that both surface water and groundwater come from atmospheric precipitation. Surface infiltration is the main cause of groundwater H_4~+-N pollution. Rainfall infiltration in non-fertilization seasons reduces groundwater nitrogen pollution, while rainfall leaching farming and fertilization aggravate groundwater nitrogen pollution. 相似文献
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为明确星云湖主要入湖河流向湖体的氮素营养盐输送特征,研究以星云湖南岸4条主要入湖河流单元雨季与旱季不同形态氮素的监测数据为基础,系统研究了星云湖南岸主要入湖河流单元不同形态氮的入湖浓度时空变化及不同形态氮对入湖TN的贡献,并探讨了已建南岸带状调蓄系统入湖污染削减效果。结果表明:①星云湖南岸主要入湖河流单元TN浓度为1.1～18.69 mg/L,DTN浓度为1.88～8.61 mg/L,且农田径流污染导致雨季TN浓度均高于旱季。②南岸大多数入湖河流单元样点中氮素以NO_3-N为主,占TN 39.49%;PN和NH3-N含量相近,分别占TN的28.50%与24.75%;DON含量相对较少,占TN的9.97%。雨季NH3-N、NO_3-N及PN对入湖TN的贡献显著增加。③星云湖南岸四条入湖河流在经过调蓄系统调蓄后,TN浓度均呈现下降趋势,TN平均削减率达到32.35%。不同形态氮素削减效果以NO_3-N最佳,平均削减率达到58.22%;NH_3-N及PN削减效果相对不显著。④星云湖南岸带状调蓄系统应考虑不同形态氮污染季节性差异,并进一步与湖滨湿地串联,提升调蓄系统对NH_3-N与PN的削减效果。 相似文献
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2004年7月至2005年6月对三江平原典型湿地系统大气湿沉降中的氮素动态进行了研究,并探讨了其生态效应。结果表明,各形态氮月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性,原因主要与人类活动、降水强度及频次、风向、地理位置以及氮氧化物自然排放有关;湿沉降的TN组成以TIN为主(51.38%~98.96%),TIN又以NH4+-N和NO3--N特别是NH4+-N为主,降水天气系统的路径在很大程度上影响着降水中各形态氮的组成;降水量与各形态氮浓度均呈较弱的负相关(p>0.05),而NH4+-N与NO3--N、TON均呈显著正相关(p<0.05),它们可能具有同源性。NH4+-N与NO3--N的良好相关性与其在液相中的反应有关;生长季是全年氮沉降的重要时期,其TN沉降量为非生长季的1.84倍,二者所占比例分别为64.78%和35.22%。除NO2--N外,其它各形态氮的沉降量均以生长季为主体;全年TN沉降量为7.57 kg/hm2,TIN/TON之比为5.47,TIN为沉降主体,占84.56%。NH4+-N和NO3--N是TIN沉降的主体,其所占全年的比例分别为52.55%和30.03%;氮是该区植物生长的限制因素,生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显,其生态作用不容忽视;近年来湿地系统氮沉降量的降低可能是导致其退化的重要原因,其生态影响也不容忽视。 相似文献
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为了预测同时发生的氮形态的转化和运移,根据迦辽金(Galerkin)剩余加权法和所构成的逆向加权方法提出了一个二维有限元模型。研究氮循环假定了氮形态NH_4~+、NO_3~-、有机氮N和反硝化反应的分馏物之间,氮的硝化作用、反硝化作用、凝滞作用和矿化作用为一级比率系数。在假定NH_4~-的吸附为一弗里德里奇(Freundich)型非线性等温线(S=K_dC~p)的同时,还假定溶解于土壤中的NO_3~--N含量在交换场所的吸附作用可以忽略。通过模型分析的结果与所取得的野外数据相比较来验证所提出的模型的精度和正确性。结果表明逆向加权法较之标准加权剩余方法精度和稳定性都有提高。从氮循环动力学上研究灵敏度表明不同的氮形态浓度和累积质量的分布实际上受到硝化反应速率的影响,而分布系数的影响则较小,同样受到非线性函数P的影响也很小。为了评价这种模型在野外实际情形下的适用范围,将有氮排放的排泄区之下取得的地下水氮浓度的数据与数值模拟的结果相比较。在实验误差范围内,预测结果与观测的数据是一致的。 相似文献
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喀斯特山区溪流上覆水—孔隙水—沉积物中不同形态氮的赋存特征及其迁移——以麦西河为例 总被引：4，自引：0，他引：4
选取贵州百花湖入湖支流麦西河为对象,研究了上覆水—孔隙水—沉积物体系氮的形态差异,结果表明:麦西河上覆水中,以硝态氮(NO-3-N)为主,氨态氮(NH+4-N)次之,亚硝态氮(NO-2-N)最低;孔隙水中,溶解无机氮中以NH+4-N为主, NO-3-N次之, NO-2-N最低;沉积物中,总氮(TN)的含量为1110.67～4413.16mg/kg;固定态铵含量为34.56～170.05mg/kg,占TN的1.47%～6.25%;可交换态氮以NH+4-N为主, NO-3-N次之, NO-2-N最低。孔隙水NH+4-N是上覆水NH+4-N的2.65～19.51倍,上覆水NO-3-N是孔隙水NO-3-N的7.14～20.43倍。沉积物TN与孔隙溶解水无机氮(DIN)、孔隙水NH+4-N、沉积物可交换态氮和沉积物可交换性NH+4-N呈显著正相关;在沉积物中,可交换性NO-3-N与可交换性NH+4-N及可交换态氮呈显著正相关,可交换性NH+4-N与可交换态氮呈极显著正相关;孔隙水溶解无机氮与孔隙水NH+4-N呈极显著正相关。麦西河不同介质中氮的迁移关系则表现为:由于浓度梯度,上覆水中的NO-3-N扩散到孔隙水中,进而累积到沉积物中;沉积物的可交换性NH+4-N,进入孔隙水,最终扩散到上覆水中。 相似文献
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大兴安岭多年冻土泥炭地是对全球变暖响应敏感的地区之一。在全球变暖、多年冻土退化背景下,为了探明秋季冻融对多年冻土泥炭地无机氮时空变化的影响,本研究于2019年9—11月以大兴安岭三种多年冻土泥炭地为研究对象进行野外原位实验,分析了秋季冻融前、中和后期多年冻土泥炭地浅层和深层土壤无机氮的时空变化特征以及浅层和深层土壤含水量和温度的变化规律,建立了土壤无机氮含量与土壤温度和含水量间的多元线性回归模型。研究表明:多年冻土小叶章泥炭地(XY)、兴安落叶松-泥炭藓泥炭地(XA)和白毛羊胡子苔草泥炭地(BM)的土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量变化范围:(1.00±0.00)~(20.60±0.20)mg·kg^(-1),硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量的变化范围:(0.02±0.01)~(14.64±1.11)mg·kg^(-1),且无机氮以土壤NH_(4)^(+)-N为主;秋季冻融后期无机氮含量明显高于前期。尽管水热交互作用对该时期无机氮没有显著影响,但是在不同冻融阶段,无机氮对环境因子的响应程度存在差异:在秋季冻融前、中和后期浅层无机氮动态分别与浅层温度和含水量的变化相关,但在整个秋季冻融期间BM浅层无机氮含量仅对10~20 cm含水量存在响应(R^(2)=0.344,P<0.01)。研究表明,秋季冻融期内,多年冻土泥炭地无机氮发生初步累积,且浅层环境因子对无机氮响应程度最大。本研究可补充大兴安岭多年冻土泥炭地秋季冻融对土壤无机氮影响研究的相关数据,并为多年冻土泥炭地响应全球变暖的温室气体释放的研究提供基础数据支撑。 相似文献
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为准确探究聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染来源,通过分析聊城市城郊区域25个监测点地下水硝酸盐含量,运用氮、氧双同位素追溯地下水硝酸盐污染来源,运用物质平衡混合模型计算各种源的贡献率。结果表明:(1)聊城市城郊的地下水硝酸盐含量介于3.96～38.88mg/L,52%的监测点硝酸盐浓度超过《生活饮用水卫生标准》中Ⅲ类水20mg/L的上限值;(2)聊城市城郊地下水中δ~(15)N-NO_3~-介于-11.3‰～3.9‰之间,δ~(18)O值介于-5.2‰～25.8‰之间,表明地下水硝酸盐污染与农业施肥密切相关,其主要来源为化肥中的NH_4~+和NO_3~-,其次为土壤中N的矿化作用;(3)通过物质平衡混合模型计算,化肥中的NH_4~+对硝酸盐污染的贡献率为82%,化肥中的NO_3~-贡献率为12%,土壤中N矿化作用贡献率为5%;(4)建议加强区域的的化肥施用管理和市政自来水管道建设,区域居民选择饮用市政供水。 相似文献
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《地球化学》2020,(3)
近年来京津冀地区大气环境污染受到广泛关注,邯郸作为京津冀南部地区燃煤为主的工业城市之一,大气污染问题较为突出。为厘清邯郸市冬季大气重污染发生时细颗粒物(PM_(2.5))中主要化学成分的形成过程及光学特性,本研究于2016年1月23～30日,采集了PM_(2.5)样品,测定了水溶性离子组分和碳质组分的质量浓度,探讨了PM_(2.5)污染特征,在此基础上进一步分析了PM_(2.5)的光学特性。结果表明,采样期间PM_(2.5)平均质量浓度为(122.6±66.9)μg/m~3,水溶性离子占PM_(2.5)的36.0%,SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+3种离子(SNA)占水溶性离子的74.7%,是邯郸市PM_(2.5)中最主要的水溶性离子。有机碳(OC)与元素碳(EC)平均质量浓度分别为(35.6±24.0)μg/m~3和(10.4±8.0)μg/m~3,分别占PM_(2.5)的29.2%和7.5%。重污染期间PM_(2.5)平均质量浓度为216.3μg/m~3,是清洁时段(58.6μg/m~3)的3.7倍,且重污染期间EC、SNA和OC的质量浓度涨幅较明显。采样期间大气消光系数平均值为(780.9±439.1)Mm~(–1),有机物(OM)、EC、(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的消光贡献依次为51.4%、12.3%、11.4%和11.3%。重污染期间大气消光系数为(1351.9±208.5)Mm~(–1),EC和NH_4NO_3消光系数的增长幅度高于其他组分,说明邯郸市大气重污染发生时需要加强关注EC和NH_4NO_3。 相似文献
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以青藏高原长江源区典型高寒草地小流域为研究对象,基于2012年小流域气象监测数据和小流域径流水样分析,探讨了小流域水体碳氮输出特征,分析了气象因子和土壤水热对小流域水体碳氮输出的影响。结果表明,径流水体碳氮质量浓度均较低,其中可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量分别在2.95~6.96mg.L-1、0.45~1.15mg.L-1、0.02~0.88mg.L-1和0.16~0.36mg.L-1之间;DOC、DON、NO3--N在8~10月份之间随时间逐渐升高,9月中旬达到峰值后波动下降,NH4+-N无显著的季节变化特征,溶解氮中DONNO3--NNH4+-N;DOC和DON的输出量与降水、不同土层(20、40、60、90、120cm)地温和不同深度(10、20、40、60cm)土壤水分、水温呈极显著正相关(P0.001),与90、120cm土壤水分呈极显著负相关(P0.001);NH4+-N的输出量与降水、气温、水温呈显著正相关(P0.05);NO3--N与降水呈极显著正相关(P0.001)。 相似文献
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《中国地质调查》2021,(1)
冯家江是北海市区重要的生态廊道。研究冯家江流域水体中氮的空间分布特征、污染来源、影响因素,对掌握冯家江流域氮污染现状及污染防控等具有重要的现实意义。本研究应用地统计学方法分析了冯家江流域地表水及沿岸地下水中氮污染物的空间分布特征。结果表明,地表水中氮污染物呈现出"高氨氮、低硝氮"的特征,NH_3-N质量浓度平均值高达5.42 mg/L,NO_3-N在孔隙潜水中明显富集,其质量浓度最高达32.63 mg/L。城镇生活污染物、人畜粪便及农业生产中化肥的施用是地表水、地下水中氮污染物的主要来源。pH值、氧化还原条件及包气带岩性结构和厚度是影响冯家江流域水体中氮污染物迁移转化的重要因素。 相似文献
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地下水NO_3~–-N污染已成为当今世界上一个日趋严重的环境问题和社会问题。本文在水文地质调查基础上,应用地质统计学方法对所采集样品测试数据进行了分析,结果表明呼和浩特市托克托县浅层地下水NO_3~–-N分布极不均匀,NO_3~–-N含量大于20 mg/L的地下水分布面积占全区总面积的72.1%,广泛分布于古城镇以南的区域。少数井点地下水NO_3~–-N含量已大于100 mg/L,最高达304.6 mg/L,已发展成为硝酸型地下水。通过采用水质解析法和化学平衡法分析地下水NO_3~–-N污染来源,揭示了人类污水灌溉、粪便堆放、化肥施用等活动对托克托县地下水NO_3~–-N污染有重要的驱动作用。 相似文献
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为了解岩溶区控制溪流中溶解无机碳(DIC)和NO_3~-昼夜变化的生物地球化学过程以及DIC和NO_3~-日变化量,于2014-07-22~2014-07-24期间,在广西壮族自治区融安县官村溪流中包括地下河出口(CK)和下游雷崖村(LY)设置两个监测点同时对水体物理化学参数以及C、N同位素(δ~(13) CDIC、δ~(15) N-NO_3~-和δ~(18) O-NO_3~-)展开了为期2d的高分辨率昼夜监测采样工作。结果发现CK点各物理化学参数没有表现出昼夜变化,但是LY点Ca2+、DIC以及PCO2表现出明显的昼夜变化规律,即白天下降夜间上升且与DO和pH表现出明显的负相关关系。相对于CK点,在白天水生光合生物光合作用导致LY点DIC下降的同时δ~(13) CDIC上升,而在夜间呼吸作用导致LY点DIC上升的同时δ~(13) CDIC下降且部分时间段要低于CK点δ~(13) CDIC值。溪流中的NH4+在监测期间基本上都在下降而NO_3~-离子在夜间和上午时间段都在上升,δ~(15) N-NO_3~-却表现出下降的趋势,且比较接近δ~(15) N-NO_3~-初始值,而NO_3~-离子在下午时间段出现下降的趋势。结果表明溪流中DIC昼夜变化主要受到水生植物的光合作用和呼吸作用控制,且通过质量平衡方程计算得知溪流中由于光合作用吸收无机碳而转为有机碳的量为0.94kgC/d,这部分有机碳可以形成相对长期稳定的自然C汇。溪流在夜间和上午时间段发生了N的硝化作用,增长量为2.08kgN/d,但在下午时间段(12:00~18:00)发生了N的同化作用,损失量为0.42kgN/d。溪流输出的NO_3~--N的量为1.66kgN/d,表明在富碳、富钙的岩溶溪流中,有利于水生光合生物的生长,促进N的同化作用的发生,从而减少溪流输出NO_3~--N的量,说明岩溶区溪流N的生物地球化学过程可能在昼夜尺度上改变水质。 相似文献
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长江源区作为亚洲第一长河的发源地,探究其氮沉降特征,对于保护我国水源地安全具有十分重要的意义.本文在野外采样、数理分析的基础上,利用氮源分析及后向轨迹模型判断氮沉降的环境意义.结果表明:(1)2016年4月-2018年7月,NO2--N、NO3--N、NH4+-N的平均浓度分别为1.01 mg/L、2.45 mg/L、1.30 mg/L;NO2--N、NO3--N、NH4+-N的平均沉降量分别为0.02 kg/hm2、0.09 kg/hm2、0.30 kg/hm2.曲麻莱氮浓度占源区比重最高,沱沱河次之,直门达最小,且春、夏季氮沉降量高于秋、冬季.(2)氮沉降浓度与降水量之间呈对数函数关系,沉降量与降水量之间呈正向幂函数关系;NO2 相似文献