基于UNMIX模型的矿区周边农田土壤重金属源解析

采集了云南省会泽县铅锌矿区周边42个农田土壤样品,测定了14种元素的含量,应用UNMIX模型进行了土壤重金属源解析的研究,并利用Arc GIS地统计分析模块中的反距离加权插值法分析了污染严重的6种重金属的空间分布,进一步验证源解析结果.结果表明:(1)研究区土壤中Pb、Zn、Cd污染较为严重,均超过当地土壤背景值的数十倍.(2)UNMIX模型解析出的3个土壤重金属污染来源分别为工业活动造成的人为污染源(源1),源贡献率为16.32%;燃煤和施肥导致的污染源(源2),源贡献率为68.26%;矿山开采导致的人为污染源及土壤母质造成的自然污染源的综合污染源(源3),源贡献率为15.42%.(3)研究区的农田土壤重金属污染的空间分布格局与当地的土地利用类型和UNMIX模型解析的结果基本吻合,表明UNMIX模型可以很好地应用于矿区周边农田土壤重金属源解析研究.     

南水北调中线工程总干渠河南段原水中消毒副产物前体物变化规律

以取自南水北调中线总干渠河南段沿线10个分水口门的原水为研究对象,探究了原水中有机物的相对分子质量分布和亲疏水性分布规律;并且研究了原水在氯化和氯胺化条件下消毒副产物生成潜能的变化规律.分离实验结果表明,南水北调沿程原水中的有机物以小分子和强疏水性为主,1×103区间的溶解性有机碳(DOC)所占的比例最大,质量分数约为57%,强疏水性组分的DOC含量最高,占到总量的50%左右;氯化及氯胺化消毒副产物生成潜能分析实验结果表明,氯化及氯胺化后主要生成了两种含碳消毒副产物(三氯甲烷和一溴二氯甲烷)和两种含氮消毒副产物(二氯乙腈和三氯硝基甲烷).氯化三氯甲烷生成潜能约为120μg·L-1,与氯化生成潜能相比,氯胺化三氯甲烷生成潜能减少了90%左右,一溴二氯甲烷减少了84.9%左右,生成的两种含氮消毒副产物增加了,其中二氯乙腈的生成量增加了约2.3倍,但总含氮消毒副产物生成潜能仍旧较低,均小于6μg·L-1.本研究成果可为南水北调中线工程河南段沿线城市的水厂工艺选择和优化提供有效的理论和技术支持.     

长江口沉积物甲烷产生潜力与产甲烷菌群落特征

采用室内培养与高通量测序技术,研究了长江口沉积物产甲烷潜力及其产甲烷菌群落组成特征.结果表明,研究区沉积物甲烷排放速率为4.15～7.12 nmol·g~(-1)·d~(-1),且表现出厌氧区高、丰氧区低的特点.甲烷产生潜力为丰氧区大于厌氧区,说明甲烷在水体中氧化是减少甲烷排放的重要环境过程.研究区沉积物中产甲烷菌群落组成具有明显的差异.厌氧区沉积物产甲烷菌的优势群落为Methanococcoides(拟甲烷球菌属)、Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)和Methanosaeta(甲烷鬃菌属),丰氧区沉积物为Methanosarcina(甲烷八叠球菌属)、Methanosaeta(甲烷鬃菌属)和Methanocella(甲烷胞菌属),因而缺氧过程会对产甲烷菌群落产生重要的影响.通过估算发现,研究区甲烷的排放量为2487～6819 t·a~(-1),表明长江口是甲烷排放的净产生源.因此,由缺氧过程导致的河口环境因子变化会影响甲烷的代谢循环过程及其微生物群落组成,进而对河口生态系统甲烷排放产生重要的影响.     

某生物质电厂周边农田土壤中多环芳烃污染特征及生态安全评价

为了解与评价某生物质电厂周边农田土壤多环芳烃的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂周边4个方位不同距离布点,在远离电厂区域设置对照点.参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)采样,共采集25个农田土壤样品.取经过处理的样品5.00 g,用乙腈超声提取、浓缩后,HPLC法测定15种PAHs的含量.描述其空间分布特征,采用特征污染物分析、环数分析、异构体比值分析及聚类分析等方法解析污染来源,运用荷兰分级标准评价法进行生态安全评价.结果显示生物质电厂周边农田土壤中15种PAHs总量为311μg·kg~(-1)(204～576μg·kg~(-1)),TEQ(BaP)为21.9μg·kg~(-1)(4.39～58.1μg·kg~(-1)),明显高于对照区的193μg·kg~(-1)(76.1～329μg·kg~(-1))和12.7μg·kg~(-1)(0.499～31.9μg·kg~(-1)).在常年主导风向下风向,BaP、PAHs总量和TEQ(BaP)随烟囱距离的增加呈抛物线趋势分布,最大值在距电厂1000 m处.生物质电厂周边农田土壤中高环PAHs组分高于对照区和燃煤电厂周边,生物质燃烧是该区域PAHs的主要来源.生物质电厂周边农田土壤中BaP、∑PAHs和TEQ(BaP)高于燃煤电厂和医疗垃圾焚烧厂,存在不容忽视的生态风险.     

黄土高原地区两种土地利用方式CO2和N2O排放特征

为探究黄土高原地区两种不同土地利用方式下二氧化碳(CO_2)和氧化亚氮(N_2O)的排放特征,在长武黄土高原农业生态试验站,分别以15 a树龄的果园和麦田为研究对象,采用静态暗箱-气相色谱法对土壤CO_2和N_2O的排放进行了周年(2017年7月～2018年7月)田间原位观测.试验共设置果园施肥(AF)、果园对照(ACK)、小麦施肥(WF)和小麦对照(WCK)这4个处理.结果表明,土壤CO_2和N_2O排放随季节变化明显,降雨和施肥后均出现明显排放峰.AF处理的CO_2和N_2O累积排放量比WF处理高7. 14%和461. 4%.但ACK的CO_2累积排放量比WCK低10. 41%,而N_2O的累计排放量比WCK高109. 5%.果园N_2O的排放通量与表层土壤温度、水分显著正相关(P 0. 01),果园和麦田的CO_2排放通量均与表层土壤温度显著正相关(P 0. 05),而与表层土壤水分相关性不显著.因此,田间管理和环境因素综合影响土壤CO_2和N_2O排放,施肥量和土壤水热是造成两种土地利用方式CO_2和N_2O的排放特征和温室效应差异的主要因素.     

农地流转对农地与劳动力资源利用效率的影响——基于甘肃省农户调查数据的实证研究

本研究采用倾向得分匹配法（PSM）分别就农地流转对农地、农业劳动力、非农劳动力和总劳动力资源利用效率的影响进行了分析。结果表明,农户的农地转入和转出行为都能有效提高总劳动力资源利用效率,而农地转出行为在一定程度上降低了农地资源利用效率。农地转入户的总劳动力和农业劳动力资源利用效率比未参与流转的农户分别高2026.153元/人和4844.289元/人,两组农户间的农地资源利用效率差异不显著;农地转出户的总劳动力和非农劳动力资源利用效率比未参与流转的农户分别高3315.577元/人和2581.883元/人,其农地资源利用效率比未参与流转的农户低466.488元/亩。因此,农地流转不一定会提高农地资源利用效率,但有利于促进农村劳动力专业化,从而提高农村总劳动力资源利用效率。     

生物炭技术缓解我国温室效应潜力初步评估

热解制备的生物炭在实现了将植物吸收的大气CO2封存在土壤中的同时,还将产生多重农业生产效应.在调查我国农林废弃物资源可利用潜力的基础上,利用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法对热解生物炭技术在缓解温室效应方面的潜力进行了初步评估.研究表明,我国每年可供生物炭生产的农林生物质资源总量为6.04×108t;温室效应净潜力(以CO2e计,CO2e为CO2当量)为5.32×108t,相当于每t原料可封存0.88 t.在整个温室效应潜力中,贡献最大的是大气CO2以生物炭形式在土壤中的封存,约为73.94%,其次是副产物可更新能源生产所产生的温室效应潜力,占总潜力的23.85%.由此可见,以农林废弃生物质资源为原料热解制备生物炭的技术对于缓解我国严峻的温室气体排放压力具有巨大的潜力.     

西南丘陵区保护性耕作下小麦农田土壤呼吸及影响因素分析

为了探讨保护性耕作对旱作农田土壤呼吸的影响,采用LI6400-09呼吸室在重庆北碚西南大学试验农场对平作(T)、垄作(R)、平作+覆盖(TS)、垄作+覆盖(RS)这4种处理下的西南紫色土丘陵区小麦/玉米/大豆套作体系中小麦作物生长季节的土壤呼吸及其水热生物因子进行了测定和分析.结果表明,小麦生殖生长阶段农田土壤呼吸速率变化范围为1.100～2.508μmol.(m2.s)-1,各处理的土壤呼吸速率差异显著,表现为RS>R>TS>T.各处理10 cm土层的土壤温度表现为T>R>TS>RS.土壤呼吸与土壤温度的关系符合指数函数,Q10值分别为1.25、1.20、1.31和1.26.5 cm土层的土壤含水量高低排序为TS>RS>T>R.土壤水分与土壤呼吸以抛物线曲线拟合最好,说明存在土壤呼吸最强的土壤含水量点,本研究得出小麦生殖生长阶段在土壤含水量的响应阈值为14.80%～17.47%.土壤动物中优势类群为弹尾目和螨目,与土壤呼吸存在一定相关性,对照处理和垄作下相关性高,而秸秆覆盖的处理土壤呼吸与土壤动物没有明显的相关性.     

关中地区农田土壤有机碳固存速率及影响因素：以陕西武功县为例

以武功县为例,通过计算农田土壤碳储量及固碳速率,明确关中地区农田土壤有机碳动态变化的规律,进而揭示农田土壤有机碳与自然因素、人为因素的关系.结果表明:①80%的样点0～20 cm农田土壤有机碳含量在8.0～12.0 g.kg-1之间,总体上呈现正态分布.②武功县2011年0～20 cm农田土壤有机碳密度为26.3 t.hm-2,低于全国农田耕层土壤有机碳密度平均水平(33.45 t.hm-2).近30年农田土壤固碳速率为71.3 kg.(hm2.a)-1,近5年农田土壤固碳速率为480 kg.(hm2.a)-1,近期固碳速率高于全国农田耕层土壤平均固碳速率[380.78 kg.(hm2.a)-1].③在半湿润平原地区,土壤有机碳含量主要受土壤类型、地貌类型、有机肥投入的影响,其中土壤类型可解释30.2%的有机碳变异性,地貌类型可解释37.7%,有机肥可解释32.1%.综合分析表明,武功县农田土壤有机碳密度在过去30 a间呈增加趋势,这可能与化肥的施用和秸秆还田有关,具体有多大的影响程度还需进一步研究.     

典型农业城市街道灰尘重金属特征及其环境风险评价：以许昌市为例

街道灰尘重金属特征是评价城市环境质量的有效手段.对我国典型农业城市许昌市的街道灰尘Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As等重金属元素含量水平和空间分布特征进行了分析,并采用地累积污染指数法和潜在生态风险指数法对街道灰尘中重金属的环境风险进行了评价.结果表明,Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co、Mn和As的平均值分别为25.4、41.9、145.3、96.7、18.5、9.0、408.1和7.8μg·g-1,其中Ni、Co、Mn和As的平均值均小于河南省土壤背景值,而Cu、Pb、Zn和Cr的平均值分别是背景值的1.80、2.14、2.42和1.52倍,说明街道灰尘中这几种重金属元素聚集趋势较为明显.空间分布上,除Co、Mn和As外,Cu、Pb、Zn、Cr和Ni均表现出从西北向东南变小的趋势,反映了城市不同功能区划和人类活动强度的差异.地累积污染指数法的评价结果表明,许昌市街道灰尘中Ni、Co、Mn和As属于无污染水平,而Cu、Pb、Zn和Cr均属于轻度污染,污染水平是Zn>Pb>Cu>Cr.许昌市街道灰尘重金属潜在生态风险指数为40.71,属于低生态风险水平.