Arsenic contamination caused by roxarsone transformation with spatiotemporal variation of microbial community structure in a column experiment          下载免费PDF全文

Liu Ya-ci  Zhang Zhao-ji  Zhao Xin-yi  Wen Meng-tuo  Cao Sheng-wei  Li Ya-song 《地下水科学与工程》2021,9(4):304-316

Arsenic contamination from roxarsone in livestock manure is common, and livestock manure continuously accumulates in the open environment. Evaluations of the environmental processes of As mobilization and transformation are critical for predicting the fate of As compounds after roxarsone degradation. In this study, spatiotemporal variations in As species and microbial community structure were characterized using laboratory column experiments with background soil collected from Yanggu County (northern Shandong Plain, China), a region of intense poultry production. Organic and inorganic arsenic were detected by high-performance liquid chromatography (HPLC) and HPLC with hydride generation atomic fluorescence spectrometry (HPLC-HG-AFS), respectively. High-throughput sequencing technology was used to describe microbial diversity. Results showed that roxarsone was transformed completely within 7 days, and As(Ⅲ) and As(Ⅴ) were the major degradation products. The concentration of As(Ⅲ) was much lower than that of As(Ⅴ). The As(Ⅲ) concentration increased significantly after Day 14, whereas the As(Ⅴ) concentration increased significantly after Day 84, indicating that As(Ⅲ) was initially produced. The microbial community structure changed significantly as roxarsone transformed into various As compounds. A critical and dominant bacterial strain, norank_f__Family_XVⅢ, was found to be related to the degradation of roxarsone into As(Ⅲ). This study improves our understanding of the fate of As species released from poultry litter to soil and groundwater, which is a threat to human health and environment.  相似文献   

基于监测数据的全国地下水质动态变化特征     

殷秀兰  李圣品 《地质学报》2021,95(5):1356-1365

地下水质动态变化及其趋势研判是区域水资源调配决策的重要依据.本文以全国2007～2017年国家级地下水监测网水质数据为基础,结合典型地区的代表性监测组分超标特征及动态趋势,开展了地下水质动态变化过程研究,结果表明:全国地下水监测中以Ⅳ类水质点占比最大,其次为Ⅱ类水质点;Ⅰ～Ⅲ类水质点数量较少,而且占比以降低为主,Ⅳ和Ⅴ类地下水监测点逐渐增加,其中Ⅳ类水质点的比例由40.50％增加至51.45％;全国地下水质主要的超标组分为pH、总硬度、总溶解性固体、硫酸盐、氯化物、高锰酸钾指数、铁、锰、氟化物、"三氮".以华北地区、华东地区、西南地区和西北地区为代表,分析研究典型地区地下水质的动态变化过程及其影响因素,结果显示,在地下水位变化较大的地区,地下水质状况随着地下水位变化明显,在地下水位波动较小的地区,地下水质状况也基本上变化较小.研究成果对于科学评价地下水资源、合理制定区域地下水开发利用规划、防治地下水污染等具有一定的指导作用.  相似文献   

广西贵港地区极端高温日的时间变化特征及其环流背景     

何林宴  简茂球 《热带气象学报》2019,35(5):694-708

极端高温事件是我国南方夏季频发的天气灾害,区域性明显,持续性高温事件的环流背景及其影响机理值得深入研究。基于台站观测资料和欧洲中期天气预报中心的再分析资料,对1961—2010年广西东南部贵港地区发生的高温事件的时间变化规律及持续性高温天气过程对应的大气环流场演变进行了统计诊断分析。(1)广西东南部贵港地区的高温日主要出现在6—9月,其中7—8月是高温日频发的月份;3天以上的持续高温日数占总高温日数的6成;8—9月的高温日数具有明显的增加趋势。(2)桂东南在6—9月的持续性高温天气与一些特定的天气系统的存在有紧密联系。持续的下沉运动是造成广西东南部升温的主要原因,而导致垂直下沉运动的主要原因又与大陆高压、副热带高压或南海-菲律宾海出现的热带低压系统的北移路径偏东有关,持续时间较长的高温过程还与热带气旋的活动时间较长和强度偏强有关。(3)高压控制的晴空少云天气可导致地表接收更多的太阳辐射,使得地表温度的升高,从而导致地表向上的长波辐射及感热通量增强,加热近地面空气,这些有利于近地面升温的热力过程以及垂直下沉绝热加热过程的增强,使得高温天气过程得以维持。   相似文献   

夏季亚洲高空急流纬向非对称变异与北大西洋海温和欧亚陆面热力异常的可能联系     

梅一清  陈海山  刘鹏  李笛 《大气科学》2019,43(2):401-416

基于1979~2015年ERA-Interim再分析资料,分析了夏季亚洲高空急流纬向非对称变异特征及其可能的外强迫因子。研究发现夏季亚洲200 hPa纬向风异常EOF第二模态（方差贡献为16.4%）主要表现出了急流纬向非对称的空间异常形态,反映了西亚和东亚区域急流南北偏移的反位相变化。通过进一步的诊断分析,我们发现急流纬向非对称变异与北大西洋海表温度（简称海温）和欧亚陆面热力异常可能存在一定的联系。北大西洋三极型海温异常会激发出向下游传播的异常波列,夏季该波列在欧亚大陆上空的异常环流中心与急流纬向非对称相关的异常环流中心对应一致,其中东欧平原的异常反气旋和巴尔喀什湖附近的异常气旋对西亚急流变化存在影响,东亚地区急流的变化与贝加尔湖北部异常气旋和贝加尔湖南部的异常反气旋有关。对比欧亚土壤湿度关键区内垂直环流,陆面热力异常可能会改变局地环流进而影响急流变异,且这种影响存在区域差异。  相似文献   

2000年后中国北方东部地区夏季极端降水减少及水汽输送特征   总被引：2，自引：0，他引：2  

李湘瑞  范可  徐志清 《大气科学》2019,43(5):1109-1124

本文研究了1961～2016年中国北方东部地区夏季极端降水日数和极端降水贡献率的年代际变化特征,并进一步分析了该地区极端降水和普通降水的大气环流和水汽输送的差异。主要的研究结果表明:1961～2016年中国北方东部地区夏季极端降水日数和极端降水贡献率在2000年前后发生显著年代际变化,2000年后夏季极端降水天数和极端降水贡献率显著减少。与1984～1999年相比,2000～2016年在对流层高层从欧洲大陆、中亚到东北—蒙古地区,位势高度异常呈现出“正—负—正”的大气波列,从而造成北方东部地区上空为正压的位势高度正异常控制,伴随着下沉运动,大气层结趋于稳定,这些环流条件不利于极端降水发生。2000年后负位相的太平洋年代际振荡（PDO）和正位相的北大西洋多年代际振荡（AMO）共同加强了北方东部地区上空的正位势高度异常。进一步研究表明,极端降水与普通降水的水汽输送和收支以及关键的局地大气系统存在着显著差异,较普通降水而言,极端降水在南北向水汽输送和收支上更强;北方东部地区低空为较强的闭合低压控制,并不断受到高层高位涡空气下传的影响。  相似文献   

2015年济南地区雾霾天气过程大气物理量特征初步分析          下载免费PDF全文

崔雅琴  张佃国  王洪  刘泉  张骞  张洪生 《大气科学》2019,43(4):705-718

文中对比分析了2015年29个雾、霾及雾霾混合天气过程中,章丘探空站L波段探空雷达和山东省气象局院内德国14通道地基微波辐射计观测的温度资料。对观测数据实施了质量控制,检验了精度和可信度,统计分析了宏观物理参量特征和日变化规律。针对雾、霾及雾霾天气过程各选取了一个个例进行分析,分析了大气中PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、O₃、CO含量的变化情况,分析了相对湿度、液态水路径和综合水汽含量等的变化情况。结果表明:两种观测数据一致性较好,拟合优度高于0.97;贴地逆温层存在一定的季节变化,悬垂逆温层存在一定的差异,逆温层的变化、污染参量变化与雾霾的形成有密切关系;不同天气背景对大气物理参量有较大的影响,PM₁₀、AQI（空气质量指数）和CO均在相同时间段出现峰值,有明显的起伏;CO峰值雾霾天气中尤为明显,由早到晚随时间峰值逐渐增大,雾天和霾天峰值较小,雾霾天气明显大于雾天或霾天。  相似文献   

有霾和无霾时宁波市大气混合层高度的日变化特征     

俞科爱  陈磊  陈有利  张晶晶  朱佳敏  孙海波 《气象科学》2019,39(2):187-193

根据2007—2013年宁波市每日8次地面观测气象资料,运用罗氏法和统计分析法计算大气混合层高度,分析其在霾日和非霾日的不同日变化特征。结果表明宁波市霾日与非霾日混合层高度均呈白天高,夜晚低的日变化特征,夏季两者差值的日变化波动最明显,波峰时间比其他季节晚3 h。混合层高度日变化趋势与风速、气温、能见度趋于一致,霾等级越重,混合层高度越低。霾日与非霾日的气温差值除冬季呈正变温外,其他季节呈负变温,冬季14时差值最小,夜间加大,春夏季凌晨差值最小,14时最大,秋季波动不明显;风速差值除冬季夜间为正值外,其余季节为负值,秋冬季差值最小、夏季最大。大气处于不稳定状态时,混合层高度随着稳定度增加而逐渐处于稳定状态时,随着稳定度增加而降低,中性大气是宁波易致霾的大气层结。霾日与非霾日大气稳定度表现不一致,中午霾日中性大气占多数,非霾日则是不稳定大气;夜间霾日稳定—弱稳定大气和中性大气所占比例相当,非霾日稳定—弱稳定大气占多数。另外,PM_(2.5)浓度在霾日和非霾日均为白天低、夜间高的日变化特征,但霾日波动大,波峰时间晚于非霾日2 h,峰值浓度也高于非霾日2.7倍;早晨或下午到上半夜是霾日的PM_(2.5)浓度两个上升时段,上午为下降时段;非霾日的两个浓度缓升(降)时段分别出现凌晨和下午(上午和前半夜)。研究成果有助于预报员了解大气混合层高度及其对霾的可能影响,从而提高霾预报预警能力。  相似文献   

Role of the Nocturnal Low-level Jet in the Formation of the Morning Precipitation Peak over the Dabie Mountains     

Peiling FU  Kefeng ZHU  Kun ZHAO  Bowen ZHOU  Ming XUE 《大气科学进展》2019,36(1):15-28

The diurnal variation of precipitation over the Dabie Mountains(DBM) in eastern China during the 2013 mei-yu season is investigated with forecasts of a regional convection-permitting model. Simulated precipitation is verified against surface rain-gauge observations. The observed morning precipitation peak on the windward(relative to the prevailing synoptic-scale wind) side of the DBM is reproduced with good spatial and temporal accuracy. The interaction between the DBM and a nocturnal boundary layer low-level jet(BLJ) due to the inertial oscillation mechanism is shown to be responsible for this precipitation peak. The BLJ is aligned with the lower-level southwesterly synoptic-scale flow that carries abundant moisture.The BLJ core is established at around 0200 LST upwind of the mountains. It moves towards the DBM and reaches maximum intensity at about 70 km ahead of the mountains. When the BLJ impinges upon the windward side of the DBM in the early morning, mechanical lifting of moist air leads to condensation and subsequent precipitation.  相似文献   

Iran's precipitation analysis using synoptic modeling of major teleconnection forces (MTF)     

《Dynamics of Atmospheres and Oceans》2019

In this relatively unprecedented study, the effects of thirty-four leading teleconnection Patterns (indices) of atmospheric circulation- on regional-scale for the Middle East- along with precipitation over Iran have been investigated. Different types of data including teleconnection Indices from NOAA (NCEP/NCAR, BOM) and monthly precipitation data from thirty-six synoptic stations of Iran were applied. The data have been investigated with various types of statistical and synoptical methods. The results indicate that El Niño–Southern Oscillation (ENSO) is the most effective factor and it could possibly influence the spatiotemporal variation of precipitation on all types of climate regimes in Iran. ENSO (nino3.4), The Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and The Arctic oscillation (AO) are known as the first three important indices, determined by Principal component analysis (PCA) method. The research has clarified that a combination of warm phase of ENSO and a predominant Southeastern (SE) wind over the Indian Ocean can result in a significant moisture transport from the Indian Ocean to the Middle East and to Iran; a combination of cold phase of ENSO and a predominant Northwestern (NW) wind over the Indian Ocean can be followed by a widespread drought over the Middle East and Iran. The results also indicate that a combination of the first three important above-mentioned indices and the Indian Ocean Dipole (IOD) can provide a much better explanation for spatial and temporal variation of precipitation of Iran. Finally, the results of this study will enable us to present a new approach and new graphical-conceptual modeling, called "Teleconnection-Synoptic Method (TSM)"to clarify the underlying mechanism that can explain the spatial and temporal variations of global atmospheric circulation and precipitation of Iran. According to the correlation of different patterns with precipitation, the strongest relationships are related to the Scandinavia Index (SCN), Pressure Change in East Pacific (dPEPac) and Trade Wind Index at the 850 hPa (TrdWnd850), respectively.  相似文献   

西北太平洋副高东西变动与西南地区降水的关系   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

晏红明  王灵 《应用气象学报》2019,30(3):360-375

西北太平洋副热带高压（简称副高）位置的异常变动对东亚和中国气候有十分重要的影响。为进一步认识副高东西变动对中国西南地区降水的影响,根据东亚—西北太平洋地区高低层大气环流的季节特征,选取700 hPa不同关键区区域平均相对涡度定义了一个新的表征副高位置东西变动的VORT指数。分析发现:该指数不仅能客观定性地表征副高反气旋环流位置的东西变动,而且能反映副高与东亚经向环流变化的关系,副高偏东（西）时,东亚呈负-正-负（正-负-正）经向异常波列。与其他副高指数相比,该指数能较好地反映夏季中国东部雨带位置的季节性移动,并与西南地区降水呈显著相关,对西南地区降水变化有指示意义。其中,6月和7月的相关非常显著,副高偏西时,6月四川西部和南部、云南中北部地区降水偏少,贵州大部降水偏多;7月四川北部和东部、贵州东北部降水偏多,而云南中部和西北部降水偏少,反之亦然。进一步分析还发现,副高与海温的关系与副高活动的位置有关,副高越偏北,与海温的关系就越弱。  相似文献