A two-layer model for studying 2D dissolved pollutant runoff over impermeable surfaces     

Taotao Zhang  Yang Xiao  Dongfang Liang  Hongwu Tang  Junzeng Xu  Saiyu Yuan  Nairu Wang  Bin Luan 《水文研究》2021,35(5):e14152

Dissolved pollutants in stormwater are a main contributor to water pollution in urban environments. However, many existing transport models are semi-empirical and only consider one-dimensional flows, which limit their predictive capacity. Combining the shallow water and the advection–diffusion equations, a two-dimensional physically based model is developed for dissolved pollutant transport by adopting the concept of a ‘control layer’. A series of laboratory experiments has been conducted to validate the proposed model, taking into account the effects of buildings and intermittent rainfalls. The predictions are found to be in good agreement with experimental observations, which supports the assumption that the depth of the control layer is constant. Based on the validated model, a parametric study is conducted, focusing on the characteristics of the pollutant distribution and transport rate over the depth. The hyetograph, including the intensity, duration and intermittency, of rainfall event has a significant influence on the pollutant transport rates. The depth of the control layer, rainfall intensity, surface roughness and area length are dominant factors that affect the dissolved pollutant transport. Finally, several perspectives of the new pollutant transport model are discussed. This study contributes to an in-depth understanding of the dissolved pollutant transport processes on impermeable surfaces and urban stormwater management.  相似文献   

徐闻南山镇红树林沉积物及红树植物中重金属的累积特征与迁移规律     

罗松英  梁艺琼  陈碧珊  林梦婷  梁家新  邱锦坤 《热带地理》2019,39(3):347-356

为探究重金属在红树林沉积物及红树植物中的分布累积及迁移规律，选取了徐闻南山镇红树林为研究对象，通过测定红树林沉积物及红树植物不同部位（根、茎、叶）的重金属质量分数，运用富集因子、生物富集系数、转移系数及相关性分析等方法进行分析。结果表明：1）红树林沉积物重金属质量分数表现为铬（Cr）＞锌（Zn）＞镍（Ni）＞铜（Cu）＞铅（Pb）＞砷（As）＞汞（Hg）＞镉（Cd），为中等变异程度；除了镍（Ni）元素外，其余7种重金属未超过国家一级标准，除了铅（Pb）元素外，其余7种重金属均超过广东省土壤环境背景值，说明研究区沉积物中重金属具有一定的积累效应。2）沉积物中砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、汞（Hg）、镍（Ni）、铬（Cr）富集因子值均＞1.5，说明受到轻微人为活动影响；各站位镍（Ni）富集因子值均＞5，结合研究区背景，反映了镍（Ni）受到自然和人为输入的共同影响。3）白骨壤体内重金属主要集中在根部，而红海榄体内重金属在根茎叶中分布相对均匀。白骨壤根茎叶部位的大多数重金属质量分数远高于红海榄，说明白骨壤对重金属的吸附能力比红海榄强。汞（Hg）集中分布在植物的叶片部位，且与其他重金属之间相关性不明显；推测汞（Hg）主要通过叶片吸收进入植物体内，与交通运输污染有关。4）不同红树植物对不同重金属富集能力各异，白骨壤对重金属的富集能力表现为：镉（Cd）＞砷（As）＞铜（Cu）＞锌（Zn）＞汞（Hg）＞铅（Pb）＞镍（Ni）＞铬（Cr），红海榄表现为：镉（Cd）＞铜（Cu）＞汞（Hg）＞锌（Zn）＞铅（Pb）＞砷（As）＞镍（Ni）＞铬（Cr）。白骨壤和红海榄对汞（Hg）的运移能力都较强；红海榄对镉（Cd）的富集能力和转运能力都较强，而白骨壤对镉（Cd）富集能力较强，转运能力却较弱，这说明红树植物对重金属元素的富集能力与转运能力不存在正比关系。  相似文献   

新疆别也萨麻斯矿区钽锰矿的矿物学特征及其TIMS U-Pb定年     

何晗晗  艾尔肯&#;吐尔孙  王登红  王瑞江  陈振宇 《岩矿测试》2020,39(4):609-619

钽矿是我国的紧缺资源,近年来对别也萨麻斯地区钽矿取得了找矿新进展,包括新矿点的发现以及花岗伟晶岩型稀有金属资源的找矿突破。区内伟晶岩脉广泛发育,为探究含矿脉体的成矿时代、查明区内典型铌钽矿物的矿物学特征,本文以L18号伟晶岩脉中的钽锰矿为研究对象,对其物理性质、化学成分、地质年代等进行了分析。应用电子探针测试钽锰矿的化学组成,热电离质谱法(TIMS)测定其U-Pb年龄,确定含矿脉体的形成年代。结果表明,研究区钽锰矿中Ta_2O_5含量为51.58%～74.80%,均值68.49%,Nb_2O_5含量为6.15%～27.63%;部分主量元素分布不均,未表现出规律的分带性,但矿物颗粒中心部位的CaO含量较边部低,横剖面上SiO_2含量相对稳定,TiO_2与WO_3显示不规律波动。这种特征表明钽锰矿并非单纯由结晶分异作用形成,而是可能受到了后期交代作用的影响。钽锰矿的U-Pb年龄为160Ma,说明钽锰矿化发生于晚侏罗世早期,与围岩海西期二云母花岗岩相差甚远,后者并非L18号脉体的成矿母岩。  相似文献   

Dissolved organic matter variations in coastal plain wetland watersheds: The integrated role of hydrological connectivity,land use,and seasonality          下载免费PDF全文

Jacob D. Hosen  Alec W. Armstrong  Margaret A. Palmer 《水文研究》2018,32(11):1664-1681

Dissolved organic matter (DOM) is integral to fluvial biogeochemical functions, and wetlands are broadly recognized as substantial sources of aromatic DOM to fluvial networks. Yet how land use change alters biogeochemical connectivity of upland wetlands to streams remains unclear. We studied depressional geographically isolated wetlands on the Delmarva Peninsula (USA) that are seasonally connected to downstream perennial waters via temporary channels. Composition and quantity of DOM from 4 forested, 4 agricultural, and 4 restored wetlands were assessed. Twenty perennial streams with watersheds containing wetlands were also sampled for DOM during times when surface connections were present versus absent. Perennial watersheds had varying amounts of forested wetland (0.4–82%) and agricultural (1–89%) cover. DOM was analysed with ultraviolet–visible spectroscopy, fluorescence spectroscopy, dissolved organic carbon (DOC) concentration, and bioassays. Forested wetlands exported more DOM that was more aromatic‐rich compared with agricultural and restored wetlands. DOM from the latter two could not be distinguished suggesting limited recovery of restored wetlands; DOM from both was more protein‐like than forested wetland DOM. Perennial streams with the highest wetland watershed cover had the highest DOC levels during all seasons; however, in fall and winter when temporary streams connect forested wetlands to perennial channels, perennial DOC concentrations peaked, and composition was linked to forested wetlands. In summer, when temporary stream connections were dry, perennial DOC concentrations were the lowest and protein‐like DOM levels the highest. Overall, DOC levels in perennial streams were linked to total wetland land cover, but the timing of peak fluxes of DOM was driven by wetland connectivity to perennial streams. Bioassays showed that DOM linked to wetlands was less available for microbial use than protein‐like DOM linked to agricultural land use. Together, this evidence indicates that geographically isolated wetlands have a significant impact on downstream water quality and ecosystem function mediated by temporary stream surface connections.  相似文献   

Achievability of Municipal Solid Waste Compost for Tea Cultivation with Special Reference to Cadmium          下载免费PDF全文

Tanmoy Karak  Ornella Abollino  Ranjit K. Paul  Amrit K. Dutta  Agnese Giacomino  Puja Khare  Romesh K. Boruah 《洁净——土壤、空气、水》2018,46(6)

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新疆库尔勒市道路积尘重金属污染及健康风险评价     

阿地拉&#;艾来提  麦麦提吐尔逊&#;艾则孜  靳万贵  姑力巴努&#;艾尼  艾尼瓦尔&#;买买提  阿里木江&#;卡斯木 《中国地质》2020,47(6):1915-1925

为探究绿洲城市道路积尘重金属污染风险，在新疆库尔勒市采集54个代表性道路积尘样品，分析其中Hg、Cd、As、Pb、Cr和Cu等6种元素含量，基于GIS技术与地学统计法，采用污染负荷指数法和US EPA健康风险评价模型，对道路积尘中重金属污染及潜在健康风险进行评价。结果表明：库尔勒市道路积尘中Hg、Cd、As、Pb和Cu等元素含量的平均值均小于土壤环境质量—建设用地土壤污染风险管控标准（GB 36600—2018）中的筛选值，但Cr元素含量平均值为相应筛选值的9.90倍。污染评价结果表明，研究区道路积尘中Cr呈现重度污染，Hg、Cd、As、Pb和Cu呈无污染。道路积尘中重金属元素的污染负荷指数介于0.0142~0.0522，平均值为0.0266，处于无污染水平。从道路积尘重金属污染空间分布格局来看，库尔勒市东北部和北部区域出现污染高值区。健康风险评估结果表明，经手-口摄入途径是库尔勒市道路积尘重金属日均暴露量及健康风险的主要途径，儿童受到的健康风险高于成人。库尔勒市道路积尘中Hg、Cd、As、Pb、Cr与Cu等元素的非致癌风险及致癌风险处于安全范围内，As对非致癌风险的贡献最大，Cr对致癌风险的贡献最大。  相似文献   

太湖梅梁湾藻华暴发消退-周期表层水体溶解性有机质分子特征     

庞佳丽  许燕红  何毓新  史权  何丁  孙永革 《湖泊科学》2020,32(6):1599-1609

人类活动引起的富营养化对太湖的碳循环模式可能产生严重影响，精细描述太湖藻华暴发-消退周期的溶解性有机质分子是了解太湖碳库动态变化的关键.本研究利用傅立叶变换离子回旋共振质谱技术，以太湖北部梅梁湾2017年5月至2018年5月的表层水体为研究对象，解析藻华暴发-消退周期溶解性有机质的来源和分子组成特征，进而理解浮游藻类异常增殖对水体溶解性有机质的影响及其在区域碳循环中的角色.研究结果表明，藻华暴发期浮游藻类生产力显著增加，使得表层水体的溶解性有机质从含量到分子组成均发生剧烈改变.含量上表现为溶解性有机碳浓度升高，分子组成上表现为CHO类化合物和以脂肪族类化合物为代表的活性组分占比增加，特征化合物以相对高饱和度和高含氧的小质量数分子为主.而在藻华消退期，随着藻类有机质贡献的减少和有机质降解过程的持续进行，含量上表现为溶解性有机碳浓度下降，分子组成上表现为CHOS、CHONS类化合物和富羧酸脂环类化合物等惰性分子占比增加，特征化合物以大质量数分子和相对低饱和度和低含氧的小质量数分子为主.研究结果表明，太湖水体的溶解性有机质分子组成在藻华暴发期受藻类有机质输入控制，在消退期受藻类有机质降解的影响.  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   

秦皇岛近岸海域潮间带砂质沉积物中微塑料和重金属污染特征   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈月琴  罗维  孙聪慧  吴光红 《海洋学报》2020,42(4):113-121

基于密度分离原理，利用饱和NaCl溶液对秦皇岛近岸海域潮间带砂质沉积物中的微塑料进行了浮选和分离提取，采用显微红外光谱方法分析附着在滤膜上的微塑料颗粒形貌和材质。结合扫描电子显微镜?能谱仪(Scanning Electron Microscopy Energy Dispersive Spectrometer，SEM-EDS)对微塑料样品进行微观形貌观察及微区成分的分析。并采用地累积指数(Geo Accumulation Indexes，I_geo)和富集系数(Enrichment Factors，EF)分析砂质沉积物中重金属Hg、Cd和Pb污染水平和富集特点。分析砂质沉积物中烧失量(Loss on Ignition，LOI)、总有机碳(Total Organic Carbon，TOC)、总氮(Total Nitrogen，TN)以及碳氮的稳定同位素组成(δ13C和δ15N)，探讨有机质的可能来源。结果表明:秦皇岛近岸海域潮间带砂质沉积物中有纤维类、发泡类、薄膜类3种微塑料，以纤维类的微塑料为主。微塑料表层富集有Si、Al、Mg、Fe和Ca等元素。沉积物中Hg和Cd富集水平较高，Pb富集水平较低。沉积物TOC和TN含量较低，LOI为TOC的1.6倍，δ13C、δ15N和TOC/TN的数值范围均显示有机质以海洋浮游植物藻类等海源为主。  相似文献   

西北太平洋低纬度区域海水中溶解氨基酸的分布及组成研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

张宁  陈岩  高先池  杨桂朋 《海洋科学》2020,44(5):60-70

本文对2018年秋季西北太平洋低纬度区域上层海洋(5~200 m)中溶解氨基酸(THAA)的分布和组成进行了研究。结果表明,该海域表层海水中THAA的浓度范围为0.40~0.97μmol/L,平均浓度为0.58±0.14μmol/L;5~200m垂直断面上THAA的平均浓度为0.59±0.16μmol/L,范围为0.30~1.05μmol/L。调查海域内THAA浓度明显低于中国近海,在5~200m内的垂直分布基本表现出随深度增加而增加的趋势。将表层和垂直水体中的THAA分别与DOC、Chla等环境因子进行相关性分析,结果显示均无显著相关性。西北太平洋低纬度区域海水中的优势氨基酸是天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、丝氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、苏氨酸(Thr)和丙氨酸(Ala)。基于氨基酸的碳归一化产率(THAA-C%)、降解因子(DI)值,表明该海域表层海水中的有机质降解程度较高,且随深度的增加而降低。  相似文献