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雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价 被引量：15
1
作者 尹德超 祁晓凡 +4 位作者 王雨山 徐蓉桢 安永会 王旭清 耿红杰 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期979-992,共14页
【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积... 【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km^(2),占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd>Cu>Hg>Pb>Zn>Ni>Cr>As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄>烧车淀>小白洋淀>王家寨>藻苲淀>捞王淀>池鱼淀>泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。 展开更多
关键词 表层沉积物 地球化学特征 重金属 生态风险 环境地质调查工程 雄安新区 白洋淀
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白洋淀不同水体氢氧同位素特征及其指示意义 被引量：13
2
作者 王雨山 尹德超 +1 位作者 祁晓凡 徐蓉桢 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1920-1929,共10页
为深入认识白洋淀湿地水文循环过程,于2020年开展大气降雨、河水、湖水和地下水样品采集和测试,揭示了不同水体氢氧稳定同位素特征及其对蒸发、水动力条件、地表水和地下水交互作用的指示意义.结果表明,白洋淀不同水体氢氧同位素特征差... 为深入认识白洋淀湿地水文循环过程,于2020年开展大气降雨、河水、湖水和地下水样品采集和测试,揭示了不同水体氢氧稳定同位素特征及其对蒸发、水动力条件、地表水和地下水交互作用的指示意义.结果表明,白洋淀不同水体氢氧同位素特征差异较大,δD和δ^(18)O均值存在如下关系:6月湖水>10月湖水>上层地下水>河水>中层地下水>下层地下水.蒸发作用导致了湖水同位素相对富集,6月和10月蒸发造成的水量损失分别为18.8%~42.3%和2.7%~30.3%.湖水同位素的空间分布受到水动力条件影响,总体上河流入淀口和补水口同位素贫化,远离入河口的淀区同位素富集,航道等水动力条件好的区域同位素分布较为均匀.湖水渗漏对地下水的贡献率为0~91.7%,水平向上空间变异较大,垂向上影响深度约为20 m.渗漏强度和地下水埋深、离湖距离呈负相关,和地下水水力梯度相关性不明显.研究结果可为白洋淀水资源保护和生态保护修复提供基础依据. 展开更多
关键词 氢氧同位素 蒸发 水动力 地表水和地下水作用 白洋淀
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雄安新区白洋淀湿地地表水和地下水转化关系及其对芦苇分布的影响 被引量：10
3
作者 王雨山 尹德超 +5 位作者 王旭清 祁晓凡 夏雨波 马稚桐 张亮 徐蓉桢 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1368-1381,共14页
查明地表水和地下水作用关系对湿地生态保护与修复具有重要意义。采用地表水和地下水位监测、氢氧稳定同位素分析、湖床沉积物温度示踪等方法,研究了白洋淀渗漏对周边浅层地下水的影响范围和深度,评价了地表水垂向渗漏速率,并探讨了芦... 查明地表水和地下水作用关系对湿地生态保护与修复具有重要意义。采用地表水和地下水位监测、氢氧稳定同位素分析、湖床沉积物温度示踪等方法,研究了白洋淀渗漏对周边浅层地下水的影响范围和深度,评价了地表水垂向渗漏速率,并探讨了芦苇分布面积和地表水位以及地下水位埋深的关系。结果表明:白洋淀渗漏受地质结构和水力梯度等因素影响,对浅层地下水垂向上影响深度为20 m,水平向上影响范围存在较大空间变异。周边浅层地下水的补给来源为大气降雨和地表水,其中地表水渗漏的补给比例为0~90.5%。淀区渗漏速率0.01~0.59 mm/d,和含水层埋深关系密切,埋深越小,越有利于地表水渗漏。1976—2020年,白洋淀芦苇分布面积和地表水位关系密切。当地表水位为6.3~6.8 m时,芦苇分布面积最大,在水位小于6.3 m条件下芦苇面积随着水位增高而增加,大于6.8 m条件下随着水位增高而减少。芦苇台地下水位埋深和地表水位显著相关,在2020年4—9月芦苇生长期,除雨季前期外多数时段台地地下水埋深均适宜芦苇发育,建议在雨季前期实施生态补水,通过降低台地地下水位埋深促进芦苇生长发育。研究结果可为白洋淀生态补水、渗漏防治和生态保护提供参考。 展开更多
关键词 地表水渗漏 氢氧同位素 温度示踪 芦苇分布 地质调查工程 白洋淀 雄安新区
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基于水化学与环境同位素的额济纳平原区域地下水循环规律解析 被引量：4
4
作者 徐蓉桢 魏世博 +2 位作者 李成业 程旭学 周翔宇 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期440-450,共11页
额济纳平原生态环境脆弱,地下水在维持当地生态方面发挥着重要作用。然而,对具有重要生态水文意义断面上地下水循环过程关注不够,阻碍了对额济纳平原地下水循环规律的深入认识。本研究采用水化学与同位素方法解析额济纳平原关键界面地... 额济纳平原生态环境脆弱,地下水在维持当地生态方面发挥着重要作用。然而,对具有重要生态水文意义断面上地下水循环过程关注不够,阻碍了对额济纳平原地下水循环规律的深入认识。本研究采用水化学与同位素方法解析额济纳平原关键界面地下水循环特征,归纳区域地下水循环模式。结果表明:沙漠区降雨在入渗补给地下水过程中受到过强烈的蒸发影响,研究区中部降雨对地下水补给微弱;额济纳平原北部白垩系潜水接受侧向径流补给,自北向南径流,至东、西居延海一带与南部第四系地下水流系统交汇,白垩系承压水径流滞缓,与上覆潜水水力联系微弱;黑河渗漏强烈影响深度30~50 m,强烈影响宽度10 km,平原中部地下水接受黑河渗漏补给后驱动两侧年龄较老的地下水缓慢侧向径流,在古日乃湖至天鹅湖一带与东部沙漠区地下水流系统交汇,黑河河水与沙漠区地下水不存在补排关系。该研究深化了对额济纳平原地下水循环的认识,对当地生态环境保护与修复、地下水合理开发利用具有指导意义。 展开更多
关键词 地下水循环 水化学 环境同位素 额济纳平原
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白洋淀湿地不同植物群落区表层沉积物碳氮磷化学计量特征 被引量：7
5
作者 尹德超 王雨山 +3 位作者 祁晓凡 安永会 王旭清 徐蓉桢 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期506-516,共11页
白洋淀是雄安新区的核心生态功能区.为探究白洋淀不同植物群落区表层沉积物碳(C)氮(N)磷(P)化学计量特征,采集了96组表层沉积物样品开展对比分析.研究表明:白洋淀湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量均值为39.64 g/kg,范围为14.4~136.82 g/... 白洋淀是雄安新区的核心生态功能区.为探究白洋淀不同植物群落区表层沉积物碳(C)氮(N)磷(P)化学计量特征,采集了96组表层沉积物样品开展对比分析.研究表明:白洋淀湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量均值为39.64 g/kg,范围为14.4~136.82 g/kg,总氮(TN)和总磷(TP)均值分别为2.62和0.75 g/kg,范围分别为0.72~10.57和0.46~1.38 g/kg;不同植物群落区表层沉积物C、N、P化学计量特征存在显著差异,挺水植物分布区表层沉积物TOC和TN含量高于其他区,水田区沉积物TP含量最高;表层沉积物C∶N∶P比例平均值为141∶8∶1,C∶N比值相对稳定,C∶P和N∶P比值空间分异性较大;不同水生植物群落区沉积物C、N、P化学计量特征存在差异,挺水植物区沉积物C∶P和N∶P比值显著高于其他各分区,沉水植物区表层沉积物C∶N最大,挺水植物区和沉水植物区C∶N∶P比例平均值分别为222∶13∶1和129∶6.5∶1;白洋淀表层沉积物C、N、P化学计量特征受植物群落生物量、磷氮磷化学计量特征、枯落物分解速率以及人类活动等多个因素影响;与我国东部主要湖泊相比,白洋淀表层沉积物C、N、P含量均处于较高水平,建议在水生植物生长末期收割打捞运出淀外,减少淀内N、P营养盐累积,减缓白洋淀富营养化和沼泽化进程. 展开更多
关键词 白洋淀 底泥 碳氮磷 营养元素 化学计量学 分布特征
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内蒙古额济纳平原地下水氢氧稳定同位素和水化学特征及其演化规律 被引量：3
6
作者 魏世博 王哲 +2 位作者 李飞 吴玺 徐蓉桢 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期159-169,共11页
【研究目的】为研究内蒙古额济纳平原地下水水化学特征及其演化规律,于2020年8月采集水样87组,氢氧同位素样品69组。【研究方法】综合运用数理统计、离子比例分析、水文地球化学模拟等方法,分析额济纳平原第四系地下水及北部白垩系地下... 【研究目的】为研究内蒙古额济纳平原地下水水化学特征及其演化规律,于2020年8月采集水样87组,氢氧同位素样品69组。【研究方法】综合运用数理统计、离子比例分析、水文地球化学模拟等方法,分析额济纳平原第四系地下水及北部白垩系地下水水文地球化学特征,探讨水文地球化学演化规律。【研究结果】结果表明:(1)该区地下水水化学类型以SO4-Na型为主。地下水中阴离子以SO42-为主,其次为Cl-;阳离子以Na+为主,Ca2+与Mg2+浓度差异不大。(2)研究区地下水SO42-、Cl-、TDS、总硬度、Na+和Mg2+浓度具有第四系承压水>第四系潜水>白垩系承压水的特点。(3)第四系潜水离子组分主要受溶滤作用、混合作用控制,局部地区受蒸发作用影响显著;第四系承压水离子组分主要受溶滤作用和阳离子交换作用控制;平原北部白垩系承压水离子组分受溶滤作用及阳离子交换作用控制。研究区地下水中主要离子来自岩盐、碳酸岩盐和石膏的溶解。【结论】沿地下水流向,第四系潜水离子浓度组分呈增加趋势,在额济纳平原内部第四系潜水和承压水中主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及正向阳离子交换作用;研究区东南部沙漠与平原交错带主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及反向阳离子交换;平原区北部白垩系承压水中主要发生岩盐、白云石和石膏溶解、方解石沉淀以及正向阳离子交换。 展开更多
关键词 地下水 氢氧稳定同位素 水化学 演化规律 水文地球化学模拟 水文地质调查工程 额济纳平原 内蒙古
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保定市一亩泉漏斗区地下水水化学特征演变及驱动机制解析
7
作者 魏世博 韩金辉 +2 位作者 毕俊杰 张福存 徐蓉桢 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1845-1858,共14页
笔者等在对比分析一亩泉漏斗区地下水开采前—开采中—压采全过程地下水水化学特征基础上,综合利用数理统计分析、离子比例分析、水文地球化学模拟技术,揭示了漏斗区地下水水化学特征演化规律,解析了水化学特征演变驱动机制。结果表明,... 笔者等在对比分析一亩泉漏斗区地下水开采前—开采中—压采全过程地下水水化学特征基础上,综合利用数理统计分析、离子比例分析、水文地球化学模拟技术,揭示了漏斗区地下水水化学特征演化规律,解析了水化学特征演变驱动机制。结果表明,研究区地下水水化学特征演化表现出阶段性,在开采初期至压采初期,水化学类型、TDS、总硬度保持稳定,水化学类型以HCO_(3)^(-)—Ca^(2+)·Mg^(2+)型为主;在漏斗恢复期地下水水化学类型种类增多,TDS和总硬度显著增大,表现出向盐化和硬化方向演化趋势;1960~2010年研究区地下水水化学成分主要受脱白云石化作用、阳离子交换作用控制,呈自然演化规律;2010年以后,在漏斗恢复背景下,包气带中水岩相互作用过程加剧,地下水水化学演变受溶滤作用和离子交换作用控制,人类活动对地下水水化学特征的影响逐渐显现。研究结果可为漏斗区地下水保护与修复提供科学依据。 展开更多
关键词 地下水漏斗区 水化学特征 驱动机制 水岩作用 水文地球化学模拟
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白洋淀湖泊原位蒸发试验研究
8
作者 王晓燕 尹德超 +5 位作者 王雨山 吴斌 安永会 徐蓉桢 王茜 刘蕴 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期204-212,共9页
在生态环境脆弱和水资源短缺的雄安新区白洋淀,湖泊水面蒸发是其地表水主要排泄方式之一,研究湖泊蒸发对认识湖泊水循环、生态需水量评价及湖泊生态功能恢复等方面有重要现实意义和科学价值。然而白洋淀湖泊内蒸发实测资料有限,一般采... 在生态环境脆弱和水资源短缺的雄安新区白洋淀,湖泊水面蒸发是其地表水主要排泄方式之一,研究湖泊蒸发对认识湖泊水循环、生态需水量评价及湖泊生态功能恢复等方面有重要现实意义和科学价值。然而白洋淀湖泊内蒸发实测资料有限,一般采用邻近陆地观测站数据折算或经验模型法估算其蒸发量,计算误差较大,不能准确描述白洋淀湖泊蒸发量。研究在白洋淀湖泊开展原位试验,在湖泊中心位置建立E601蒸发站和20 m^(2)蒸发池观测蒸发量,并建立自动气象站同时监测气象数据,利用E601蒸发站和气象站数据使用相关分析和多元线性回归模型方法分析了蒸发与各气象因素之间的相关性,并将E601蒸发站观测数据与20 m^(2)蒸发池观测数据及数值模拟结果进行了对比分析。结果表明,夏季白洋淀湖泊水面蒸发量日变化较剧烈,变化范围在0.4~6.6 mm/d,6月蒸发量最大,7—8月随降水增多蒸发量有所下降。夏季湖泊水面蒸发受太阳辐射和湿度2种因素影响较大。以20 m^(2)蒸发池蒸发量作为湖泊水面蒸发量,观测期内E601蒸发站观测蒸发量高于湖泊水面实际蒸发量,通过当地蒸发折算系数折算后可更准确估算湖泊蒸发量。试验获得白洋淀湖泊内20 m^(2)蒸发池与E601蒸发站蒸发折算系数约为0.98,较前人研究略偏大。研究结果可为白洋淀地区水面蒸发量计算提供基础依据。 展开更多
关键词 湖泊蒸发 原位试验 E601蒸发站 20 m^(2)蒸发池 白洋淀
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Fe(Ⅲ)存在下全氟辛酸紫外光降解机理
9
作者 刘丹丹 徐蓉桢 刘菲 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期26-31,37,共7页
全氟辛酸(PFOA)因其环境持久性,潜在生物积累性和生物毒性逐渐受到人们的关注。PFOA中含有多个键能极高的C-F化学键,因此普遍认为PFOA自然降解非常困难。以前的研究显示PFOA的降解条件非常苛刻,对能量要求极高。因为Fe(Ⅲ)可以和含有羧... 全氟辛酸(PFOA)因其环境持久性,潜在生物积累性和生物毒性逐渐受到人们的关注。PFOA中含有多个键能极高的C-F化学键,因此普遍认为PFOA自然降解非常困难。以前的研究显示PFOA的降解条件非常苛刻,对能量要求极高。因为Fe(Ⅲ)可以和含有羧酸的化合物络合,其络合产物有很强的光敏性的特点,因此研究Fe(Ⅲ)存在条件下,PFOA是否发生光降解反应以及降解的机理非常有意义。研究发现在180 min内,97.8%的PFOA(初始浓度48.4μmol/L)被分解变成短链的全氟化合物和氟离子,脱氟率26.5%。电子顺磁共振和自由基猝灭实验结果显示PFOA的降解是一个逐步脱氟的反应。PFOA的降解路径一方面Fe(Ⅲ)在UV光的催化下产生羟基自由基,羟基自由基攻击PFOA达到降解的目的;另一方面PFOA和Fe(Ⅲ)形成一种络合物,该络合物受光催化进行分解使PFOA逐步脱氟。研究证实PFOA可以在Fe(Ⅲ)和UV的参与下降解,而阳光中含有大量的紫外光,说明自然阳光下存在PFOA人为辅助自然降解的可能,这将为PFOA污染的修复和治理提供新的方向。 展开更多
关键词 全氟辛酸 紫外光 Fe(Ⅲ) 自由基
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典型浅层孔隙水和岩溶水中多环芳烃分布特征 被引量：4
10
作者 徐蓉桢 刘菲 +2 位作者 荆继红 安子怡 邹胜章 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期411-418,477,共9页
近几年多环芳烃(PAHs)在地下水中的检出报道逐渐增多,但关于我国主要水文地质单元地下水中PAHs的研究匮乏。为研究不同水文地质条件地下水中PAHs分布特征,本文在华北平原、珠江三角洲平原及西南岩溶区采集浅层孔隙地下水和岩溶地下水样... 近几年多环芳烃(PAHs)在地下水中的检出报道逐渐增多,但关于我国主要水文地质单元地下水中PAHs的研究匮乏。为研究不同水文地质条件地下水中PAHs分布特征,本文在华北平原、珠江三角洲平原及西南岩溶区采集浅层孔隙地下水和岩溶地下水样品共82组,使用气相色谱-质谱仪进行测试,采取统计学方法对比分析各区PAHs的检出率、浓度和组成。结果表明:检测的16种PAHs,每种PAH至少在一个样品中被检出,检出率最高的是(6.10%),检出浓度最大的是萘(5.41μg/L),仅苯并(a)芘超过《地下水水质标准》Ⅲ类水限值,超标率为2.44%。地下水中PAHs以2～4环为主,但三个研究区存在差异,北方孔隙水4环PAHs的相对比例(52.48%)较高;南方孔隙水与西南岩溶水分别是3环(56.60%)、2环(95.66%)PAHs占优。北方孔隙水PAHs主要是燃烧源,南方孔隙水PAHs来源与珠江三角洲产业布局相关,西南岩溶水PAHs则主要受大气降水影响。PAHs在各区检出差异与其理化性质、区域水文地质条件、污染源和气象水文等因素有关。研究结果可为我国地下水PAHs污染监测和地下水相关标准制定提供基础支撑。" 展开更多
关键词 多环芳烃 地下水 气相色谱-质谱法 分布特征 水文地质条件
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