中国西南地区金属矿开采对矿区土壤重金属影响的Meta分析

金属矿开采是土壤重金属的最主要来源之一.以往针对单个或少数几个金属矿区的研究尚不足以有效支撑大尺度特别是跨省域尺度内矿区土壤重金属污染的治理.本研究针对我国金属矿产资源丰富的西南地区（云南省、四川省、贵州省、重庆市和西藏自治区）,搜集了有关金属矿开采对土壤重金属影响的文献,采用Meta分析量化了不同情景模式（即不同子区域、矿种和土地利用类型）下金属矿开采对周边土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的影响,最后利用失安全系数与漏斗图检验了研究数据的发表性偏倚.结果表明,我国西南地区金属矿开采整体上显著增加了表层土壤中重金属含量［ES₊（weight effect size）=1.53］,重金属增加量由高到低顺序为：Cd （4109.80%）>Pb （741.49%）>Hg （452.90%）>Zn （420.70%）>As （278.10%）>Cu （138.69%）>Ni （16.18%）,Cr无显著影响;四川和云南采矿对土壤Cd （ES_+四川=4.16;ES_+云南=3.20）和Pb （ES_+四川=3.47;ES_+云南=2.54）的影响较高,贵州采矿对土壤Hg （ES₊=2.80）的影响最高;金属矿开采对耕地土壤（ES₊=1.42）的影响较高;铅锌矿和锡矿开采显著增加了土壤中Cd、Pb和Zn的含量,铜矿开采显著增加了土壤Cu、Cd和Pb的含量;以上重金属中,Pb和Zn的研究结果受发表性偏倚的影响（P<0.05）.本研究结果可为西南金属矿区土壤环境保护提供更多的有效信息.     

土壤添加亚砷酸钠对大豆生长和植株氮、磷、钾含量的影响

利用土壤盆栽实验,研究了0、5、10、30、50、100mg·kg^-1的土壤加砷水平对大豆生长和氮、磷、钾养分含量的影响.结果表明,当土壤加砷水平达到50mg·kg^-1时,大豆出现中毒症状,叶片皱缩,叶色变暗,叶缘焦枯,植株矮化,成熟延迟.大豆株高随加砷水平的提高而降低,并呈极显著的负指数相关关系.土壤加砷达到10...     

基于GWRK的土壤有效磷空间预测及其超标风险评估

以江苏省金坛区土壤有效磷的空间预测为例,构建地理加权回归克里格（GWRK）模型,即采用地理加权回归（GWR）来量化土壤有效磷与主要土壤因子（即：土壤全磷、土壤pH值和土壤有机质）之间的局部空间关系,并结合局部回归残差的插值结果来预测土壤有效磷的空间分布状况.GWR结果显示主要土壤因子对土壤有效磷含量的影响程度随空间位置的变化而变化.同时,采用独立验证样本对比GWRK模型和普通克里格（OK）模型的空间预测精度.结果显示,GWRK预测结果具有更低的平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和更高的Pearson相关系数（r）,且较OK预测结果的相对提高指数（RI）为19.61%.此外,根据GWRK预测结果,对金坛区土壤有效磷含量的超标风险进行了评估.结果表明土壤有效磷含量超过其环境安全阈值（40mg/kg）的区域集中分布在金坛区北部,其面积为175.58km²,约占金坛区总面积的18%.因此,GWRK模型能有效评估区域土壤元素有效量空间分布状况,且GWR局部空间回归系数能为区域土壤元素有效量的调控提供更精确空间决策支持.     

聚丙烯酸钠(SP)保水剂对不同基质氮、磷、钾、钠淋溶的影响

保水剂正逐步运用于干旱半干旱地区的水土保持和节水农业中,而聚丙烯酸钠(SP)是其中一种重要的保水剂.为了弄清保水剂对元素淋溶的影响,进行了水解污泥、湖泊底泥、山地黄壤3种基质,4种SP添加比例(0、1.0%、2.5%、4.0%)的淋溶试验,并分析测定了淋溶液中的氮、磷、钾、钠.结果表明,添加SP使水解污泥、湖泊底泥和山地黄壤的氮总淋溶量分别增加了67.8%、37.0%和95.7%,磷总淋溶量分别增加了151%、436%和219%.3种基质氮淋溶量的分配相同,而磷淋溶量的分配不同,说明不同基质中淋溶氮的类型相同,淋溶磷的类型不同.添加SP使水解污泥钾的总淋溶量增加了大约19%,而对湖泊底泥钾的总淋溶量无显著影响,却使山地黄壤钾的淋溶量降低了约67%,SP对钾淋溶的影响效果受基质类型和SP本身所含钠的影响.不同基质钠淋溶量都随SP添加比例的增加而显著增加,但它们淋溶量的分配模式各不相同,说明不同基质钠的来源不同.水解污泥淋溶的钠主要来自基质本身钠的活化,湖泊底泥淋溶的钠主要来自基质的活化和SP中的钠,而山地黄壤淋溶的钠主要来自SP中的钠.总之,SP保水剂处理下的元素淋溶量及其分配受SP比例、基质类型和元素类型影响,使用SP保水剂既能活化基质的氮、磷等养分,有利于植物生长,也具有增加钠离子从而导致土壤碱化的风险.     

1990-2018年浙江省人为铅排放时空变化解析

随着工农业的高速发展,大量的人为铅排放到环境,引起了一系列的生态健康问题.本文以工农业集产区浙江省为案例,系统构建了18个铅排放源排放清单,其中新增添了纺织业、制革业、造纸业、秸秆利用、牲畜废物利用、化肥消费、农药消费等铅排放行业,估算了浙江省1990—2018年各污染源铅排放量,分析了其时空变异趋势.结果表明,浙江省前期（1990—2000）铅排放通量增长有限,其排放量仅约2500 t·a^-1,有色金属开采贡献了约55%;其后增长速度较快,到2014年以后达到较高的稳定值,约35000 t·a^-1,是1990年的14倍,铅酸蓄电池生产是其主要排放源,占比从14%增长到了80%.从排放的去向来看,98%左右的铅通过固废的形式进入环境,而进入大气和废水的只有2%和0.2%左右,其主要排放源分别为铅酸蓄电池生产、原煤燃烧、纺织业.而浙江省各个地区铅排放表现出较大的空间差异,各地区因工农业发展模式不一样,人为排放源也不一样.总体来看北部高于南部,尤其湖州、绍兴、舟山等地铅排放量较高.可见,浙江省人为铅排放形势仍然很严峻,控制好铅酸蓄电池生产固废资源化无害化处理是源头控制的重中之重,调整原煤燃烧将有利于降低大气铅排放,纺织业废水净化处理对缓解水体铅污染有重要意义.本研究不仅为浙江省铅污染治理提供了重要科学依据,同时也为铅污染源端防控提供了数据基础.     

浙江省人为镉排放源与汇时空格局解析

近年来,随着工农业的迅猛发展,大量的人为镉排放对我国生态环境安全构成了严重威胁,而污染源识别在污染治理中具有举足轻重的作用.为此,本文以工农业集产区浙江省为案例,通过文献调研,构建了浙江省人为镉工农业排放因子清单,并采用清单核算法对浙江省人为镉排放的源汇进行了估算.结果表明,浙江省人为镉排放在1995—2017年期间基本呈上升趋势,从1995年的39 t增加到2007的141 t,自2007年以后,浙江省的镉排放量达到了一定的峰值,其排放量在140 t·a^-1左右.其中75%以上的镉通过固废的形式排放进入环境,而进入大气和水体的镉分别约占15%和10%.在所有排放源中,原煤燃烧的镉排放贡献率最大,占总排放量的50%以上;其他排放源从大到小依次是钢铁生产、有色金属冶炼、造纸生产、水泥生产、塑料生产、有色金属开采、油料消费、磷肥生产、蓄电池生产、平板玻璃生产和陶瓷生产.各个地区镉排放表现出较大的空间差异,2015年杭州市和宁波市镉排放量已达到20 t以上,以杭州和宁波为中心的北部区域远远高于南部区域.因此,建议未来浙江省镉污染排放源头治理重点是减少原煤燃烧,其次是钢铁生产、有色金属冶炼、造纸生产、水泥生产,尤其北部区域.     

玉米生长和施氮水平对土壤有机碳更新的影响

设置了两种土壤施氮水平(150和300 mg·kg-1),3个生长时期(喇叭期、开花期和成熟期)收获玉米植株的土壤盆栽试验,采用同位素质谱法测定玉米植株和土壤有机碳的δ13C值,以研究玉米植株生长和施氮水平对土壤有机碳更新的影响.结果表明,玉米植株的δ13C值为-12.9‰～-13.2‰,受玉米生长时期和施氮水平的影响不显著;种植玉米后,土壤有机碳含量增加,说明在供试土壤上,玉米生长促进了土壤碳汇的作用;玉米生长和施氮水平显著影响土壤有机碳的δ13C值和土壤有机碳的更新.根据土壤有机碳δ13C变化计算,玉米根际碳沉积对土壤有机碳的贡献为4%～25%,随玉米生长时间的延长,玉米根际碳沉积对土壤有机碳的贡献增大.种植一季玉米后,低氮处理的土壤有机碳的δ13C值大于施用高氮的处理,但土壤总有机质含量低于高氮处理.由此说明,在养分不足的条件下,玉米根分泌物可能更能激发土壤原有机质的矿化,从土壤中获得更多的养分.