伊犁河流域土壤重金属环境地球化学基线研究及污染评价

采用标准化方法建立伊犁河流域黑钙土、栗钙土、灰钙土和盐碱土Cu、Zn、Pb、As、Hg环境地球化学基线模型,并计算其理论基线值.采用基线因子污染指数评价法、环境背景值评价法和重金属环境洁净度评价法对流域土壤进行对比污染评价.结果表明:①基线因子污染评价显示流域内4种典型土壤类型以As的污染最为突出,黑钙土、栗钙土、灰钙土分别有7.14%、9.76%、7.50%的样点达重度污染;其次为Pb,栗钙土有7.32%的样点达重度污染,且As和Pb的变异度最大,表明人为扰动大.②环境背景值评价显示,土壤主要污染元素为As,其次为Cu、Zn、Pb;③土壤重金属环境洁净度评价显示,Cu、Zn、Pb在4种土类中均优于二级洁净度,Hg为一级洁净度,As在灰钙土中为中度污染,黑钙土、栗钙土、盐碱土为二级或优于二级.比较3种评价体系,基线因子污染评价较为充分地体现了元素地球化学迁移特性及土壤发育过程,且可将污染评价定位到样点;而背景值污染评价因建立于区域背景值,忽视了重金属元素在土壤中自然迁移、淀积过程;重金属环境洁净度评价则以土壤环境安全度为主要评价目的.     

滴灌背景下玛纳斯流域绿洲内外荒地土壤盐分时空变化趋势分析

干旱区内陆河流域土壤盐渍化主要集中于绿洲内灌溉农田,而对绿洲内荒地和外围荒漠（以下简称绿洲内外荒地）土壤盐分变化趋势尚不清楚。论文基于地理信息系统技术和数理统计学方法,利用玛纳斯流域绿洲膜下滴灌技术普及的初期2006年和近期2012年绿洲内外荒地0~100 cm土壤盐分数据,分析滴灌背景下干旱区绿洲南部、中部和北部内外荒地土壤盐分的0~30、30~60、60~100 cm深度时空变异的总体特征。绿洲内外荒地2012年0~100 cm深度土壤平均含盐量、阴离子含量和除Na⁺、K⁺以外的阳离子含量低于2006年的水平,土壤盐渍化类型由硫酸盐-氯化物类向氯化物-硫酸盐类转化,降低了土壤的碱性,有利于后备农业资源的开发和作物的生长;2006年玛纳斯流域绿洲内外荒地土壤盐分含量、阴离子含量和阳离子含量空间分布差异不显著,而2012年土壤盐分和除个别离子（Na⁺、K⁺、CO32-）外其他离子空间格局总体表现为绿洲中部含量最高;绿洲内外荒地土壤盐分时空变化趋势的主导因素是灌溉方式的改变和地下水的利用。玛纳斯流域绿洲内外荒地土壤盐分时空变化总体特征和可能驱动机制分析,将丰富对干旱区流域绿洲土壤盐渍化的趋势认识,并有助于干旱区后备农业土地资源的合理开发与利用。     

上海市郊保护地土壤盐分研究

研究了上海市郊部分旱作农田土壤盐分特征.结果表明,上海市郊部分种植瓜果、蔬菜的土壤出现盐渍化趋势.其中,非盐化土壤占88.52%,轻度盐化土壤占10.37%,中度盐化土壤占0.74%,重度盐化土壤占0.37%.盐分组成中,阴离子以SO^2-₄为主,其次为Cl^-、NO^-₃,阳离子以Ca²⁺、Na⁺离子为主,其次为Mg²⁺、K⁺离子.这些离子成分除了少量的土壤原始沉积量外,大多为化肥的副成分或转化物.沪郊设施栽培土壤次生盐渍化的形成与化肥使用不当或过量施用密切相关.不同种植方式0～20 cm耕层土壤中盐分从高到低依次为：大棚菜地、大棚瓜地、大棚瓜-菜轮作地和露天菜地.随着设施利用时间的增长,同一区域设施土壤全盐量持续升高,下层土壤盐分逐步向上层富集,且这种自下而上的富集速度有加快的趋势.     

干旱区三工河流域土壤有机碳储量及空间分布特征

精确估算干旱区流域生态系统土壤有机碳库是进行干旱区土壤碳循环研究的重要前提。论文利用改进的土壤类型法--基于网格的土壤类型法,以干旱区典型的三工河流域为例,精确估算流域土壤碳储量,分析土壤碳密度的空间分布特征,为干旱区土壤碳循环研究提供数据支撑。研究结果显示,三工河流域0~20cm土壤有机碳储量为14.35Tg,平均土壤有机碳密度为6.70kgC/m²,其中山地灰褐土土壤有机碳密度最大,这主要是受中山带较低的气温和丰富的森林凋落物的影响;流域土壤有机碳密度表现出了明显的垂直地带性和水平地带性特征,即碳密度从山地区、丘陵区、绿洲区到荒漠区呈逐渐减小的趋势,且随海拔高度的降低碳密度逐渐减小。     

离子色谱法测定土壤中的可溶性盐分

以０．００３０ｍｏｌ／ＬＮａＨＣＯ－０．００２４ｍｏｌ／ＬＮａ２ＣＯ３为淋洗液，离子色谱法测定土壤浸提液中的组分，Ｃｌ＾－，ＮＯ＾－３，ＳＯ＾２－４三组分的相对标准偏差小于５％，加标回收率在９０％以上，可以做多组分的同时测定，具有比较高的测试效率。     

乌鲁木齐河流域西山地区地下水化学特征

乌鲁木齐河西山地区位于流域中游上段山间盆地的西部,具有独特的水文地质条件,作为乌鲁木齐市的备用水源地,其地下水环境和补给排泄条件的研究非常重要。通过地表水和地下水的化学成分演化研究,结合氢氧稳定同位素分析,将地下水的补给分为两期,即全新世补给和晚更新世补给,并以此得出乌鲁木齐河在晚更新世发育于研究区现在河道的西侧,自末次冰期后由西向东摆动的结论。另外西山地区农场的灌溉活动,促进了河水的蒸发以及后续的溶解交替发生,方解石和石膏矿物不断从河水中溶解,芒硝的相对浓度不断在地下水中累积。当原河水蒸发成固相蒸发盐,然后溶解在新补给的水体中时,原河水的氢氧同位素值不再被保留下来。     

污水灌区土壤盐分动态研究

以天津东郊污灌区(慢速渗滤系统)为试验点,总结了土壤盐分的变化规律,并以粮地、菜地、稻地为代表分析了土壤中盐分变化动态,用污灌区土壤盐分动态平衡公式C_K-C_h=C_B-C_O测算,结果表明,只要灌区排水条件好,加上合理的科学灌溉,污灌区土壤盐分变化趋势是脱盐占主导地位,土壤中的钠吸附比(SAR)有所改善,土壤质量有所提高.     

不同灌溉方法下保护地土壤盐分分布特征的研究

通过渗灌、滴灌、沟灌3种灌溉方法对保护地土壤pH、全盐含量及水溶性离子组成的影响,探讨了3种灌溉方法在保护地土壤酸化、盐化过程中的演化规律.结果表明:渗灌、滴灌、沟灌:3种处理方法中滴灌处理比渗灌处理和沟灌处理效果更好,表层水溶性盐分和硝酸盐积累较轻,酸化较轻,有利于土壤环境的可持续性发展和有效地保护土壤资源.     

盘龙河流域空间信息分析

利用2008年SPOT卫星影像结合野外调查,运用3S技术对盘龙河流域的植被、土地利用和环境质量情况进行调查。结果表明,流域内的土地资源内部结构不合理,与自然环境不协调,其环境质量以中等偏上为主,差的质量面积较大。提出了对盘龙河流域加强法制建设,提高森林覆盖率,做好土地利用总体规划,优化农业产业结构的生态保护对策建议。     

盘龙河流域空间信息分析

利用2008年SPOT卫星影像结合野外调查,运用3S技术对盘龙河流域的植被、土地利用和环境质量情况进行调查。结果表明,流域内的土地资源内部结构不合理,与自然环境不协调,其环境质量以中等偏上为主,差的质量面积较大。提出了对盘龙河流域加强法制建设,提高森林覆盖率,做好土地利用总体规划,优化农业产业结构的生态保护对策建议。     

伊犁河谷核心区春季PM2.5组分特征及来源解析

为研究伊犁河谷核心区春季大气细颗粒物(PM_2.5)中无机元素、水溶性离子和碳组分特征和来源,于2021年4月20～29日在伊犁河谷核心区布设6个环境采样点,对PM_2.5中水溶性离子、无机元素和碳组分等51种化学组分进行分析,并使用化学质量平衡(CMB)模型对其来源进行解析.结果表明,采样期间ρ(PM_2.5)变化范围介于9～35μg·m^-3.Si、 Ca、 Al、 Na、 Mg、 Fe和K等地壳元素占比较高,占PM_2.5的12%,表明春季PM_2.5受到明显的扬尘源的影响.富集因子结果表明,Zn、 Ni、 Cr、 Pb、 Cu和As元素主要来源于化石燃料燃烧和机动车排放.元素组分的空间分布特征受采样点周边环境的影响,新政府片区受燃煤源的影响较大,故As浓度较高,伊宁市局和第二水厂受机动车影响较大,Sb和Sn浓度较高.PM_2.5中9种水溶性离子(WSIIs)的浓度占PM_2.5的33.2%,其中ρ(SO^2-     

伊犁河谷城市群夏季不同粒径大气颗粒物组分特征及来源解析

为研究伊犁河谷城市群不同城市不同粒径大气颗粒物的组分特征和来源,于2021年7月19—29日,在伊犁河谷城市群的伊宁市、伊宁县、察布查尔锡伯自治县（简称察县）和霍城县布设6个采样点采集大气PM_2.5和PM₁₀样品,对样品中的化学组分(无机元素、水溶性离子和碳组分)进行分析,并使用化学质量平衡模型对其来源进行解析。结果表明：研究期间伊犁河谷核心区城市群PM_2.5和PM₁₀浓度均处于较低水平,分别为（22.81±2.79）和（58.81±6.95）μg/m³;从空间分布来看,伊宁市和伊宁县的颗粒物浓度相对较高,霍城县和察县的浓度相对较低。化学组分质量重构结果表明,地壳元素是研究期间PM_2.5和PM₁₀的主要组分,占比分别为39.8%和54.1%;其次为有机物,占比分别为33.2%和19.8%;二次无机离子在PM_2.5和PM₁₀中也有一定占比,分别为20.2%和10.7%。源解析结果表明,PM_2.5主要来自二次颗粒物（29.1%）和扬尘源（28.3%）的贡献,工业源（16.1%）、机动车（10.5%）、燃煤源（9.3%）也均有一定贡献;PM₁₀中则以扬尘源的贡献最大（42.3%）,远高于二次颗粒物（14.7%）、工业源（14.1%）、机动车（8.4%）和燃煤源（7.3%）。

     

塔里木河上游绿洲土壤表层盐分特征及其影响因子分析

选择塔里木河上游阿拉尔垦区,以农田、新开农田、撂荒地、人工林、天然林、盐碱地及荒草地等不同土地利用类型的样地土壤为研究对象,结合通径分析,研究了土壤中w(全盐)与盐源分布、盐分化学特性、土壤理化特性、地下水等影响因子的分布规律及相互关系. 结果表明,该区域盐分表聚特征明显,土壤表土层w(全盐)远大于心土层和底土层,各土地利用类型表土层w(全盐)表现为盐碱地最高(平均值为52.93g/kg),盐碱地>天然林>人工林>荒草地>撂荒地>农田>新开农田. 由通径分析结果可知,S_20-50〔心土层w(全盐)〕、SAR(钠吸附比)、SDR(钠钙镁比)、D_g(地下水埋深)、c(Cl-)/c(SO₄2-)、c(HCO₃-)、pH、ρ(土壤容重)、S_50-80〔底土层w(全盐)〕、SSP(可溶性钠百分率)对表土层w(全盐)的直接通径系数依次为0.415、0.414、-0.344、-0.201、0.200、0.162、0.092、-0.086、0.080、0.071. 土壤盐源分布和土壤盐分化学特性对表土层w(全盐)影响较大,其次是D_g,土壤理化特性对表土层w(全盐)影响相对较小. 反映盐源分布的S_20-50和反映土壤盐分化学特性的SAR是表土层w(全盐)的主要控制因子.      

伊犁河谷夏季PM2.5和PM10中水溶性无机离子浓度特征和形成机制

区域尺度大气颗粒物的同步观测与分析是制定大气污染防治策略的重要途径.为研究伊犁河谷城市群大气颗粒物和水溶性无机离子的空间分布特征,于2021年7月19~29日期间同步采集伊宁市和周边三县大气颗粒物样品,深入分析了PM_2.5和PM₁₀中9种水溶性无机离子（WSIIs）的空间分布特征、存在形式和影响因素,并对二次无机颗粒物的形成机制进行了探讨.结果表明,夏季伊犁河谷城市群ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）均值分别为（23±3）μg ·m^-3和（59±7）μg ·m^-3,伊宁市受本地工业源和移动源排放影响,导致其PM_2.5浓度在区域中最高;伊宁县受扬尘源和地形影响,使其PM₁₀浓度在区域中最高;而霍城县的良好扩散条件使其PM_2.5和PM₁₀浓度最低.PM_2.5和PM₁₀中WSIIs占比分别介于28.2%~29.9%和16.0%~20.2%之间.4种主要离子（SO₄^2-、NO₃^-、NH₄⁺和Ca²⁺）占到WSIIs的90%左右,在PM_2.5中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NH₄⁺>NO₃^-,在PM₁₀中浓度大小排序为：SO₄^2->Ca²⁺>NO₃^->NH₄⁺;相关性研究结果显示4个城市SO₄^2-浓度相近主要是由区域输送所致,而Ca²⁺在PM_2.5和PM₁₀中占比高于国内大部分城市反映出伊犁河谷核心区城市受扬尘源的影响较大.PM_2.5和PM₁₀中n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）分别为0.78和0.76,表明伊犁河谷受固定源影响大于移动源;4个城市n（NO₃^-）/n（SO₄^2-）的大小排序为：伊宁市>霍城县>伊宁县>察县,与各城市机动车保有量大小一致,反映出伊宁市受机动车等移动源的影响高于周边三县.二次组分主要以（NH₄）₂SO₄、NH₄HSO₄和NH₄NO₃的形式存在,各城市NH₄⁺与SO₄^2-反应后均有盈余,盈余的铵盐在伊宁市主要以NH₄NO₃存在,与伊宁市较高的NO₂浓度有关.夏季PM_2.5和PM₁₀中NOR变化幅度分别为0.03~0.10和0.03~0.16,受夏季高温影响导致NO₃^-二次转化较弱;SOR分别介于0.21~0.41和0.23~0.44之间,察县相对较高的湿度使其SOR较高,而霍城县受区域输送影响使其SOR高于伊宁市.形成机制表明：察县和伊宁市的SO₄^2-主要由非均相反应生成,伊宁县主要由均相反应产生,而霍城县SO₄^2-的形成机制较为复杂,受到均相反应和非均相反应的共同影响.     

伊犁河谷典型区域土壤重金属含量状况及评价研究

"十二五"期间自治区加大了对伊犁河谷境内典型生态环境区域集中式饮用水源地土壤、农田、果园、菜地以及昭苏、特克斯和新源三大天然草场土壤汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、砷(As)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、锌(Zn)八种重金属元素的监测,通过对上述监测数据的统计分析和评价表明:伊犁河谷典型区域土壤重金属含量均低于《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)(二级、旱地)限值,整体处于清洁安全水平,尚未受到人为显著影响.     

汉江流域水环境综合管理

汉江是我国重要的优质水源地和湖北省重要的水资源,汉江流域的水环境保护对湖北省汉江流域的经济和社会可持续发展有着极大的影响,对湖北省“中部崛起”战略的实施也十分重要。阐述和分析汉江流域的现状及其问题,并提出相应的对策以加强汉江流域水环境综合管理。     

多种干旱监测指标在黄河流域应用的比较

利用黄河流域(包括青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、山东、内蒙古中西部)145个气象站1961—2010年月降水、气温、蒸发资料,为探讨目前国内常用的干旱监测指标的区域适用性,对比分析了几种干旱监测指数在黄河流域的应用情况,这些指数包括综合气象干旱指数(CI)、标准化降水指数(SPI)、帕默尔干旱指数(PDSI)、降水距平百分率(Pa)和K干旱指数(K)。结果表明,近50 a来,5种干旱指数中,K和CI对干旱的监测结果与实际情况吻合得较好,其次分别为SPI、Pa和PDSI。就CI和K而言,CI监测结果过于偏轻,对研究区内一些较重的干旱过程有遗漏;K对干旱程度的判断在某些区域(如青海、内蒙古中西部)过于偏重,对河南的夏、秋季干旱过程有遗漏。总体来说,在黄河流域,K指数监测的干旱结果与实况最为吻合,使用K的监测结果能最接近地反映实际的干旱状况,但以下情况除外,对于河南的夏、秋季,内蒙古的冬季,建议采用CI的监测结果;内蒙古的夏季,K和CI的监测结果均比较适宜,可结合使用;山东的冬季,K和Pa的监测结果可结合使用;山东的夏季,建议采用Pa的监测结果;而对于青海省,各个季节均建议使用SPI的监测结果。     

基于因子分析的黄河流域人居环境评价

通过构建包括居住条件,城镇生态环境,城镇基础设施及城镇经济发展水平4大综合指标的人居环境评价的指标体系,应用因子分析法对黄河流域的18个县城人居环境进行分析与评价。结果表明,经济发展水平是影响黄河流域城镇人居环境的核心因子,流域各县城的人居环境质量差异较大,十个县城综合得分低于平均水平。流域城镇整体人居环境水平有待提高。并针对各个县城人居环境中存在的问题,提出了相应的优化对策。