不同降雨强度下铅在屋面径流中迁移规律的模拟研究

针对面源污染日趋严重的实际问题,研究采用模拟降雨的方式与铅同位素示踪技术,对不同降雨强度下不同来源铅(屋面累积颗粒物源与湿沉降源)在屋面径流系统中的迁移与分配特征进行了探讨.结果表明屋面径流系统中不同来源铅的行为特征受降雨强度影响较大,降雨持续时间为30 min,雨强分别为9.8、21.8、42.5、82.2 mm·h~(-1)时,屋面累积颗粒物源铅被冲刷进入径流的速率分别为0.275、0.434、0.595、1.019mg·m~(-2)·h~(-1),湿沉降源铅进入径流的速率分别为0.102、0.269、0.642、1.288 mg·m~(-2)·h~(-1).降雨强度对不同来源铅在屋面径流系统中的分配特征有显著影响.不同降雨强度下累积颗粒物源铅在屋面径流,屋面剩余颗粒物,屋面材料中的分配比例依次为(9.8 mm·h~(-1))29.0%、33.5%、37.5%;(21.8 mm·h~(-1))45.0%、19.0%、36.0%;(42.5 mm·h~(-1))61.2%、7.8%、31.0%;(82.2 mm·h~(-1))92.9%、2.2%、4.9%;湿沉降源铅相应归趋中的比例依次为(9.8 mm·h~(-1))62.6%、36.3%、1.1%;(21.8 mm·h~(-1))74.1%、14.3%、11.6%;(42.5 mm·h~(-1))90.7%、2.6%、6.7%;(82.2 mm·h~(-1))94.0%、0.5%、5.5%.     

单一与复合胁迫下油菜对镉、铅的吸收效应

以干旱区绿洲灰漠土为供试土壤,油菜(Brassica campestris L.)为供试植物,通过盆栽试验研究了Cd/Pb单一和复合胁迫下其在油菜体内的吸收和富集特征,并解析了油菜条件下Cd、Pb的交互作用.结果表明,Cd/Pb单一和复合胁迫下油菜体内Cd、Pb的含量均随着其胁迫浓度的增大而增大,但复合胁迫下油菜对Cd、Pb的吸收互为拮抗作用(Cd最大胁迫浓度<7mg.kg-1,Pb最大胁迫浓度<1 500 mg.kg-1);Cd单一胁迫下油菜对其富集能力和其在油菜体内的迁移能力均随着其胁迫浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,Pb单一胁迫下油菜对其富集能力和其在油菜体内的迁移能力则均随着其胁迫浓度的增加而持续减小;复合胁迫降低了油菜对Cd、Pb的富集能力和Pb在油菜体内的迁移能力,但提高了Cd在油菜体内的迁移能力;油菜对Cd的吸收能力和其在油菜体内的迁移能力均远远大于Pb;油菜对重金属Cd、Pb的吸收和迁移模式均符合二次方程.     

雨水入渗淋溶下锌冶炼地块土壤中镉铅的迁移特征

文章以某锌冶炼地块剖面土壤为研究对象,开展了为期30 d的模拟酸雨(pH=4.4)滞水、干湿交替（ADW）和连续淋溶条件下柱淋溶实验,探讨土壤中Cd、Pb的释放迁移及形态转化特征。结果表明,各处理下淋出液Cd和Pb浓度均于淋溶初期第5天达到峰值后下降,Cd浓度峰值范围高达21.7～45.1μg/L,超出《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅳ类标准限值(10μg/L),且整个淋溶期间滞水处理下淋出液Cd浓度均超标,地下水存在Cd污染风险;Pb浓度峰值范围仅为0.90～2.69μg/L,远低于Pb标准限值(100μg/L)。酸雨淋溶促进表层杂填土层（0～10 cm）土壤Cd和Pb释放迁移,主要累积于下层素填土(15～20 cm),Cd的迁移能力和深度较Pb高。欧共体参比司三步连续提取法结果显示,淋溶后表层土壤Cd和Pb的可交换态占比增加,残渣态占比降低,迁移性增大;浅及深层10～60 cm处土壤中Cd和Pb可交换态含量比例减少,残渣态占比上升,而ADW淋溶处理促进土壤中Cd和Pb向可交换态转化。降雨特别是酸雨淋溶会导致冶炼地块土壤中Cd、Pb的释放和迁移,存在地下水重金属污...     

铅锌矿区土壤-植物系统中植物吸收铅的研究

基于野外现场系统采样,结合室内全量、形态含量检测技术,分析了湘西铅锌矿区几类粮食中铅等元素的质量状况以及水稻植株中铅的吸收和分配.结果表明,湘西铅锌矿区粮食中存在高铅污染风险,与对照相比,矿区稻米、玉米、黄豆等粮食中铅的平均含量分别增加2.4倍、1.2倍和3.3倍.粮食铅含量因品种不同、采集部位不同而异,铅含量由高到低依次为:黄豆＞稻米＞玉米(粮食品种间),根＞茎叶＞籽粒(植株部位间),稻根对铅表现出极强的束缚力和耐受性.相关分析显示稻根中的铅主要来自土壤,而水稻地上部分的铅则可能主要源自大气.矿区粮食中汞、镉、铅等多种重金属共同富集,亟需开展矿区粮食中重金属复合污染的机理及其健康风险研究.     

稻鸭复合系统的温室气体排放及其温室效应

利用密闭箱技术和碱液吸收法.通过田间试验研究了稻鸭复合系统土壤CH4、N2O和CO2的排放规律及其温室效应.结果表明:①在水稻生长期间,CH4分别在分蘖期和抽穗期出现2个排放高峰.平均排放通量养鸭处理为(7.68±0.74)mg·m-2·h-1.常规淹水稻田(对照)为(9.53±0.40)mg·m-2·h-1;N2O排放通量呈现出在稻田淹水期间保持较低值,在稻田落干后迅速升高的趋势,平均排放通量养鸭处理为(0.092±0.073)mg·m-2·h-1,对照为(0.082±0.074)mg·m-2·h-1;而CO2的排放则在分蘖期和成熟期田面水逐渐落干后呈现2个排放峰,养鸭处理和对照的平均排放通量分别为(121.20±4.21)mg·m-2·h-1和(107.53±3.92)mg·m-2·h-1.②稻田养鸭显著地降低了CH4的排放.水稻整个生育期间排放量为18.41 g.m-2,比对照减少19.3%;而显著地提高了N2O的排放,整个生育期间排放量为0.2 g·m-2,比对照增加了10%;养鸭稻田土壤CO2的总排放量为273.66 g·m-2,对照为245.73 g·m-2,两者之间没有显著性的差异.③CH4是引起稻田温室气体综合温室效应的主体,其贡献率在60%左右,相对于常规稻作,稻田养鸭能有效降低甲烷的温室效应,使其温室气体的综合温室效应显著降低.说明在中国南部稻鸭共作是一个减缓全球温室效应的可行措施.     

土壤-地下水系统中石油烃的迁移和生物降解述评

石油烃具有生物累积性,能长期留存在环境中。准确掌握环境中石油烃的行为及归宿,对有效控制石油烃污染、保护人类健康具有重要意义。生物降解是石油烃在土壤-地下水系统中归宿的主要途径。重点阐述了石油烃在土壤-地下水系统中的迁移,降解石油烃的微生物,生物降解机理,影响生物降解的因素,微生物修复技术,以及利用微生物分子生态学来监测生物降解过程的现状,并展望了未来的发展方向。     

磷对铅、锌和镉在土壤固相-液相-植物系统中迁移转化的影响

在盆栽条件下,以磷酸二氢钾作为磷（P）添加剂,以空心菜为指示植物,借助模型Visual MINTEQ 研究了P对污染土壤中铅（Pb）、锌（Zn）和镉（Cd）在土壤固相-液相之间以及土壤-根系-地上部的迁移累积的影响.实验设了6个P剂量水平：0（CK）、 0.18（P0.18）、 0.36 （P0.36）、 0.72（P0.72）、 1.08（P1.08）、 1.44（P1.44）,P剂量水平是按照P/Pb物质量的比例（mol/mol）为基础而设计的.结果表明,与对照相比,添加P处理污染土壤后,显著（p<0.05）降低了空心菜地上部吸收的重金属Pb、Zn和Cd的含量,降低幅度分别为53％～92％、 35％～71％和59％～86％,降低了根系吸收累积重金属Pb的含量,增加了根系吸收的Zn的含量,但对Cd吸收量无显著影响.增加P的剂量水平,根系向地上部转运的Pb、Zn和Cd的量的呈指数级下降趋势.地上部吸收的各元素的相关分析结果表明,元素Pb 与元素Zn、Cd是显著正相关关系,其中相关系数最高的是Pb 与Zn（R＝0.993,p<0.01）,其次是Pb与Cd（R＝0.986,p<0.01）.说明Pb 与Zn、Cd在空心菜从根系到地上部分转运的过程中是协作关系.添加P后,提高了土壤pH,从而降低了土壤水溶性Cd的含量,Zn变化不显著,增加了土壤水溶性总Pb含量.平衡液中Pb的主要存在形态是PbHPO₄、PbOH⁺、PbH₂PO⁺₄等3种络合形态.结果还表明,根系吸收Pb的量与土壤水溶性Pb含量具有显著的负相关关系,相关系数-0.872（p<0.05）.P处理降低了土壤水溶性Zn、Cd的含量,却促进了根系吸收,这是Zn、Cd与Pb的不同之处.P具有显著降低复合污染土壤中Pb、Zn和Cd植物毒性的作用.     

腐解对水-底泥-黑藻系统中氮迁移转化的影响

文章在约12 L的圆柱形聚乙烯塑料桶进行实验,通过对水-底泥-黑藻系统腐解模拟研究,监测在黑藻衰亡期时整个系统及在各介质中总氮和各形态氮含量变化,以此反映氮元素在研究系统中迁移转化规律。实验表明:在整个实验过程中,腐解量为30 g时,系统中TN、NH_4~--N分别增加了21.4%、13.8%,NO_3~-N降低了19.5%;腐解量为60 g时,系统中TN、NH_4~+-N、NO_3~--N分别增加了37.6%、67.1%、13.0%,而对照组TN增加了5.8%,NH_4~+-N、NO_3~--N分别下降了25.6%和61.1%;同时腐解量与TN的增幅呈正比。黑藻的腐解促进了好氧性分解菌和氮循环菌的增殖,从而影响整个系统的氮素循环,并且改变系统中各形态氮的迁移转化。     

组配改良剂对土壤-蔬菜系统铅镉转运调控的场地研究

以组配改良剂LS(石灰石∶海泡石=2∶1)为试验材料,通过对湘南某矿区附近铅镉复合污染旱地土壤进行现场改良钝化,研究施加不同量的LS(0、2、4、8 g·kg-1)对茄子和苋菜植株吸收累积Pb和Cd的影响以及对Pb和Cd在2种蔬菜植株各部位间转运的调控.结果表明:1施加LS能够显著提高土壤p H,降低土壤中交换态Pb和Cd的含量.2施加LS能显著降低2种蔬菜植株各部位中Pb和Cd的含量.LS施加量为2~8 g·kg-1时,茄子果实中Pb和Cd的含量分别降低44.7%~78.6%和36.0%~78.7%;苋菜植株茎叶中Pb和Cd的含量分别降低45.8%~59.1%和40.0%~87.2%.3LS的施加降低了2种蔬菜植株各部位间Pb和Cd的转运系数.2种蔬菜植株在根-茎-果实间或根-茎叶间转运Cd的能力大于Pb,且施加LS各处理下,同种蔬菜相同部位对Pb和Cd的转运能力大小关系保持不变.     

广东鼻咽癌高发区土壤-作物系统重金属迁移特征及健康风险评价

为揭示广东鼻咽癌高发区土壤-作物系统重金属迁移特征及健康风险,选择鼻咽癌高发区四会市农田系统为研究对象,采集了稻谷和油麦菜样品及对应的土壤样品,在分析土壤和农作物样品中As、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb和Cd这7种重金属含量及化学形态的基础上,采用统计学分析、污染指数评价法、迁移系数法和健康风险评价法等开展土壤-作物系统重金属的迁移特征及健康风险评价.结果表明,研究区农田土壤基本清洁(P_综=0.43);土壤中Cd和Mn主要以生物可利用态存在,Hg主要以潜在可利用态存在,As、Cu、Ni和Pb主要存在于残渣态中.研究区油麦菜基本安全(P_综=0.48),稻米污染指数(P_综=7.66)高于油麦菜,主要污染元素为Pb (PI=10.25).研究区土壤中Cd和Cu更容易被油麦菜吸收富集,Cd、Cu和As更容易被稻米吸收富集,农田土壤重金属污染防治工作应特别关注Cd和Cu污染,对于稻田应同时关注As的污染.研究区成人和儿童食用油麦菜的非致癌风险指数(HI)均小于1,总致癌危害指数(Risk)均值小于1×10^-4...     

褐煤地下气化过程中铅和砷的迁移规律的研究

在煤炭地下气化模型试验的基础上,研究了褐煤原煤及其气化产物中的铅和砷的含量和分布,进行了铅和砷的质量平衡计算,并分析了其析出的反应机理.实验结果表明,铅在原煤中以残渣态23.07%、碳酸盐和铁锰氧化物结合态53.96%、硫化物结合态22.96%存在,而砷则以残渣态47.73%、有机结合态7.95%、硫化物结合态40.90%存在.在气化过程中63.65%的铅和56.23%的砷残存在地下煤灰中,1.15%的Pb和6.62%的As转化到煤气冷凝水中,35.20%的Pb和37.15%的As转化到煤气中.     

铅和铬污染包气带及再释放规律的实验研究

利用有机玻璃柱模拟包气带,研究了Pb2+和Cr6+在污染包气带时的迁移转化规律,以及雨水淋洗受污染包气带中重金属再释放规律.结果表明:包气带受重金属污染过程中,铅和铬在粗砂包气带中的迁移速率分别为7.25cm/d和0.4cm/d,远大于其在细砂包气带中的迁移速率4.46cm/d和0.36cm/d,且Cr2O72-形式存在的六价铬在包气带中的迁移速率比的铅离子迁移速率大10倍以上;在模拟实验中,溶液在通过包气带区域时六价铬还原为三价铬的反应很弱,通过包气带的水样中三价铬未检出,并且包气带介质中三价铬含量(0.006mg/kg)几乎为零;雨水淋洗铬和铅污染的粗砂和细砂包气带模拟研究中铅淋洗溶出率为0.056%和0.112%,铬淋洗溶出率为62.33%和40.36%.因此,Cr2O72-在砂质包气带中的迁移性很强且容易从介质表面淋洗去除,而铅在介质中的迁移性较差且很难从介质中淋洗去除掉.     

南方丘陵山地农户对生态系统服务的感知及其影响因素——以湖南省慈利县为例

生态系统服务是保障乡村生态安全、环境健康以及经济可持续发展的重要基础,农户作为乡村地域生态系统与乡村经济发展的重要关联主体,其生产生活以及对生态系统服务的认知与感知变化对维护生态系统功能具有重要影响。以南方丘陵山地重点生态功能区——湖南省慈利县6个不同发展类型的农村社区为研究对象,基于农户访谈与入户调查,探究了2008—2018年农户对各类生态系统服务的多样性感知变化,采用多元线性回归方法构建农户对生态系统服务多样化感知指数模型,分析其影响因素,在此基础上提出两者协同发展的建议策略。结果表明：（1）农户对各类生态系统服务感知变化以及不同区域之间的感知均呈现差异性,农业生产主导区感知强于生态保护核心区和生态经济发展区;（2）农户对林地、农田、园地、湿地生态系统服务的多样性感知以及属性感知依次减弱;（3）自然环境、资源禀赋、个体特征等是影响农户生态系统服务属性感知的重要因素。研究结果以期为维护区域生态系统服务,提升农户福祉推进生态服务提升及乡村协同发展提供参考。     

黄土丘陵区小流域植被建设的土壤水文效应

以纸坊沟流域为研究对象,研究了植被恢复后不同植被对土壤水分的影响情况,得出如下结论:①草地土壤水分含量大于灌木林地,灌木林地土壤水分含量大于乔木林地;②选用乡土树种油松造林对土壤的干化程度较轻,选用刺槐造林时要考虑立地条件和造林密度,林草隔带种植可以减轻土壤干化程度;③灌木林下阴坡土壤干层并不比阳坡干层程度轻。土壤干化程度和植被种类直接相关。此外,受种植密度及人为干扰影响;④和以前人们的认识不同,天然草本植被也会形成土壤干层,其中白羊草和长芒草形成有利于自身群落稳定的干层,但茭蒿形成的干层则对自身稳定不利,在植被建设上应引起足够重视。     

基于R语言的非点源颗粒态磷指数构建及应用——以丘陵红壤区小流域为例

以南方丘陵红壤区典型小流域为例,构建了基于R语言的流域非点源颗粒态磷污染指数并进行应用.结果表明,(1)流域土壤侵蚀模数在0.7～15244.2t/(km2·a)之间,超出南方丘陵红壤区容许土壤侵蚀量的区域占流域面积59％;平均非点源颗粒态磷产生强度为0.86kg/hm2,超出非点源磷流失阈值的区域占流域面积14％.流...     

华北典型丘陵地区地下水水质特征及污染成因分析—以河南省安阳市龙安区为例

为探明华北典型丘陵地区——安阳市龙安区的地下水水质状况,共检测了龙安区内127个监测井的24项水质指标,开展区域地下水水质特征及污染成因研究;在水化学统计和水质评价的基础上,应用反距离权重空间插值法对污染物进行空间分布特征解析,并通过主成分分析法识别污染源。结果表明：龙安区浅层地下水化学类型多为HCO₃-Ca型,区域内93.0%的地下水样品中NO₃ ⁻浓度超过GB/T 14848—2017《地下水质量标准》中Ⅲ类标准限值,最大超标倍数为47.1倍。单因子污染指数评价结果显示,研究区地下水样品中NO₃ ⁻污染指数最大值为48.10,其中27%的样品处于较重污染状态,19%处于严重至极重污染状态;SO₄ ²⁻处于中度污染状态,Cl⁻、NH₄ ⁺、F⁻处于轻度污染状态。内梅罗综合污染指数评价结果显示,研究区地下水综合污染指数为0.01~34.69,地下水水质整体处于良好水平,但有4%的样品处于极差状态,主要分布于研究区中部。NO₃ ⁻、NH₄ ⁺、SO₄ ²⁻、Cl⁻浓度高值区主要分布于区域中部,且呈现中部高、东西低的分布特征;F⁻浓度高值区分布于地下水滞留区,且呈现西低东高的分布特征。污染成因分析结果表明,研究区地下水水质状况主要受区域水文地质条件、地下水地球化学特征和农业面源污染影响。

     

湖南酸雨污染特征

根据湖南省近10多年来城市降水监测资料，了解到湖南酸雨污染严重，且污染冬季重于夏季、市区重于郊区，出现湘中地区严重污染带，其污染是局地源和外来源叠加的结果，并对湖南生态环境，工农业生产和人体健康产生危害。     

基于地理探测器的湖南新石器时期聚落遗址人居环境适宜度评价

湖南地区是长江中游新石器时期文化发源地之一,为了更有效地了解新石器时期的人地关系,以高程、坡度、坡向、水体、地貌、土壤和植被类型这7个指标构建新石器时期聚落遗址人居环境模糊指数综合评价体系,运用地理探测器的因子探测法确定各要素的权重,在ArcGIS中将各因子的权重值进行加权叠加和综合等级类型分类,最终得到湖南新石器时期聚落遗址人居环境适宜度评价结果:宜居度中等以上的区域面积最大,总面积为18.59万km2,占湖南省总面积的87.77％;水体权重值占比最高;古人偏爱聚水而居,且集中分布在洞庭湖区域,湘、资、沅、澧周边沿干流分布或在河流的交汇区域分布;适宜度等级较高的遗址类型偏向于丘陵型、台地型和平原型;宜居度中等及以上的遗址多分布在地形较低、朝南、微斜坡、地貌、土壤和植被类型最为丰富的区域.本文可为今后史前聚落遗址分布与自然环境分析提供借鉴意义.     

川东北社区生态旅游发展探讨

社区生态旅游是将社区发展融入到生态旅游中,以保证社区的利益和环境保护的双赢。本文探讨川东北社区参与生态旅游的重要意义及社区生态旅游发展存在的问题,提出了在川东北发展社区生态旅游的模式和措施,对社区生态旅游走可持续发展道路具有一定的指导作用,特别是对于落后地区的旅游资源开发或待发展的地区起借鉴作用。     

湖南烤烟(Nicotiana tabacum)铅含量的空间变异特性研究

以2002～2003年湖南烤烟(Nicotiana tabacum)为研究对象,利用地统计学方法与GIS技术相结合的方法研究了该地区烤烟铅含量的空间分布特征.结果表明,该2年烤烟铅含量拟合为Spherical模型,并均具有明显的趋势效应.2002年和2003年湖南烟叶铅含量块金效应分别为0.26和0.17,空间相关性分别表现为近似强相关和强相关.另外,2年湖南烤烟铅含量空间分布特征相似,均表现为由西向东和由北向南递增的规律.