城市低效工业用地复垦农用风险管控的国际经验及启示

中国一些城市正大力推动低效工业用地减量化复垦工作,部分地块复垦后实施农业利用,但针对工业用地复垦的相关环境监管体系尚未建立,存在一定农产品质量安全风险。为给国内低效工业用地复垦土地的污染风险管控工作提供有益借鉴,分析总结了北美地区废弃工业场地复垦土地土壤环境质量等级划分标准、复垦风险分级管控流程与方法,以及暴露途径安全阻控措施、低成本生态修复措施、选种低累积型农产品等最佳管理实践。结合中国低效工业用地减量化工作实际情况,提出制定本地化复垦土地土壤环境质量分级标准,研发轻、中度污染土壤生态修复技术,研究构建复垦土地全生命周期风险管控体系等对策建议。     

不同作物对土壤中Cd的富集特征及低累积品种筛选

为探究镉(Cd)污染土壤中农作物的食用安全性,以上海市常见农作物(青椒、黄瓜、豇豆、菠菜、花菜、西红柿、水稻和小麦)为实验材料,采用温室盆栽土培实验方法研究了不同土壤Cd含量梯级(0. 23、0. 6、1. 2、1. 8、2. 4和3. 0 mg·kg-1)下不同作物生物量变化以及可食部分Cd富集特征,建立不同种类作物与土壤Cd含量相关关系,探讨不同作物对应的土壤Cd安全限量值,筛选Cd低累积作物品种.结果表明:①随着土壤中Cd含量增加,作物地上生物量表现为先增加后减少,青椒耐受性最强,西红柿、菠菜耐受性最差.②不同作物可食部位Cd的富集系数由大到小依次为小麦菠菜水稻青椒花菜西红柿黄瓜豇豆.③作物可食部分Cd含量与土壤中Cd含量都呈显著正相关(P 0. 05),相关系数大小依次为菠菜小麦西红柿黄瓜青椒水稻花菜豇豆.④不同作物对应的土壤Cd安全限量值大小依次为:豇豆黄瓜花菜青椒西红柿水稻菠菜小麦.依据作物对土壤中Cd的耐受性、富集能力及食用安全限量值,筛选出黄瓜、豇豆、花菜为Cd低累积品种.     

频率域电磁感应技术在场地全覆盖污染快速筛查中的应用

针对上海典型化工企业场地(A)和金属制品企业场地(B),运用低成本的频率域电磁感应技术(FDEMI)进行全覆盖扫描探测,依据地层视电导率(ECa)空间分布特征,快速定位土壤/地下水疑似污染区,并合理布置钻孔取样点位。取样测试分析结果显示,土壤/地下水实际污染空间分布与地层ECa值平面分布高度一致。综合FDEMI全覆盖扫描和钻孔取样分析结果,采取"点面结合"方式对全场进行风险分级分区,确定了场地A的西北部及中部存在TPH、氯代芳烃、苯系物和重金属Mn的复合污染区,占全场总面积的28%;场地B的中部为重金属(Cr、Cu、Ni和Zn)重度污染区,占全场总面积的23%。土壤/地下水中重金属线性电导特性、污染物质极性、有机物自然降解过程中的离子释放现象等可能是引起地层ECa值空间变化的主要影响因素。     

不同作物对土壤中Ni的富集特征及低累积品种筛选

为探究镍(Ni)污染土壤中农作物食用安全性并筛选出低累积作物品种,以青椒(Capsicum annuum L.)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、豇豆(Vigna unguiculata L.)、菠菜(Spinacia oleracea L.)、花菜(Brassica oleracea L.)、青菜(Brassica chinensis L.)、水稻(Oryza glaberrima L.)、小麦(Triticum aestivum L.)为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了土壤中不同质量分数(126、200、350、500、650、800mg·kg~(-1))Ni作用下不同作物生物量变化及可食部分Ni富集特征,建立不同种类作物与土壤Ni含量相关关系,探讨不同作物对应的土壤Ni安全限量值,筛选Ni低累积作物品种。结果表明:(1)随着土壤中Ni含量增加,作物地上部分生物量表现为先增加后减少,黄瓜、青菜耐受性最强,花菜耐受性最差;(2)不同作物可食部分Ni富集系数表现为:小麦(0.032)花菜(0.026)青菜(0.021)水稻(0.020)豇豆(0.014)菠菜(0.006 5)青椒(0.005 4)黄瓜(0.004 2);(3)作物可食部分Ni含量与土壤中Ni含量都呈极显著正相关(P0.01),相关系数大小表现为:豇豆(0.972)花菜(0.965)青椒(0.948)菠菜(0.938)黄瓜(0.926)小麦(0.728)青菜(0.721)水稻(0.700);(4)不同作物对应的土壤Ni安全限量值大小为:黄瓜(561 mg·kg~(-1))菠菜(513 mg·kg~(-1))青椒(439 mg·kg~(-1))花菜(203 mg·kg~(-1))豇豆(196 mg·kg~(-1))青菜(190 mg·kg~(-1))水稻(147 mg·kg~(-1))小麦(105 mg·kg~(-1))。依据作物对土壤中Ni的耐受性、富集能力及土壤安全限量值,筛选出黄瓜、青椒、菠菜为Ni低累积品种。该研究为通过农艺技术措施调控作物Ni积累提供依据,对上海轻中度Ni污染复垦土地实施作物替代种植,保障作物食用安全具有重要意义。     

上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素分析

为探究上海河道浮游植物群落结构时空变化特征及影响因素,于2018年9～10月(秋季)和2019年7～8月(夏季)对上海中心城区、新城镇和农村地区河道总计44个样点的水环境和浮游植物群落结构进行调查.结果表明:①秋季和夏季浮游植物种类均以绿藻门为主,其次为蓝藻和硅藻;浮游植物密度以蓝藻占据绝对优势;浮游植物种类和密度均是夏季秋季,分别高出24%和2.77倍,硅藻门种类略微上升,而裸藻门种类稍微下降;秋季微囊藻(Microcystis sp.)优势度明显(Y=0.16),而夏季则无占绝对优势的优势种.②各地区浮游植物种数无明显变化;浮游植物密度和蓝藻门密度均呈现农村新城镇中心城区的规律,秋季3个地区的浮游植物密度无显著差异(P0.05),而在夏季农村所有浮游植物和蓝藻门密度显著高于中心城区(P0.05),分别高出1.82和1.93倍.③蒙特卡洛检验结果表明,影响秋季和夏季浮游植物群落结构的主要因子分别为透明度(SD)、总磷(TP)、总氮(TN)、浊度(Turb)和TN、 Turb、 SD、 pH.冗余分析(RDA)结果表明,秋季新城镇河道浮游植物群落结构主要受Turb、 TN和TP的影响,农村河道则主要受SD的影响,而夏季新城镇和农村河道浮游植物均主要受TN、 Turb的影响.两次调查时中心城区浮游植物的影响因素均较为复杂.     

水稻对5种重金属累积特征及食用安全研究

为探究土壤中重金属污染对水稻食用安全性的影响,以上海市青浦区现代农业园区水稻和染毒土壤为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了镉(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铬(Cr)和汞(Hg)5种土壤重金属在不同含量梯度下水稻生物量变化以及水稻籽粒部分累积特征,并基于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)和靶标危害指数法(target hazard quotient,THQ)分析了土壤中5种重金属的安全阈值.研究结果表明,Cd、Hg和Cr对水稻地上部分生物量影响表现为"低促高抑"规律,Ni对水稻生物量影响不明显,随着Pb浓度升高,水稻生物量逐渐下降;水稻籽粒对5种重金属富集能力排序为Ni＞Cr＞Cd＞Pb＞Hg,水稻植株部分对5种重金属的富集量大于籽粒部分,富集趋势与籽粒部分相一致,植株部分含量约为籽粒部分的2倍～8倍,水稻籽粒中Cd、Pb、Ni、Cr和Hg含量与土壤中对应重金属含量呈显著正相关线性关系(P＜0.01);依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2017)中谷物食用安全限量值以及靶标危害指数法,推导出污染区域土壤中各重金属安全阈值为:Cd 0.51 mg·kg-1、Pb 330.33 mg·kg-1、Ni 131.00 mg·kg-1、Cr 231.67 mg·kg-1、Hg 0.93 mg·kg-1.     

4种蔬菜对土壤Mn转运累积特征及食用安全性研究

为探究土壤中锰(Mn)污染对蔬菜食用安全性的影响,以上海市常见的4种蔬菜(青椒,CA;黄瓜,CS;豇豆,VU;菠菜,SO)为试验材料,采用温室盆栽土培试验方法研究了不同土壤Mn含量梯度下的蔬菜生物量变化以及各部位Mn转运累积特征,并基于各蔬菜食用安全分析了土壤中Mn的安全阈值。研究结果表明,Mn对4种蔬菜的生长均表现出低含量促进、高含量抑制现象,SO和VU对Mn的耐受度强于CA和CS。Mn主要富集在SO的茎叶,以及CA、CS和VU的茎叶和根部,可食部分中Mn含量大小排序为SO>VU>CS>CA。SO可食部分Mn含量与土壤Mn含量呈显著对数相关(P<0.01),其他3种蔬菜的可食部分Mn含量与土壤Mn含量均呈显著指数相关(P<0.01)。依据新鲜蔬菜中Mn食用安全限量值,推导出各蔬菜对应的土壤Mn安全阈值预测区间为:SO 992.5～1 097.3 mg·kg~(-1),VU 2 607.5～2 910.0 mg·kg~(-1),CS 3 147.5～3 494.6 mg·kg~(-1),CA3 618.0～3 921.5 mg·kg~(-1)。Mn污染土壤的安全利用应优先选择种植CA、CS和VU等低累积品种。