污染物在土壤——植物系统中迁移规律的数学模拟研究：Ⅱ…

论述了大孔隙和优先水流的成因，类型及其对溶质和污染物在土壤中迁移的影响。介绍了优先水流的实验研究方法和数据模型的研究进展。     

土壤和地下水中污染物迁移模型研究进展

国内外学者已建立了多种模型来描述污染物在土壤和地下水中的环境行为。要选择一个合适的模型在实际中成功地应用,或建立一个新的模型,必须掌握和了解污染物迁移模型的研究现状。文章评述了现有的模型,并对模型的结构作了一定的阐述。     

有机污染物在土壤中迁移转化的研究进展

从机理、实验和数值模拟方面,综述了近年来国内外土壤中有机污染物迁移转化过程的最新进展,重点介绍了处理耦合数学模型的的数值模拟方法,并结合土壤污染发展的特点,对今后有机污染的研究方向作了一般性探讨,提出了需要进一步解决的关键性问题。     

污染物在土壤—植物系统中迁移规律的数学模拟研究：I数学模型

对污染物在土壤-植物系统中迁移的数学模型进行了综述。较系统地论述了迁移模型的类型以及它们在该领域运用的局限和发展趋势。可为“中国生态系统研究网络”（CERN）研究项目中相关课题提供一定参考。     

江河有机污染物迁移转化过程的实验室模拟

本文研究了第二松花江10种有机污染物的迁移转化规律,得到挥发、微生物降解、光解、沉积物吸附与解吸过程均遵守一级动力学.计算了动力学参数,并用箱式模型和所取得的参数预测了有机污染物的迁移转化规律,预测结果与实测值符合较好.     

大庆典型区域湿地水体污染物迁移变化特征研究

目前对于天然湿地水体污染物迁移变化规律的研究还不全面。大庆区域湿地面积较大,但石油开采所产生的含油废水以及其他生产和生活的废水进入湿地,对该区域湿地水环境产生了较大的影响。对大庆区域湿地水体自净效果及变化状况进行研究,对揭示该湿地生态系统健康状况变化有着重要意义。为此,按不同季节对湿地系统不同典型位置(进水处、出水处、中间部位),采集水样、湿地植物芦苇(Phragmiteshirsuta)与湿地土壤,考察了大庆湿地不同时空条件下的湿地水质情况以及湿地植物芦苇、土壤的变化情况。结果表明:湿地系统夏季污染最严重,污染程度从高到低依次为夏、秋、春,春季综合污染指数最低为13.11。TN的综合污染指数最高为14.05,5项水质指标综合污染指数从高到低顺序依次为TN、COD、含油量、NH4+-N、BOD5。湿地对水体污染物去除主要发生在湿地前部区域。在监测期间,湿地前部区域去除的TN的量占整个湿地区域去除TN量的71.86%,湿地前部区域去除的COD的量占整个湿地区域去除COD量的77.51%,湿地前部区域去除的NH4+-N的量占整个湿地区域去除NH4+-N量的56.46%,湿地前部区域去除的含油量占整个湿地区域去除含油量的79.91%,湿地前部区域去除的BOD5的量占整个湿地区域去除BOD5量的53.57%。湿地系统对湿地水体污染物的降解是沿湿地水流方向逐渐降低的,湿地自净效果明显。植物通过吸收直接去除部分氮、磷,而且在生长季节作用更明显。在湿地前部区域植物生长效果略好于后部,对氮、磷吸收也略高于后部,这正与湿地系统对污染物的降解是沿湿地水流方向逐渐降低相吻合。另外,湿地土壤能够吸附水中一些污染物质,湿地植物与土壤都对水中污染物的去除发挥重要作用。     

碳纳米管对污染物的吸附及其在土水环境中的迁移行为

碳纳米管具有独特的物理化学特性,对污染物具有优异的吸附性能,在环保领域具有巨大的应用潜力,因而吸引人们对碳纳米管吸附有毒污染物的行为和规律开展了大量研究.同时,碳纳米管特有的表面化学性质和结构特征,使得其自身的环境行为具有一定的风险性,对碳纳米管在水土环境中的迁移行为进行评价,是碳纳米管工程应用之前必须要解决的重要问题,相关研究也有一定程度的开展.本文从碳纳米管对环境污染物的吸附行为和相关机理以及碳纳米管在水土环境中的迁移行为方面进行了综述,阐述了这些研究对于评估碳纳米管的环境应用潜力、环境和生态风险所具有的意义.     

生物扰动对沉积物中重金属迁移转化影响的研究进展

沉积物是重金属在环境中迁移转化的重要媒介。生物扰动能改变沉积物的物理化学组成,从而影响沉积物中重金属的赋存形态和迁移转化特征。文章介绍了生物扰动的定义和种类,生物扰动的影响因素以及扰动过程中影响污染物释放的主要因素,并综述了近年来生物扰动对沉积物中重金属镉、铜、锌、铅和其他重金属的环境行为影响。     

Solute Transport in Open-Channel Networks in Unsteady Flow Regime

In this paper we propose a robust algorithm to evaluate solute transport in open-channel networks with transient storage under an unsteady flow regime. In the proposed approach, through the integration of junction equations into the model and solving them explicitly, the analysis of solute transport problems in open-channel networks is simplified significantly. Furthermore, when coupled with a transient hydrodynamic open-channel network model for flow simulation, the proposed model can be utilized in the solution of solute transport problems under unsteady flow regimes. In the proposed model, the governing equations are written in a conservative form and are solved using a fractional-step algorithm, which is based on a relaxation and central difference scheme. The proposed algorithm is robust and accurate even for advection dominant cases. A pure advection with discontinuities, a field application and solute transport in an open-channel network in an unsteady flow regime are included, to demonstrate the performance of the proposed algorithm.     

Preferential leaching of nitrate,chloride and phosphate in an Australian clay soil

This paper investigates leaching of water and nutrients (NO^‐ ₃, Cl^‐, PO^3‐ ₄) from the unsaturated layer in an Australian soil using a multisegment percolation system (MPS). Large undisturbed soil cores were collected from a clay‐based, basaltic plain, agricultural soil at Grassmere, 300 km west of Melbourne, Australia. Significant heterogeneity (or preferential flow) of effluent moisture and solutes was detected (one‐way ANO VA, p < 0.001). Fifty percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within three days after initial application. Hundred percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within 8 days after application. These results indicate little incorporation into the soil matrix, and possible denitrification or mineralisation. In contrast, after 18 days, less than 1 % of the total applied phosphates leached from the soil, indicating strong adsorption. Our experiments indicate considerable heterogeneity in water flow patterns and solute leaching on a small spatial scale. Very rapid transport of nitrate and chloride through the soil was evident, in comparison phosphate leaching was negligible. These results have important implications for the management of nutrient schedules in agricultural soils, particularly those located in the Western District of Victoria, Australia.     

有机污染物在土壤和地下水中迁移建模

地下水有机污染是由人类活动引起的各种物理、化学和生物等干扰过程造成有机污染物自土壤表面迁移至地下含水层的结果。为了解有机污染物如何自土表经过不饱和层（包气带）进入含水层，需要对不饱和层中所进行的各种物理、化学和生物等过程进行较准确的定量描述。本文就不饱和层和含水层中水分和有机污染物迁移建模的一些基本概念和方法进行综述，并列举了一些经典的和新颖的建模方法。     

持久性有机污染物的作物吸收及迁移模型研究进展

持久性有机污染物(Persistent Organic pollutant,POPs)是指通过各种环境介质(大气、水、生物体等)能够长距离迁移并长期存在于环境中的人工合成的有机污染物。本文阐述了全球POPs的主要环境过程和各环境介质中POPs的暴露水平,探讨了作物对POPs的吸收过程、吸收机制和生态效应,并基于现有的环境多介质逸度模型和根区水质模型,分析了持久性有机污染物作物吸收过程模拟模型中存在的问题及未来的发展方向。目前,对POPs作物吸收机制及其模拟的研究较少,但随着我国对粮食安全和农业可持续发展的持续关注,这一领域的模拟研究将对科学解析POPs归趋、合理制定风险管控措施和有效确保粮食质量安全等提供重要科学支撑。     

土壤环境中四环素类抗生素残留及抗性基因污染的研究进展(Tetracycline Residues and Tetracycline Resistance Gene Pollution in Soil: A Review)

近年来,致病菌耐药性的增加和扩散已成为全世界关注的热点问题,而人类医疗和畜禽养殖业抗生素的滥用正不断加剧这一问题.众多研究表明土壤环境作为一个巨大的抗性基因储存库,在抗性微生物和抗性基因的传播中起重要的作用,具有潜在的生态与健康风险.在总结国内外最新研究基础上,对土壤环境中典型抗生素-四环素类抗生素的主要污染源以及其在土壤中的基本环境行为等进行了分析,并探讨了土壤中四环素类抗性基因的来源、迁移和扩散及分子检测手段等问题.我国作为抗生素的生产和消费大国,抗生素污染问题较其他国家更为严重,而国内相关研究才刚刚起步,迫切需要开展有关环境中抗生素和抗生素抗性基因污染的系统研究.     

农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。     

土壤微生物污染诱导群落耐性研究进展

污染诱导群落耐性(PICT)是指生物群落为了在污染环境中继续生存,通过生理生化与遗传特征的改变或以耐性类群生物代替敏感类群,从而使整个群落产生耐性.目前人们已将PICT作为一项指标,从群落耐性方面来评价污染生态学的效应.目前PICT研究已涵盖了水生生物、陆地植物、微生物等,其中土壤微生物是PICT研究的重要群落对象.对土壤微生物群落PICT的研究始于上世纪90年代,并已在多方面取得进展,包括在研究方法上的一些突破和改进.在PICT产生和变化机理等方面也有新发现,如发现了土壤微生物群落PICT与污染物浓度存在较好的正相关关系,并且污染物能够引起土壤微生物群落对其他污染物的共耐性等.在PICT影响因素研究方面发现不仅环境因素会影响PICT的形成,而且检测方法也会影响对PICT的判断.论文较为全面地综述了国际上针对土壤微生物群落PICT的研究进展,包括PICT的概念、研究方法、污染物影响PICT的内在机制及影响PICT的关键因素等,最后提出了研究展望.     

Soil Quality: A Review of the Science and Experiences in the USA

An increasing human population is placing greater demand on soil resources, and as a result degradation is taking place in many regions of the world. This is critical because soils perform a number of essential processes including supporting food and fiber production, influencing air quality through interaction with the atmosphere, and serving as a medium for storage and purification of water. The soil quality concept was introduced to complement soil science research by making our understanding of soils more complete and helping guide the use and allocation of labor, energy, fiscal, and other inputs as agriculture intensifies and expands to meet increasing world demands. Soil quality thus provides a unifying concept for educating professionals, producers, and the public about the important processes that soils perform. It also provides an assessment tool for evaluating current management practices and comparing alternative management practices. Soil attributes comprising a minimum data set have been identified, and both laboratory and field methods have been developed for measuring them. A soil quality index is being developed to normalize measured soil quality indicator data and generate a numeric value that can be used to compare various management practices or to assess management-induced changes over time. Using previously published data, we evaluated the soil quality index as a tool to assess a wide range of management practices in the Northern Great Plains. The index ranked the treatments: grazed fertilized tame pasture > moderately grazed > ungrazed> heavily grazed > annual cropping with no-tillage > conventionally tilled crop-fallow which agrees with the way they were subjectively ranked in the publications. The soil quality index shows potential for use as a management assessment tool.     

草莓有机与无机种植系统能流和经济流的比较研究

通过３年田间试验，比较分析了草莓有机与无机种植系统的能流、经济流及对土壤环境的影响。结果表明，有机系统草莓产量、经济效益均高于无机系统；有机系统能量产投比仅为无机系统的２５％，但投入的绝大部分为可再生能源；有机系统土壤有机质、微生物量高于无机系统，具有更好的土壤条件