河流溶存N2O的环境化学过程及其在水-气界面交换过程的研究

氧化亚氮(N2O),既是一种重要的温室气体,又是破坏大气臭氧层的物质之一,由人类活动导致的N2O年排放量正以平均每年约0.25%的速率增加.河流作为陆地生态系统向海洋生态系统输送物质的重要通道之一,其氮素负荷量也在逐年上升,相应地,河流释放的N2O已经越来越成为大气N2O的一个重要的源.本文对河流溶存N2O的形成机理、影响因素、测定方法及其在水-气界面交换通量的测定、计算方法和模型、稳定同位素分析方法等方面的若干研究进展进行了综述.     

河流污染物输送对巢湖水质影响研究

研究采用零维模型,以Ⅲ类水为控制目标,对巢湖CODMn、TP、NH3-N的水环境容量进行了估算,同时研究了入湖支流污染物输送对巢湖水质的影响。结果表明,Ⅲ类水质目标下巢湖CODMn、TP、NH3-N的水环境容量分别为6.21×104、0.04×104、0.85×104t·a-1。CODMn年均背景储量为3.17×104t·a-1,占巢湖水环境容量的51%,而TP与NH3-N年均背景储量均大于其水环境容量。因此,在Ⅲ类目标水质下,巢湖仅允许有CODMn的排放,且年均允许排放量为3.04×104t·a-1。入湖支流每年向巢湖输送CODMn4.56×104t、TP 0.25×104t、NH3-N 5.15×104t,其中CODMn年均输送总量小于其水环境容量,但大于允许排放量。因此,入湖支流污染物的输送会加剧巢湖水质恶化,削减支流污染物排放成为控制巢湖水质恶化的关键途径。     

农田暴雨径流侵蚀泥沙对氮磷的富集机理

在农田暴雨径流条件下 ,地表径流携带的侵蚀泥沙比原土壤有较高的养分含量 ,表现出对氮磷等养分的富集作用 ,富集系数 (ＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔＲａｔｉｏ,ＥＲ)随侵蚀泥沙流失的增加而减少[1 ] 。大多文献把侵蚀泥沙对养分的富集归因于径流对土壤表面富含养分的有机质和粘粒的选     

巢湖藻类组成与环境因子典范对应分析

2008年5月—2009年5月对巢湖藻类组成及水质的季节变化进行了逐月调查研究。鉴定的藻类共6门31属48种,其中绿藻比例最高,占47.9%。藻类优势种群为蓝藻门的铜绿微囊藻（Microcystic aeruginosa）,出现频度为90.9%。3个采样点藻类群落组成没有明显差异,藻类物种丰富度指数（Margalef值）和藻细胞密度的变化范围分别为0.10~1.84和（12.65~825.00）×106 cell.L-1,且冬季值较低。同时,叶绿素（1.30~41.10μg.L-1）和总磷（0.06~0.48 mg.L-1）含量分别在秋季和夏季显著高于其他季节。典范对应分析（CCA）显示,藻类种群分布受水环境因子的影响较为明显。整体上,TP是影响巢湖藻类种群分布的重要因素。     

巢湖沉积物-水界面磷酸盐释放通量研究

采用现场采样与室内测试方法,对调水后巢湖沉积物-水界面磷酸盐释放通量进行了研究。结果表明,夏季巢湖表层水、底层水、间隙水磷酸盐浓度变化范围分别为0.02～0.16、0.02～0.17、0.01～0.08mg.L-1,均值分别为（0.03±0.04）、（0.04±0.04）mg.L-1和（0.03±0.02）mg.L-1。秋季6个取样点表层水、底层水磷酸盐含量的变化范围均为0.03～0.06mg.L-1,均值为（0.04±0.04）mg.L-1,显著高于夏季对应样点浓度。而秋季间隙水磷酸盐浓度平均值为（0.015±0.003）mg.L-（1变化范围0.01～0.02mg.L-1）,与夏季对应样点相比差异不显著。夏季沉积物-水界面磷酸盐释放通量的变化范围为-27.46～6.27μgP.m-.2d-1,平均值为-1.54μgP.m-.2d-1。秋季磷酸盐释放通量变化范围为-10.61～-3.77μgP.m-.2d-1,均值为-6.19μgP.m-.2d-1,与夏季对应样点释放通量差异显著（α=0.05,P=0.002）。情景模拟表明,排除外源污染的影响,当引入长江水磷酸盐浓度介于0.003～0.009mg.L-1时,巢湖调水后替换水体可在7.2a左右达二次富营养化。     

畜禽粪便堆肥溶解态有机质三维荧光光谱特征及Cu络合

畜禽粪便中溶解态有机质（DOM）易与Cu发生络合,从而促进其向土壤溶液和地表水体中迁移。该文对比分析堆肥前后猪粪和牛粪DOM三维荧光光谱特征变化,并通过荧光猝灭滴定法研究了堆肥对猪粪和牛粪中DOM与Cu络合的影响。研究发现,未经堆腐的猪粪和牛粪DOM中均存在较强的类蛋白荧光峰,包括类酪氨酸峰和类色氨酸峰;除了类蛋白峰,牛粪DOM中还出现了类腐殖质荧光峰。经过堆肥后,猪粪DOM中类酪氨酸峰和类色氨酸峰强度显著减弱,并在可见光激发区域出现类腐殖质峰;与猪粪堆肥类似,牛粪堆肥后类酪氨酸峰和类色氨酸峰也隐没不现,在紫外激发区域出现类腐殖质峰,同时可见光激发区的类腐殖质峰荧光强度减弱,位置发生红移。荧光猝灭试验结果显示,猪粪和牛粪堆肥后与Cu络合容量显著降低。因此,堆肥后改变了畜禽粪便DOM组成,生成大量胡敏酸和富里酸物质,从而降低畜禽粪便中DOM-Cu络合物的迁移性和生物可利用性。     

河流反硝化过程及其在河流氮循环与氮去除中的作用

全球每年通过人类活动新增的"活性"氮导致全球氮循环严重失衡,并引起水体的富营养化、水体酸化、温室气体排放等一系列环境问题。河流作为重要的氮汇,其氮循环对整个生态系统氮收支的影响、水体氮污染的改善和减少温室气体的排放与控制气候变化均具有重要意义。为了有助于理解反硝化过程中控制反硝化产物组成的影响因子,以利于增加反硝化最终产物氮气的释放,减少温室气体氧化亚氮的释放,从而加强对河流氮输送和氧化亚氮排放的管理,就河流反硝化的如下关键问题进行了综述:第一,河流反硝化作用的发生地点、时间以及其主要影响因素;第二,河流反硝化对河流氮负荷变化的响应机制;第三,河流系统的水文和地形地貌的变化对反硝化的影响,换言之,河流反硝化与河流水力学滞留时间及河流氮负荷的关系;第四,从生态系统尺度上讲,与陆地、海洋等生态系统相比,河流系统单位面积的反硝化率的时空变化特征,以及河流系统总的反硝化通量所占比例;第五,河流反硝化研究的主要方法。     

我国河流N_2O饱和度与释放系数变化及其与河流氮水平的关系研究

通过选择我国3个不同流域的河流,研究了河流N2O饱和度与释放量的时空变化及其与河流氮水平的关系,并评估了IPCC关于河流N2O的释放系数。结果显示,河流硝态氮和氨氮的浓度变化范围分别为0.023～5.24（均值1.29±0.822）mg N.L-1和0.020～40.3（均值2.54±5.47）mg N·L-1;相应地,河流N2O饱和度和释放量的变化范围分别为90%～8213%（均值407%±1010%）及0.250～1960（均值58.3±221）μg N.m-2·h-1。不同河流N2O饱和度均呈现明显的季节变化特征,N2O饱和度几乎持续处于过饱和状态,表明河流N2O是大气N2O的源。不同类型的河流,其氮浓度水平、N2O饱和度与释放量均有显著差异,城市纳污型河流——南淝河,其氨氮浓度、N2O饱和度和释放量显著高于其他河流,均值分别达（12.5±6.10）mg N·L-1、1760%±2620%及（363±548）μg N m-2·h-1。研究发现,除南淝河外,所有径流主导型的河流,其N2O饱和度与NO3-含量存在显著线性正相关关系,说明高NO3-含量的河流能增加N2O的表观产量。除南淝河以外的河流N2O释放系数变化范围为0.05%～0.87%,均值为0.20%,较为接近IPCC的参考值0.25%。但我们的研究建议采用修正后的河流N2O释放系数（均值为0.10%）,该系数更能体现河流释放N2O的实际情况。     

巢湖藻类组成与环境因子典范对应分析

2008年5月-2009年5月对巢湖藻类组成及水质的季节变化进行了逐月调查研究.鉴定的藻类共6门31属48种,其中绿藻比例最高,占47.9%.藻类优势种群为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystic aerugintosa),出现频度为90.9%.3个采样点藻类群落组成没有明显差异,藻类物种丰富度指数(Margalef值)和藻细胞密度的变化范围分别为0.10～1.84和(12.65～825.00)×106 cell·L-1,且冬季值较低.同时,叶绿素(1.30～41.10μg·L-1)和总磷(0.06～0.48 mg·L-1)含量分别在秋季和夏季显著高于其他季节.典范对应分析(CCA)显示,藻类种群分布受水环境因子的影响较为明显.整体上,TP是影响巢湖藻类种群分布的重要因素.     

巢湖沉积物－水界面磷酸盐释放通量研究

采用现场采样与室内测试方法,对调水后巢湖沉积物-水界面磷酸盐释放通量进行了研究.结果表明,夏季巢湖表层水、底层水、间隙水磷酸盐浓度变化范围分别为0.02～0.16、0.02～0.17、0.01～0.08 mg·L-1,均值分别为(0.03±0.04)、(0.04±0.04)mg·L-1和(0.03±0.02)mg·L-1.秋季6个取样点表层水、底层水磷酸盐含量的变化范围均为0.03～0.06 mg·L-1,均值为(0.04±0.04)mg·L-1显著高于夏季对应样点浓度.而秋季间隙水磷酸盐浓度平均值为(0.015±0.003)mg·L-1(变化范围0.01～0.02 mg·L-1),与夏季对应样点相比差异不显著.夏季沉积物-水界面磷酸盐释放通量的变化范围为-27.46～6.27 μgP·m-2·d-1,平均值为-1.54 μgP·m-2·d-1秋季磷酸盐释放通量变化范围为-10.61～-3.77μgP·m-2·d-1,均值为-6.19 μgP·m-2·d-1,与夏季对应样点释放通量差异显著(a=0.05,P=0.002).情景模拟表明,排除外源污染的影响,当引入长江水磷酸盐浓度介于0.0034～0.009mg·L-1时,巢湖调水后替换水体可在7.2 a左右达二次富营养化.