傍河水源地地下水氧化还原条件变化影响下胶体-氨氮共迁移规律研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    41772239
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    71.0万
  • 负责人：
    杜尚海
  • 依托单位：
    吉林大学
  • 学科分类：
    D0702.环境水科学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Riverbank filtration is one of the important ways of urban water supply within world scope, but the ammonia pollution threat the safety of urban drinking water supply, redox condition is an important factor to control the migration of ammonia, the colloids in aquifer have significant influence on the ammonia adsorption, the co-migration study of colloid-ammonia under changing redox conditions has an important significance to the safety of riverbank filtration. Kaladian Riverbank Filtration Field will be the selected study area, integrated use of data collection, field condition investigation, indoor modeling experiment and numerical simulation methods, study the variation of redox zones and environmental behavior characteristics of colloids under different riverbank filtration conditions, reveal the interaction mechanism of colloid-redox zones and the synergistic effect mode of colloid-ammonia, predict the co-migration trends of colloid-ammonia under changing redox conditions with different riverbank filtration schemes, the results provide basis for the safety of urban drinking water supply and reasonable water resources management plans.
傍河取水是世界范围内城镇供水中重要的取水方式之一，但河水中日趋严重的氨氮污染威胁着城镇的饮用水供水安全，氧化还原条件是控制氨氮迁移转化的重要因素，而含水层中广泛存在的胶体对氧化还原条件和氨氮的吸附作用具有显著的影响，因此开展氧化还原条件变化下胶体-氨氮共迁移规律研究对保障傍河取水安全具有重要意义。本次研究拟选择吉林省松原市卡拉店傍河水源地为研究区，综合运用数据收集整理、野外场地条件调查、室内模拟实验和数值模拟模型等手段，研究不同傍河取水条件下氧化还原分带的时空演变特征和胶体的环境行为特征，并揭示胶体-氧化还原分带时空演变过程的互馈机制和胶体-氨氮的协同作用模式，预测傍河取水过程中氧化还原条件变化对胶体-氨氮共迁移趋势的影响，为保障傍河水源地的饮用水水质安全和制定合理的水资源管理方案提供依据。

结项摘要

傍河取水是重要的水资源利用方式，在过滤河水中有毒有害物质同时也存在NH4+超标的风险。地下水中NH4+与胶体的迁移特征呈显著相关性，有必要开展胶体-NH4+共迁移的研究，可更好的为傍河水源地的开采管理及地下水中NH4+的去除提供科学依据。本次研究在松原市卡拉店傍河水源地应用原位监测、水化学与稳定同位素示踪、室内实验模拟和数值模拟手段：查明了傍河水源地的水文地质条件以及河水-地下水的水动力交换特征；识别了河水入渗水流路径上氧化还原分带的时空变化及其与NH4+含量的共同演化趋势；掌握胶体-NH4+悬浮液的理化特征、吸附特征及其与氧化还原分带的互馈机制；揭示傍河水源地地下水氧化还原条件变化影响下胶体-氨氮共迁移机制。结果表明：1）受控于含水层岩性与河水-地下水水力交换强度，河水入渗速率在浅/深层、丰/枯水季内具有差异，地下水滞留时间的变化导致各顺序还原带协同变化，在河水-地下水水力梯度较高的丰水季内各分带水平分布范围更广，以Fe(III)还原带变化最为明显。2）傍河水源地内地下水中NH4+源于补给源（河水和区域地下水）和零级的有机氮的矿化反应，因而地下水中NH4+稳定输入而无季节性变化，受胶体影响的NH4+吸附成为控制地下水NH4+迁移的主因。3）傍河水源地内胶体主要为腐殖酸胶体和Fe(OH)3胶体，前者广泛分布而无季节性变化，后者分布于Fe(III)还原带并呈现出显著季节性变化。上述胶体的稳定性及胶体对NH4+吸附受控于胶体浓度和pH，水源地地下水pH为中性（6.9~7.8），胶体稳定，胶体浓度成为胶体-NH4+共迁移的主控因素，胶体浓度越大对NH4+的吸附能力越强。4）开采驱动下，河水持续入渗补给地下水的过程中氧化还原分带、胶体和NH4+含量的共同演化。丰水季内河水-地下水水力梯度较大，Fe(III)还原带分布范围扩大，该带内在Fe(III)还原、Fe2+被过量O2/NO3-氧化、Fe2+与HS-生成FeS沉淀过程中生成大量的Fe(OH)3，呈胶体态，可吸附一部分NH4+而固定于介质中。枯水季内Fe(III)还原带分布范围变小Fe(OH)3对地下水中NH4+的吸附量降低，使傍河水源地内枯水季地下水NH4+含量高于丰水季。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
氨氮在含水层介质中的吸附影响因素分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    科学技术与工程. 2018，18（13）:175-179
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张大勇;鲍新华;杜尚海;马丹;庄驷耕
  • 通讯作者：
    庄驷耕
Evaluation of surface water–groundwater interaction using environmental isotopes (D, 18O and 222Rn) in Chongli Area, China
利用环境同位素（D、18O和222Rn）评价中国崇礼地区地表水与地下水相互作用
  • DOI：
    10.1007/s10967-019-06588-5
  • 发表时间：
    2019-07
  • 期刊：
    Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry
  • 影响因子：
    1.6
  • 作者：
    Shanghai Du;Zhiqun Deng;Yingjie Liu;Lijie Zhang;Hang Xu;He Yang
  • 通讯作者：
    He Yang
Evaluation of precipitation infiltration recharge based on elevation effects in Chongli Area, China.
基于海拔效应的崇礼地区降水入渗补给评价
  • DOI：
    10.1007/s12517-021-08770-0
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ARABIAN JOURNAL OF GEOSCIENCES
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang Lijie;Meng Lingjun;Du Shanghai;Yang He;Xu Hang;Deng Zhiqun;Liu Yingjie
  • 通讯作者：
    Liu Yingjie
Co-transport behavior of ammonium and colloids in saturated porous media under different hydrochemical conditions
不同水化学条件下饱和多孔介质中铵与胶体的共输运行为
  • DOI：
    10.1007/s11356-020-07835-z
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Jingqiao Li;Wenjing Zhang;Yunqi Qin;Xiaofei Li;Shengyu Wu;Juanfen Chai;Shanghai Du
  • 通讯作者：
    Shanghai Du
Source Identification and Health Risk Assessment of Heavy Metals in the Soil from a Typical Agricultural Area in the Sanjiang Plain, China
三江平原典型农区土壤重金属来源识别及健康风险评价
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    CHIANG MAI JOURNAL OF SCIENCE
  • 影响因子：
    0.4
  • 作者：
    Zhang Lijie;Xu Hang;Yang He;Du Shanghai
  • 通讯作者：
    Du Shanghai

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其他文献

Responses of groundwater vulnerability to groundwater extraction reduction in the Hun River Basin, northeastern China
浑河流域地下水脆弱性对地下水开采减少的响应
  • DOI：
    10.1080/10807039.2017.1300858
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    苏小四;袁文真;杜尚海
  • 通讯作者：
    杜尚海
Effective storage rates analysis of groundwater reservoir with surplus local and transferred water used in Shijiazhuang City, China
石家庄市本地及调水富余地下水库有效蓄水率分析
  • DOI：
    10.1111/j.1747-6593.2012.00339.x
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    Water and Environment Journal
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    杜尚海;苏小四
  • 通讯作者：
    苏小四

其他文献

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傍河水源地地下水氧化还原分带及氨氮的迁移转化机理
  • 批准号：
    41502223
  • 批准年份：
    2015
  • 资助金额：
    21.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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