序贯高斯法模拟新沂、东海农业区土壤砷空间变异性

采用序贯高斯条件模拟值法,研究了江苏省新沂、东海农业区土壤砷含量空间变异性.结果表明,研究区土壤砷为正偏态分布,经高斯非线性转化后,符合二阶平稳假设.其经验半变异函数表现为各向同性.采用加权多项式法,对经验半变异函数拟合结果进行评价,并根据结果选择了带块金效应的高斯模型作为拟合模型.对研究区砷分布情况进行了100次模拟,模拟结果平稳.根据模拟数据与实际监测数据的关系,采用相关系数法选择最终模拟结果.研究区西北部土壤砷含量最高,中北部最低.     

农产品产地土壤重金属外源污染来源解析及防控策略研究

分析了工业生产排放、污水灌溉、矿产资源开发、农业投入品施用、大气颗粒物降尘及固体废弃物堆放等农产品产地土壤重金属主要外源污染来源,在此基础上构建了包括工业过程源、固定燃烧源、灌溉水源、废弃物堆放源、流动源和农业投入品源的来源清单,并从建立健全源头预防和强化过程控制2个方面,提出了加强农产品产地土壤重金属污染监管的相关建议。     

畜牧业发展规划环境承载力研究

畜牧业发展规划环境承载力的研究对促进畜牧业发展与资源环境的协调、实现畜牧业可持续发展具有重要的意义。本文采用系统分析模型建立了畜牧业规划环境承载力评价模型,将灰色数列预测方法用于畜牧业发展规划环境承载力的预测;并以《天津市现代畜牧业发展规划（2007—2011年）》为例,对天津市畜牧业发展规划环境承载力进行了研究。结果表明,灰色数列预测方法应用于天津市畜牧业发展规划环境承载力预测,具有较好的预测效果;规划方案的实施将有利于天津市畜牧业环境承载力的提高,并能有效缓解环境承载力下降的趋势。     

利用稳定同位素202Hg稀释技术判定不同来源有机肥施用对外源汞在土壤中形态分布的影响

有机肥施入土壤后,是否会对土壤重金属的活性及植物吸收造成影响是人们关心的问题.本研究应用稳定同位素²⁰²Hg稀释技术,通过培养实验和改进的Tessier连续提取法,探索不同来源有机肥(秸秆、杨树叶、油枯、酒糟、猪粪、鸡粪)施用对外源汞在天津潮土中形态分布及有效性的影响.结果表明,在连续提取法中结合同位素²⁰²Hg稀释技术,通过同位素比值R_Hg(²⁰²Hg/²⁰⁰Hg)的变化对Hg进行形态分析,相比传统的对Hg形态直接进行含量测定,可以更精确直观地反映出Hg形态分布的变化.在潮土中加入外源²⁰²Hg和有机肥后,同位素比值R_Hg最为显著的变化集中在交换态(含水溶态)、胡敏酸结合态、富里酸结合态及有机质结合态,且不同来源有机肥对Hg形态的影响也主要集中在这部分形态,对碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残渣态的影响较小.与未加入有机肥的对照处理相比,猪粪及鸡粪的施用使外源示踪²⁰²Hg显著向活性较强的交换态(含水溶态)、富里酸结合态转移,而在胡敏酸结合态中比例降低,下降幅度约为55%(猪粪)和58%(鸡粪).油枯及酒糟的施用,使外源示踪²⁰²Hg显著向活性较低的胡敏酸结合态转移,其同位素比值R_Hg分别增长了约90%(酒糟)和85%(油枯),而在活性较高的交换态(含水溶态)和富里酸结合态中分布比例降低.秸秆和杨树叶对于污染土壤Hg形态分布的影响并不显著.研究结果表明,不同来源的有机肥对Hg污染潮土中Hg的形态分布有显著影响,因此,在Hg污染农田土壤上施用有机肥料需要格外谨慎.     

聚丙烯酸钠为结合相的梯度扩散薄膜技术预测甘蔗田土壤中镉的生物有效性

DGT技术一直以固态结合相原位采集和测量水体、土壤或沉积物中有效态重金属,液态结合相的DGT主要应用于现场水体中金属离子的检测.本研究分别采用固态结合相梯度扩散薄膜(chelex100-DGT)装置和改进的液态结合相梯度薄膜扩散(CDM-PAAS-DGT)装置,对广西甘蔗田土壤中有效态Cd进行了测定.结果表明,2种装置提取的土壤有效态Cd含量与甘蔗(根、茎、叶)体内Cd含量都呈极显著正相关,改进的CDM-PAAS-DGT装置对土壤中有效态Cd的提取能力更强;融合土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM%)和土壤颗粒组成等理化指标影响,运用多元统计分析,提取出2种主成分因子,建立了多元回归模型.液态结合相DGT技术能较好地预测甘蔗田土壤中Cd的生物有效性,拓展了其应用范围.     

水稻土对磷的吸持能力及环境风险研究

以湖南Cd污染区水稻土为供试土壤,研究了土壤活性Al(Al_(ox))、活性Fe(Fe_(ox))、磷吸持指数(PSI)、吸持饱和度(DPSS)和释放风险指数(ERI)及其相关性关系.结果表明:供试水稻土中Al_(ox)和Fe_(ox)含量变异性较大,分别为55.67~1495.90 mg·kg~(-1)和1.50~13.63 g·kg~(-1),但有效磷含量变化幅度不大.水稻土吸持磷能力较弱,全部样品中PSI均低于30,但水稻土磷的吸持饱和度较低,85%的土壤样品DPSS低于磷淋失临界值(15%),且磷释放失风险(ERI)较小.水稻土中Al_(ox)含量和Fe_(ox)含量与PSI存在显著正相关关系(p0.05),而与DPSS之间表现为显著负相关关系(p0.01),DPSS和PSI呈现为显著负相关关系(p0.01).     

以建筑废砖为填料的人工湿地对农村生活污水的净化效果

采用建筑废砖为填料构建垂直流人工湿地,以常规碎石床湿地为对照,研究了建筑废砖人工湿地对农村生活污水的净化效果。结果表明:生活污水经废砖湿地系统处理后,出水比较稳定。废砖湿地系统对TP、TN和NH+4-N的去除效果显著高于常规碎石床湿地系统,其去除率分别可达到91%、66%和78%。废砖湿地系统与常规碎石床湿地对COD的去除率均较高,去除率可达90%左右。废砖湿地系统出水水质可满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物的排放标准》一级B及以上限值。     

盐度对渗滤系统填料性质和除磷影响的试验研究

为考察盐度对人工渗滤系统填料理化性质和除磷效果的影响,首先选用煤渣和陶粒为填料构建了4个人工渗滤系统,系统进水盐度分别为0、0.5%、1%、1.5%。然后利用SEM、XRF和比表面积分析仪对运行前及处理不同盐度污水后的填料表面形貌、元素组成及比表面积等理化性质进行了表征。试验结果表明盐度对填料的理化性质具有一定的影响,主要表现在:陶粒上出现了一些体积较大的孔,而煤渣的层状结构表面上附着了一些球形颗粒;陶粒和煤渣的比表面积均随盐度的升高而减小;陶粒中Ca元素有所减少,且在1.5%盐度下减少最多,煤渣中Ca、Al、Fe等金属元素的变化并没有呈现出一定的规律性。在不同进水盐度条件下系统运行稳定后磷的去除均达到了较好的效果,满足《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。     

外源Cr(Ⅲ)在我国22种典型土壤中的老化特征及关键影响因子研究

老化过程对土壤重金属有效性和毒性起着关键性作用.由于我国土壤类型的复杂性,目前对于我国土壤中铬(Cr)的老化过程、转变速率及影响Cr在土壤中老化的关键因子仍然不清楚.本研究选取了全国22种典型土壤,使用0.01 mol.L-1CaCl2作为有效态提取剂,研究我国典型土壤中外源Cr(Ⅲ)的老化过程及影响因子,为准确评价重金属污染的生态环境风险提供科学依据.结果表明,有效态Cr含量随时间先是快速下降,然后缓慢持续降低.在培养期间的前21 d下降速率快,而以后则变化比较缓慢.Elovich方程可以有效拟合有效态Cr在我国22种典型土壤中转化的动力学过程,方程的斜率参数可以作为Cr在土壤中老化速率的表征参数,并用它来比较不同土壤中Cr的老化速率快慢.老化速率与土壤性质的逐步回归分析结果表明,土壤性质中对老化速率影响最大的是有机质,其次是pH和活性氧化铁.     

基于蒙特卡洛的土壤镍污染及健康风险分析

采集天津市郊区115个土样以及相对应的19种蔬菜作物作为研究对象,检测土样和蔬菜作物中镍的污染含量,计算各类蔬菜的富集系数,并根据富集系数大小进行聚类分析.由聚类结果将蔬菜作物大致分为3类:富集系数最低的瓜果类;富集系数较高的叶菜类;玉米富集系数最大,独立为一类.利用Crystal Ball和Origin拟合土壤及蔬菜中镍质量浓度的分布特性,并对统计结果进行分析,建立土壤～作物～人体健康风险评价模型,借助Crystal Ball软件实现蒙特卡洛模拟.结果显示:瓜果根茎类健康危害系数为0.15,叶菜类健康危害系数为0.27,表明根茎瓜果类及叶菜类的镍含量不会对人体健康造成危害;玉米的健康危害系数较大为2.3,会对人体的健康造成危害,风险处于不可接受水平.为降低健康风险,该区域土壤应少种玉米类富集危害系数较高的作物,改种其他富集系数较低的蔬菜作物.