Changes in dissolved organic matter (DOM) amount and composition along nested headwater stream locations during baseflow and stormflow          下载免费PDF全文

Shatrughan Singh  Shreeram Inamdar  Myron Mitchell 《水文研究》2015,29(6):1505-1520

Amount and composition of dissolved organic matter (DOM) were evaluated for multiple, nested stream locations in a forested watershed to investigate the role of hydrologic flow paths, wetlands and drainage scale. Sampling was performed over a 4‐year period (2008–2011) for five locations with drainage areas of 0.62, 3.5, 4.5, 12 and 79 ha. Hydrologic flow paths were characterized using an end‐member mixing model. DOM composition was determined using a suite of spectrofluorometric indices and a site‐specific parallel factor analysis model. Dissolved organic carbon (DOC), humic‐like DOM and fluorescence index were most sensitive to changes with drainage scale, whereas dissolved organic nitrogen, specific UV absorbance, Sr and protein‐like DOM were least sensitive. DOM concentrations and humic‐like DOM constituents were highest during both baseflow and stormflow for a 3.5‐ha catchment with a wetland near the catchment outlet. Whereas storm‐event concentrations of DOC and humic DOM constituents declined, the mass exports of DOC increased with increasing catchment scale. A pronounced dilution in storm‐event DOC concentration was observed at peak stream discharge for the 12‐ha drainage location, which was not as apparent at the 79‐ha scale, suggesting key differences in supply and transport of DOM. Our observations indicate that hydrologic flow paths, especially during storms, and the location and extent of wetlands in the catchment are key determinants of DOM concentration and composition. This study furthers our understanding of changes in DOM with drainage scale and the controls on DOM in headwater, forested catchments. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱组分鉴别及其与氮形态的关系   总被引：2，自引：2，他引：0  

张博  王书航  姜霞  黄晓峰  王雯雯 《湖泊科学》2018,30(1):102-111

采用三维荧光光谱-平行因子法(EEMs-PARAFAC)分析太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱特征,研究其组分类型、分布规律以及来源,进一步探讨悬浮物中水溶性有机氮和无机氮含量与WSOM荧光组分之间的关系.结果表明,悬浮物中WSOM荧光组分主要由2个类腐殖质(C1、C2)和1个类色氨酸类蛋白质(C3)组成.总荧光强度在57.56~200.01 R.U./g之间,平均为115.42 R.U./g,其中C1、C2、C3的相对比例分别为35.55%、34.05%和30.40%;空间上由西向东逐渐增强,东五里湖高于西五里湖,沿岸区高于湖心区.荧光指数和生物源指数变化范围分别在1.48~2.34和0.65~0.87之间,反映了悬浮物中WSOM主要来源于微生物、藻类的自生生物源.多元回归统计分析结果表明,悬浮物WSOM与氮元素的迁移转化密切相关,且有机氮与WSOM荧光组分的相关系数大于无机氮.  相似文献   

中全新世以来呼伦湖沉积物碳埋藏及其影响因素分析     

张风菊  薛滨  姚书春 《湖泊科学》2018,30(1):234-244

通过对内蒙古高原呼伦湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素(δ13Corg)、总氮含量(TN)和TOC/TN(C/N)值的测定,结合沉积岩芯AMS14C年代标尺,分析了中全新世以来呼伦湖沉积物有机碳埋藏速率随时间变化的趋势及有机质的来源,并探讨了影响呼伦湖有机碳埋藏的主要因素.结果表明,中全新世以来呼伦湖有机碳埋藏速率平均值约为2.06 g/(m~2·a),碳储量约为35.25 Tg C,且总体上呈现增加趋势.呼伦湖沉积物中有机质主要来源于外源输入,但近1000 a以来内源输入逐渐增加并占据优势.呼伦湖有机碳埋藏速率与温度和降水均呈负相关,表明在长时间尺度上,升温及降水量的增加可能对呼伦湖的碳埋藏起到一定的抑制作用.  相似文献   

无磷条件诱导铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放挥发性有机化合物对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)的影响     

杨王庭  赵静娴  徐庆欢  周律  甘丽平  左照江 《湖泊科学》2018,30(2):449-457

为了揭示磷(P)营养缺乏对蓝藻释放挥发性有机化合物(VOCs)的影响及其对其他藻类的化感作用,以形成蓝藻水华的主要种类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为材料,在无P培养条件下对其释放的VOCs进行分析,同时测定VOCs对莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)生长、光合色素含量和光合性能的影响.结果表明,采用无P培养基培养铜绿微囊藻24 h后,其释放的VOCs种类和含量均明显增加,与标准培养基培养相比,VOCs总释放量增加了73.4%,并出现7种新化合物.将铜绿微囊藻释放的VOCs通入莱茵衣藻溶液中,在标准培养基中铜绿微囊藻释放的VOCs对莱茵衣藻生长无显著影响,而无P条件下释放的VOCs则明显抑制莱茵衣藻生长,其响应指数(RI)为-0.25.此外,莱茵衣藻光合色素含量、光系统II(PSII)最大光化学量子产量(Fv/Fm)、有效光化学量子产量[Y(II)]、光化学淬灭系数(q P)和光合电子传递速率(ETR)也明显降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则明显升高,其RI为0.26.由此可见,蓝藻在富营养化水体中大量繁殖以及P自身沉降特性导致的P缺乏会促进蓝藻释放VOCs,同时这些VOCs在保持蓝藻营养竞争优势和水体藻类多样性减少中具有化感抑制作用.  相似文献   

基于高频次GOCI数据的太湖悬浮物浓度短期动态和驱动力分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

胡耀躲  张运林  杨波  张毅博 《湖泊科学》2018,30(4):992-1003

总悬浮物是水体中重要的光学敏感物质之一,很大程度上决定了水柱中光的吸收、散射和衰减,同时吸附营养盐、重金属和有毒有害物,对水体物质生物地球化学过程、沉积物埋藏动力和湖泊环境演化具有重要的意义.基于星地同步实验和静止水色成像仪GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)构建了太湖悬浮物浓度估算模型,并分析了典型风浪过程中太湖悬浮物浓度短期动态变化过程.研究表明:对太湖水体悬浮物浓度较为敏感的波段为GOCI的第7波段(745nm)和第8波段(865 nm),悬浮物浓度与对应波段遥感反射率线性相关决定系数分别为0.72和0.55;基于GOCI第7波段的悬浮物浓度单波段遥感估算模型能较为准确地估算太湖的悬浮物浓度,模型相对均方根误差和平均绝对百分误差分别为28.3%和24.4%.通过研究典型风浪过程前后太湖悬浮物浓度变化发现其短期动态变化显著,风速、风向是悬浮物浓度短期动态变化的重要驱动因素,悬浮物浓度与风速呈正比,并随着风向扩散;高频连续GOCI影像结果显示悬浮物浓度短期动态变化对风浪扰动的响应有一定的滞后性,滞后时间为数小时到1天,悬浮物沉降与沉积物再悬浮的临界风速约为3.4 m/s.  相似文献   

典型湖泊天然有机质与四环素的相互作用     

曹驰程  王友权  章奇  张晖 《湖泊科学》2018,30(4):1004-1011

采用荧光滴定法研究四环素(tetracycline,TC)与太湖溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)和玄武湖DOM的相互作用.三维荧光光谱结合平行因子分析显示,2个湖泊的DOM含有3个荧光组分:类富里酸组分C1、类色氨酸组分C2和类络氨酸组分C3.其中C2的荧光强度远高于C1和C3,是DOM的主要荧光组成.3个荧光组分与TC发生了不同程度的静态猝灭,特别当TC浓度为45.5μmol/L时,类蛋白组分的荧光强度完全被猝灭(100%),并且猝灭作用改变了DOM分子的微环境极性.同步荧光光谱联合二维相关图谱进一步表明类色氨酸组分优先和TC发生猝灭作用,其次为类络氨酸组分和类富里酸组分.Ryan-Weber方程适于拟合DOM与TC的猝灭过程,2个湖泊的DOM中3个荧光组分的络合常数lg K值范围为5.05~5.85,大小顺序为C2C3C1.因此,类蛋白组分为主的DOM对TC的络合作用大于类腐殖组分为主的DOM,影响抗生素在湖泊水体中的生物有效性和生态毒性.  相似文献   

底泥就地稳定化中零价铁(Fe⁰)对有机污染物的作用及其对上覆水体水质的影响     

章萍  相明雪  马若男  刘强  葛刚  钱光人 《湖泊科学》2018,30(5):1218-1224

在实验室模拟静态湖泊体系条件下,通过向实际底泥中投加零价铁(Fe~0),考察反应前后底泥中有机物数量、种类、总有机质含量以及上覆水体溶解氧(DO)浓度、氧化还原电位(Eh)、pH和化学需氧量(CODCr)浓度等指标的变化,探讨Fe~0对底泥有机物的降解效果以及对上覆水体水质的影响.结果表明,投加Fe~0处理80 d后,(1)经GC-MS检测出底泥中易被降解的小分子有机物(分子量小于200)数量明显增多,底泥总有机去除率为44%.(2)上覆水体的DO浓度、Eh和pH都有不同程度的变化.DO浓度从6.6 mg/L迅速下降至0.2 mg/L,Eh从150 mV左右下降至74 mV,pH升高至8.4,此体系易形成厌氧环境;且上覆水体中CODCr低于纯底泥-水体系,上覆水中DO浓度、Eh及pH与CODCr浓度具有一定相关性.综上,底泥中投加Fe~0可有效降解有机物,且不会对上覆水体产生持久、较大的影响.  相似文献   

Combining two filter paper‐based analytical methods to monitor temporal variations in the geochemical properties of fluvial suspended particulate matter          下载免费PDF全文

R. J. Cooper  B. G. Rawlins  B. Lézé  T. Krueger  K. M. Hiscock 《水文研究》2014,28(13):4042-4056

Many of the commonly used analytical techniques for assessing the properties of fluvial suspended particulate matter (SPM) are neither cost effective nor time efficient, making them prohibitive to long‐term high‐resolution monitoring. We present an in‐depth methodology utilizing two types of spectroscopy which, when combined with automatic water samplers, can generate accurate, high‐temporal resolution SPM geochemistry data, inexpensively and semi‐destructively, directly from sediment covered filter papers. A combined X‐ray fluorescence spectroscopy and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy approach is developed to estimate concentrations for a range of elements (Al, Ca, Ce, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Si, Ti) and compounds (organic carbon, Al_dithionate, Al_oxalate, Fe_dithionate, and Fe_oxalate) within SPM trapped on quartz fibre filters at masses as low as 3 mg. Calibration models with small prediction errors are derived, along with mass correction factor models to account for variations in retained SPM mass. Spectral pre‐processing methods are shown to enhance the reproducibility of results for some compounds, and the importance of filter paper selection and homogeneous sample preparation in minimizing spectral interference is emphasized. The geochemical signal from sediment covered filter papers is demonstrated to be time stable enabling samples to be stored for several weeks prior to analysis. Example results obtained during a heavy precipitation event in October 2012 demonstrate the methodology presented here has considerable potential to be utilized for high‐resolution monitoring of SPM geochemistry under a range of in‐stream hydrological conditions. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

烃源岩不同性质有机酸的分离及其检测方法     

杜佳宗  何蓓  蔡进功  雷天柱  刘庆  谢忠怀 《高校地质学报》2020,26(5):540-548

烃源岩中的有机酸来源于有机质，但有机质具有不同的赋存形式，有机酸具有不同性质，这将影响有机酸与不同赋存有机质的关系，进而影响分离和检测方法。文章在总结前人对有机质赋存形式和有机酸性质等特征的基础上，提出烃源岩中的有机酸并以非单一的形式存在，具有水溶性、脂溶性和难溶性有机酸三种类型，游离有机质中存在水溶性和脂溶性有机酸，而结合有机质中存在水溶性、脂溶性和难溶性有机酸。因此在检测方法上需采取分步分离的方法，且根据有机酸的性质选取合适的检测方法，即水溶性有机酸利用离子色谱检测，索氏抽提得到的脂溶性有机酸利用气相色谱—质谱检测，通过酸解抽提残渣得到的难溶性有机酸利用红外光谱检测，全面系统地认识烃源岩中有机酸含量和类型等特征。这对进一步探讨烃源岩各种类型有机酸特征和演化规律，深化烃源岩有机质生烃以及有机—无机相互作用等机理都具有重要意义。  相似文献   

黔北镇远牛蹄塘组黑色页岩沉积环境与有机质富集关系   总被引：1，自引：0，他引：1  

夏鹏  付勇  杨镇  郭川  黄金强  黄明勇 《地质学报》2020,94(3):947-956

通过矿物组分、主量元素、微量元素、碳氧同位素等特征，分析了黔北地区镇远县ZX井牛蹄塘组黑色页岩的岩相类型和不同岩相页岩的沉积环境及其与有机质富集间的关系。结果表明，牛蹄塘组下段以硅质页岩为主，TOC含量4. 96%~10. 10%；上段以富泥硅质页岩为主，TOC含量1. 43%~9. 04%。下段硅质页岩沉积于水流停滞的深水陆棚环境，沉积古水体为贫氧的还原状态；上段富泥硅质页岩沉积时期，仍为贫氧的还原环境，但水体滞留程度、还原性较下段硅质页岩沉积期弱。贫氧的还原环境是影响牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的主要因素，热液作用和陆源碎屑对牛蹄塘组黑色页岩有机质富集的影响较小。  相似文献