重金属污染农田植物修复及强化措施研究进展

农田土壤重金属污染日益恶化,严重危害居民生活和作物、畜牧安全,影响经济发展,对重金属污染农田的治理成为我国目前亟待解决的环境问题之一。与传统的理化方法相比,植物修复技术因其环保、经济、安全、环境扰动小等特点而备受关注。介绍了农田土壤重金属污染的来源及危害,简述了土壤重金属污染植物修复技术的概念和分类,并针对各种植物修复技术的修复原理、适用情况和研究实例进行详细阐述。综述了当前国内外可用于提高植物修复效率的方法措施,指出了当前植物修复技术存在的修复周期及修复效果的局限性。最后,在现有研究分析的基础上,对今后土壤重金属植物修复技术的发展方向提出了几点展望,以期为今后农田土壤重金属污染植物修复工作提供科学依据。     

鄱阳湖典型湿地地下水—河湖水转化关系

选取鄱阳湖典型洪泛湿地为研究对象,分析了2018年4~10月降水、湖水、河水和湿地地下水的氢氧同位素变化特征,利用δ¹⁸O~δD关系确定了不同水文时期湿地各类水体的转化关系,并结合同位素端元混合模型估算了不同水源对湿地地下水的贡献分量.结果表明,研究区降雨δ¹⁸O和δD值在6~7月份偏小,其余月份较高,存在明显季节变化和雨量效应.河水、湖水同位素与降水同位素的季节变化规律基本一致,但受蒸发分馏影响,重同位素更为富集,且变化幅度远小于降水同位素.湿地地下水同位素的季节变化较小,δ¹⁸O、δD均值（-5.26‰,-31.1‰）高于大气降水（-6.32‰,-40.1‰）、低于湖水（-3.60‰,-26.4‰）,与河水同位素（-5.09‰,-34.4‰）较为接近,表明湿地地下水受降水、湖水和河水的共同影响.涨水期（4~5月）河水的补给源为降雨和流域内地下径流,湖水主要受河水和降水共同补给,湿地地下水主要受前期降水和河水补给的滞后影响,河水的贡献比重更大.丰水期（6~8月）地下水主要接受湖水和河水共同补给,湖水的补给贡献比例超过50%,退水期（9~10月）湿地地下水向河道和湖泊等地表水体排泄.     

采空区冒落带内破碎岩体的渗流特征与渗透性试验研究

为探索采空区冒落带内破碎岩体中地下水的渗流特征,建立采空区冒落带内破碎岩体渗透系数与空隙率的相关关系,确定采空区冒落带内破碎岩体的渗透系数值,并基于采空区冒落带内破碎岩体的空隙分布特征与大孔隙非均质多孔介质的水流特征,设计了一套一维渗流柱,采用常水头稳态渗透法对采空区冒落带内破碎岩体的渗透性能以及不同空隙率破碎岩体的渗...     

不规则波情况下破波带内污染物水平二维输移扩散实验研究

研究破波带内污染物输移扩散特性可为近岸水环境保护和污染物的排放设计提供依据。由于实际情况中海岸入射波都是不规则波,因此本文基于物理模型实验、图像处理和形心点追踪等方法对5组不规则入射波况下的污染物水平二维输移扩散特性进行了研究,着重对不同波况下污染物垂直岸线方向与沿岸方向的输移速度及垂直岸线方向的扩散系数进行了计算分析。结果表明,不规则入射波情况下污染物垂直岸线方向的输移速度V_x约为沿岸方向输移速度V_y的4.4%～64.7%;沿岸方向的污染物输移速度约为时均沿岸流速最大值的35%;在不规则波入射情况下,垂直岸线方向的扩散系数为2.3×10?4 ～2.2×10?3 m2/s,并且扩散系数随不规则入射波周期的增大而减小,而入射波波高对其影响并不显著。     

古堆泉域岩溶地下水水化学特征及成因

古堆泉为山西省著名岩溶大泉之一,是唯一的中低温温泉,具有悠久的开发观赏历史,凝聚着丰厚的人文积淀.以古堆泉域岩溶地下水为研究对象,通过系统地样品采集与同位素分析,综合运用水化学（Durov图、离子比例、Gibbs图和氢氧同位素）同位素方法分析地下水水化学特征和地下水系统径流特征.古堆泉域岩溶地下水的⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr值在0.709~0.717之间,Mg/（Mg+Ca）值在0.27~0.74之间.通过分析Sr同位素组成和Mg/（Mg+Ca）、1/Sr变化特征,得出古堆泉域岩溶地下水为深部热水与浅部冷水的混合水,中条山南梁泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层径流特征,佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统和侯马盆地深循环子系统呈现碳酸盐岩地层与火成岩地层径流特征,塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层与古老硅铝质岩地层径流特征.通过2014年样品与2021年相同位置取样点的氢氧同位素比对分析,得出古堆泉口水样变化原因是其受三泉水库补给随时间的积累的结果,三泉水库的变化原因是受引黄水的影响.研究区岩溶地下水水化学类型可分为SO₄-Na、SO₄-Ca、HCO₃-Na、HCO₃-Mg、HCO₃-Ca和Cl-Na型.岩溶地下水水化学类型从HCO₃-Ca·Mg→HCO₃·SO₄-Ca·Mg→SO₄·HCO₃-Na·Ca→SO₄·Cl-Na·Ca呈现明显的水化学成分分带.     

煤层气采出水对土壤污染的垂向分布和迁移特征

煤层气作为重要的能源与化工原料,采出水若得不到正确的处理会造成严重土壤污染,文章通过对比分析晋西某煤层气井场受污染土壤与未受污染土壤化学性质,探讨煤层气采出水对土壤污染的垂向分布与迁移规律。结果表明,受污染土壤含水率、pH值均高于未受污染土壤,含水率随剖面深度的增大整体呈增大趋势,pH值呈先增大后趋于稳定的趋势;Na~+和Cl~-是该井场采出水污染土壤的主要离子,二者在受污染土壤中含量明显高于未受污染土壤;受污染土壤Na~+、Cl~-含量在垂向分布上均呈现出表层10 cm最高,10～30cm深度最低,30～70 cm深度其含量随剖面深度增大而增大;Na~+、Cl~-随采出水入渗而迁移,10～70 cm深度Na~+、Cl~-含量与土壤含水率在0.05水平上均呈现显著正相关关系(相关系数>0.83)。     

基于RBF核ε-SVR的导水裂隙带高度预测模型研究

为了构建更多样本条件下的高精度导水裂隙带高度预测模型,利用灰色关联理论筛选出关联度较高的煤层采厚、顶板岩层强度及其组合特征、采深、工作面斜长、开采分层数及倾角等因素作为输入变量;应用支持向量机回归模型理论,建立了不同模型类型与不同核函数组合的4种支持向量回归模型;采用PSO算法对模型参数进行优化,并对4组模型预测结果进行分析比较.结果表明,基于RBF核ε-SVR预测模型在预测精度、拟合效果与训练效率等方面优于其他3组模型.通过对PSO算法优化的RBF核ε-SVR模型与传统经验公式的预测效果进行综合比较和讨论,可得支持向量回归模型在现代化开采条件下预测准确率更高,可为矿井安全开采与资源综合开发提供依据.     

基于MAPGIS分析多煤层开采对上覆含水层的影响

在采煤活动中没有对地下水采取科学、合理、有效的保护措施,导致中国各地区地下水资源受到了不同程度的影响和破坏。以山西峙峰山煤矿环境影响评价为例,在多煤层同时开采时,运用地下水非稳定流解析法预测煤矿开采对地下水水位的影响。根据采区划分,将井田周边进行网格化剖分,使用MAPGIS软件将网格节点进行坐标属性化,导出各节点的坐标值,计算各节点到各采区中心的距离,采用地下水非稳定流公式计算出水位降深值。通过MAPGIS软件属性连接功能将计算好的降深值附加到节点中,通过软件的数字地形分析功能绘制出不同开采年的降深等值线图。可用于评价煤矿不同开采时段周边地下水水位的下降情况,为地下水资源的保护提供科学依据。     

蚯蚓粪改善紫花苜蓿修复重金属污染农田效果的研究

通过田间试验研究了蚯蚓粪施入对重金属污染农田土壤的理化性质及酶活性的影响,探究了蚯蚓粪对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长及其富集重金属Cu、Cd、Zn、As的影响,以及紫花苜蓿体内抗氧化酶活性的变化。结果表明,蚯蚓粪施入使土壤全磷、全氮、有机质分别提高30.6%、28.2%、13.2%,土壤pH由8.29下降为8.09,土壤阳离子交换能力增强。蚯蚓粪施入土壤后,土壤脲酶、过氧化氢酶活性也均提高。蚯蚓粪处理使紫花苜蓿植株株高和生物量提高,且可提高其重金属富集能力。蚯蚓粪处理下紫花苜蓿超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,但过氧化氢酶活性降低。总体而言,蚯蚓粪肥施入可改善紫花苜蓿修复受重金属污染农田土壤的效果。