镉污染农用地安全利用技术研究与运用

我国农业发展面临着严重的镉污染问题,研究减少镉进入食物链的安全利用技术或模式,对有效地利用现有土地资源并保障食品安全具有重要意义。本文综述了镉污染耕地安全利用的主要技术,包括农艺调控措施、合理施用土壤改良剂、叶面阻控技术、种植结构调整,介绍了镉污染耕地安全利用技术的研究进展以及在实际运用中需要考虑的问题。     

钝化剂对轻中度镉污染农田的安全利用效果

为研究酸性镉（Cd）污染土壤安全利用问题,以陕西商洛轻中度Cd污染农田为研究对象,分别施加生石灰、生物炭和钙镁磷肥,通过小麦-玉米轮作试验,探究不同用量钝化剂对Cd污染土壤的安全利用效果,筛选出最佳的钝化剂配比.结果表明：①通过钝化剂的施加,能不同程度地改善土壤质量.②施用钝化剂后,小麦和玉米的籽粒产量均有不同程度地提高.③3种钝化剂可有效地提升土壤pH值和降低土壤有效态Cd含量,生石灰2 340 kg·hm^-2（C3）处理效果最佳,分别增加小麦和玉米土壤pH 1.453和1.717单位,减少有效态Cd含量34.38%和30.20%.④施加生物炭1 800 kg·hm^-2（B2）处理对降低小麦根系、秸秆和籽粒Cd含量效果最好,较CK分别显著降低了53.60%、38.86%和52.96%,其小麦籽粒ω（Cd）降低至0.09 mg·kg^-1,低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的小麦Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）;施加生物炭1 260 kg·hm^-2（B1）处理对降低玉米根系、秸秆和籽粒Cd含量综合效果最佳,较CK分别显著降低43.74%、53.20%和94.57%,其玉米籽粒ω（Cd）降低至0.001 9 mg·kg^-1,远低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的玉米Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）.因此,在田间试验条件下,综合考虑各项指标的影响,生物炭在轻中度Cd污染的小麦-玉米轮作区农田土壤效果最好.     

农田土壤侵蚀与生态恢复工程

综述了农田土壤侵蚀的主要原因和带来的环境问题,浅述了土壤生态恢复工程设计的发展和应用.     

城市河流沉积物镉污染的潜在生态风险评价——以重庆市清水溪为例

针对目前河流污染问题的严重性,采用Hakanson潜在生态风险指数法,通过分析清水溪流域18个采样点沉积物中典型重金属污染物镉的含量,定量确定了清水溪沉积物中重金属镉的污染程度和潜在生态风险程度。结果表明：清水溪流域镉污染非常严重,上游比下游污染严重,而且在新桥到高滩岩段受到重金属镉的高强度污染,对周围环境存在着极高的镉生态风险。在清水溪干流采样点沉积物中镉的质量浓度范围在0．38～1．48mg·kg^-1之间,平均值0．85mg·kg^-1,各支流沉积物中镉的质量浓度范围为0．51～1．08mg·kg^-1。对于清水溪各支流镉的污染程度与潜在生态风险程度由高到低的排序为杨家沟〉金竹沟〉芭蕉沟〉关井沟〉石碾盘沟。     

大都市海岸带生态整治修复技术研究进展与展望

受人类活动和自然灾害影响,大都市区海岸带生态环境遭到破坏,丧失了原有的生态服务功能。如何修复海岸带并发挥其支持作用成为沿海城市面临的重大问题与机遇。本文综述了近年来国内外以硬质岸线生态化、基底修复和海滩养护、水文调控、植被恢复以及牡蛎礁为代表的海岸带生态整治修复技术,并分析海岸带生态整治修复技术的发展趋势,认为需要充分考虑技术对海岸带特殊条件的适应性,注重研发人工干预与自然演替相结合的复合技术体系,相关技术还应当支持大都市海岸带生态系统功能和结构的提升以及景观尺度的复合生态系统的构建,进而能够提升海岸带生态环境质量,为市民提供亲近海洋、感受海洋的美丽海岸带。     

新时期土地综合整治与生态修复研究

新时期环境下,土地综合整治与生态修复工作十分重要,直接影响着社会的发展与国家的进步。在这种环境下,必须要全面贯彻落实新时代生态文明思想,并在此基础上实施土地综合整治与生态修复工作,实现对于山水林田的保护、修复和治理,这是我国自然资源部门一项重要工作任务。目前在此方面虽然取得了一定的成果,但也面临着巨大的挑战,针对这些问题的存在,相关部门要予以高度重视,以生态文明思想观念为指导,全面落实土地综合整治和生态修复工作。文章对全面落实土地综合整治和生态修复工作做了相关研究,首先介绍了土地综合整治的意义,然后分析了土地综合整治和生态修复之间的关系,以及当前新时期土地综合整治与生态修复面临的机遇与挑战,最后结合实际情况探讨了当前新时期环境下,做好土地综合整治与生态修复工作的具体策略。     

土地整治中的生态环境保护问题与措施

在城市化进程不断提速的当下,我国的土地资源也变得愈发紧张,合理使用每一块土地资源成为了各界热议的话题。而土地整治就是为了能够更加充分地、合理地利用每一块土地资源,充分释放每一块土地的价值,同时确保我国的总耕地面积能够维持动态平衡,是一项非常复杂且漫长的工作。在工作进行过程中也存在很多直观的问题,不重视生态环境保护就是其中最严重的问题之一,故而经常出现因为土地整治工作进行而导致某区域生态多样性被损坏的事件,亟需各方提高重视。文章阐明了土地整治工作的概念,以及在进行土地整治过程中同时开展生态环境保护的意义,全面分析了目前存在的生态环境保护问题,最终提出了能够解决各类生态环境保护问题的可行措施,期望能够给相关单位起到参考作用。     

不同类型区农用地整治对农田生产能力的影响

以产能提高为核心的农用地整治已上升为国家层面的重要战略之一。通过建立农用地整治影响下的农田生产能力估算模型,定量评价湖北省内平原、丘陵及山地3种不同类型区农用地整治对农田生产能力的影响,结果表明:①农用地整治后,山地型整治区农田生产能力提高168.91%,丘陵型整治区提高57.78%,平原型整治区提高38.32%;②平原型整治区基础设施要素提高最大,为78.62%;丘陵型整治区水资源要素提高最大,为75%;山地型整治区基础设施要素提高最大,为199.12%;③总体上,基础设施要素对农田生产能力的贡献率都最大。建议国家农用地整治在政策上适当增加对山地型和丘陵型整治区的重视,项目区应合理配套农村居民点整治工程,并尽量避免生态损失。     

探究土地整治中的生态环境保护问题与措施

土地是人类赖以生存和发展的基础资源,随着城镇化进程的不断加快,导致我国的土地资源紧张,而土地整治可以充分利用土地资源,提高土地利用率,改善耕地质量,确保全国总耕地面积保持动态平稳.但土地整治是一项系统又复杂的过程,涉及土地结构的系统规划与管理,当前在土地整治的过程中尚未足够重视生态环境的保护问题,使得生态多样性遭到破坏...     

泰州市东城河水环境整治的生态思考

分析了泰州市东城河存在的水生态环境问题,指出目前在综合整治方面存在的不足之处,提出要引用欧洲河流生态治理方面成功的经验,确立"以人为本、恢复生态、人水和谐"的水环境综合整治新理念.     

农田土壤重金属汞、镉污染的治理措施

介绍了农田土壤重金属汞、镉污染的原因、特点以及目前常用的去除农田土壤重金属汞、镉的措施.     

Positive effects of applying endophytic bacteria in eggplant-Sedum intercropping system on Cd phytoremediation and vegetable production in cadmium polluted greenhouse

The combination of intercropping and phytoremediation in the remediation of cadmium contaminated soil is an emerging model in recent years, but the results of previous studies are inconsistent. In the field experiment, eggplant was intercropped with hyperaccumulator Sedum alfredii Hance (inoculated or not inoculated with endophytic bacteria) to study the effects of intercropping on vegetable safety production, phytoremediation efficiency of hyperaccumulator and variation of soil available nutrients. The results showed that the intercropping treatment had a negative effect on the growth of eggplant and Sedum, but endophyte SaMR12 alleviated the inhibition of intercropping on plant growth. Intercropping treatment increases the Cd concentration in edible part of eggplant to 1.34 mg/kg compared with eggplant monoculture (1.19 mg/kg). While the application of SaMR12 reduces the Cd concentration of eggplant fruit to 0.95 mg/kg and significantly promotes the Cd uptake by Sedum. What's more surprising is that compared with eggplant monocropping, the content of soil available nitrogen, phosphorus and potassium in the treatment of intercropping with inoculated Sedum increased significantly. And according to the correlation analysis of various indexes of plants and soil, the Cd content of eggplant is negatively correlated with the available phosphorus and potassium in the soil, while the Cd content of Sedum is positively correlated with it, which suggested that the application of phosphorus and potassium fertilizers in this experimental site was beneficial to reduce Cd content in eggplant and improve Cd phytoextraction of Sedum. Therefore, in the daily production of moderately Cd-contaminated soil, intercropping eggplant with Sedum inoculated with endophytic bacteria is an excellent Phytoextraction Coupled with Agro-safe-production (PCA) pattern.     

基于多指标融合的福建省农用地畜禽粪便环境污染风险评价

基于福建省各县市区畜禽养殖统计数据,融合目前主要的7种农用地畜禽粪便环境污染风险评价方法,开展了基于多指标融合的福建省农用地畜禽粪便环境污染风险评价研究.结果表明:7种风险评价方法的结果在超限量值的县市区分布范围和数量都存在较大的差异.其中以农用地畜禽粪便猪粪当量负荷警报值(磷)为指标的评价结果的超限量值县市区数量最多,共有26个县市区,占总县市区的38.81%;其次是以畜禽养殖密度为指标的评价结果,共有20个县市区超限量值,占总县市区的29.85%;最少的是以农用地畜禽粪便猪粪当量负荷(氮)为指标的评价结果,只有1个县市区超限量值,仅占总县市区的1.49%.宁德市拓荣县是7种风险评价方法中风险最小的县市区,南平市光泽县是6种风险评价方法中风险最大的县市区,漳州市市辖区是1种风险评价方法中风险最大的县市区.基于多指标融合评价方法的结果中超限量值的县市区数为6个,占总县市区的8.96%,其中,风险评价最大值和最小值所在县市区分别为南平市光泽县和宁德市拓荣县.综合上述结果,表明该方法基本反映了7种风险评价方法中的共性问题,能避免采用不同指标所带来的农用地畜禽粪便环境污染风险结果的片面性.研究结果可为农业非点源污染防治、养殖业产业布局规划等提供科学依据.     

Evaluation of genotoxicity of combined soil pollution by cadmium and phenanthrene on earthworm

The DNA-damaging effects of the combined pollution of heavy metal and organic contamination on earthworms were evaluated by single cell gel electrophoresis （SCGE） assay. Earthworms Eisenia andrei were exposed to single or combined test compounds in different doses of cadmium （Cd） 5, 10, 50 mg/kg and phenanthrene （Phe） 0.5, 2.5, 12.5 mg/kg with a treatment of 14 d. In SCGE assay, isolated coelomcytes and electrophoresis were employed to determine DNA damage degree after a 14-d treatment by test compounds. The results showed that there was a significant statistical difference between earthworms treated with Cd combined Phe with them treated alone with Cd or Phe. The Olive tail moment （OTM） of SCGE assay using earthworm coelomcytes appears to be a sensitive biomarker for evaluating exposure to genotoxic compounds. These tests also revealed that the interaction between Cd and Phe to DNA damaging effects was negative, and was strongly dependent on the concentration of pollution. This study corresponds to exploratory phase in order to reveal interaction effects of heavy metal and organic contamination on earthworms and then to set up more in-depth analysis to increase progressively the understanding of the genotoxicity mechanisms involved.     

株洲城郊农田土壤重金属污染特征与Pb同位素示踪

通过采集湖南株洲城郊农田区表层土壤（A层）,并分析其Cd、Hg、Pb、Zn等重金属元素含量,研究了土壤中重金属元素的污染特征.为示踪这些金属元素的来源,选择农田区典型土壤样品及湘江沉积物、污染源区土壤样品,进行重金属元素含量和Pb同位素组成测定.结果表明,农田区A层土壤受到不同程度的重金属污染,其中,Cd、Hg、Pb、Zn含量最高,分别为21.71、24.52、261.49、577.94 mg·kg^-1,且Cd、Pb、Zn元素之间显著相关,而研究区附近湘江水体和沉积物中这些元素含量没有增高,说明这些重金属不是来自湘江,而是可能主要来自冶炼厂;铅同位素显示,冶炼厂附近A层土壤²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值（1.150~1.164）低于周边区域A层土壤（1.164~1.169）,²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb值（2.108~2.122）高于周边地区（2.106~2.119）,说明受到人为污染的影响.从污染区分布空间位置和铅同位素源解析的结果看,农田区土壤中Cd、Hg、Pb、Zn等重金属的主要污染源是冶炼厂的冶炼烟气粉尘及与农耕活动有关的其他人为污染.     

珠江河口地区农田水体N、P污染研究

以张松村和万顷沙十五涌的农田水渠为研究对象,根据水系分布情况设置采样点,分析N﹑P在渠系中的时空变化规律.结果表明,农田水渠水体N、P平均浓度高于附近河涌及珠江河道.两个研究区中TN、NH4+-N浓度沿着排水水流方向总体上有逐渐减小的趋势,而NO3--N浓度逐渐增大.万顷沙十五涌农田水渠TP沿着排水水流方向逐渐减小,而张松村的变化无明显规律. Spearman相关分析结果显示,张松村农田水渠TN与NH4+-N、TP、CODcr呈显著性正相关;NH4+-N与NO3--N呈负相关;万顷沙十五涌农田水渠TN与NH4+-N、TP、NO3--N和CODcr呈显著性正相关.该研究可为珠江河口地区水环境保护和农业面源污染治理提供参考依据.     

腐植酸对重金属铅镉的吸附特征

为了揭示腐植酸对单一Pb、单一Cd和Pb、Cd复合污染物的吸附特征,笔者通过吸附模拟实验分析了pH、温度、反应时间和初始浓度等因素变化对风化煤腐植酸吸附重金属离子Pb~(2+)和Cd~(2+)的影响.结果表明,腐植酸对Pb~(2+)的吸附受pH值变化的影响很小,但对Cd~(2+)的吸附随着pH增加而增加;腐植酸对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附饱和的时间均为240 min;对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量均随温度的增加而增加;Langmuir吸附模型对腐植酸吸附单一Pb~(2+)、单一Cd~(2+)和铅镉复合态中Pb~(2+)的拟合较好,Freundlich吸附模型则对腐植酸吸附铅镉复合态中Cd~(2+)的拟合较好;准二级动力学模型能较好地拟合腐植酸吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的过程,说明腐植酸对铅镉的吸附为物理吸附和化学吸附的复合吸附过程;铅镉复合态下Pb~(2+)和Cd~(2+)存在竞争吸附,单一Pb~(2+)溶液中加入Cd~(2+)对腐植酸吸附Pb~(2+)基本无影响,但单一Cd~(2+)溶液中加入Pb~(2+)时,Pb~(2+)会与Cd~(2+)产生竞争吸附,从而降低Cd~(2+)的吸附量.本研究结果可为利用腐植酸稳定土壤中Pb~(2+)、Cd~(2+)等重金属离子的技术开发提供参考.     

作物重金属铜污染的HHT边际谱特征与污染预测模型

为了解读作物受重金属污染的光谱响应与光谱特征,以不同浓度梯度硫酸铜（CuSO₄·5H₂O）胁迫土壤的盆栽玉米培养胁迫实验为研究对象,依据不同胁迫梯度下玉米叶片反射光谱以及叶片中Cu²⁺含量的测定数据,采用希尔伯特-黄变换（HHT）方法,研究了玉米叶片在不同Cu²⁺胁迫梯度下光谱的Hilbert边际谱变化特征与污染程度预测方法.通过构建玉米叶片光谱的边际谱熵（MSE）,边际谱幅值（MSA）、边际谱陡坡斜率（MSSS）和边际谱包围面积（MSEA）等特征参量,分析叶片在不同Cu²⁺污染程度下的边际谱变化;同时基于边际谱特征参量值与叶片中Cu²⁺含量的相关性分析和逐步回归统计,提出了玉米叶片重金属污染的Cu²⁺含量预测指数模型.实验结果表明,不同Cu²⁺胁迫梯度下,玉米叶片光谱的边际谱为分布在100Hz频率以内的连续谱;MSE值表现出与叶片中Cu²⁺含量呈负相关的变化趋势,而MSA、MSSS和MSEA值都表现出与叶片中Cu²⁺含量呈正相关的变化趋势;由于MSEA值与叶片中Cu²⁺含量的相关性最好,可把MSEA作为监测作物重金属污染衡量或预测的最优指标;根据MSE、MSA、MSSS和MSEA值构建的Cu²⁺含量预计指数模型应用结果比较,证明MSEA指数模型具有最优的预测能力.     

环鄱阳湖区农田土壤重金属空间分布及污染评价

为了解环鄱阳湖区农田土壤重金属污染状况,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对环鄱阳湖区农田表层土壤(0~20 cm)中7种重金属元素进行污染及生态风险评价,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析环鄱阳湖区农田土壤重金属的空间分布特征.结果表明:(1)土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.12、13.15、35.44、0.18、38.45、81.91、80.45 mg·kg~(-1),与江西省土壤环境背景值相比较,均有不同程度累积,Cr、Cu、Cd累积富集情况最严重,内梅罗指数法与潜在生态危害指数法评价结果均表明,环鄱阳湖区土壤重金属综合污染情况为轻度污染,鄱阳县、进贤县、乐平市、南昌县、万年县、新建县以及余干县累积污染情况较严重.(2)以国家土壤环境质量二级标准为评价标准,超标率12.24%=CuCdAsHgCr=8.85%ZnPb,表明研究区部分农田土壤样点Cu、Cd、As、Hg、Cr累积程度已威胁到农作物产量和质量,但总体上为清洁状态.土壤中Hg、Cd达到中等生态危害程度,研究区农田土壤中重金属总体表现为轻微危害程度.(3)半方差函数模型拟合结果显示,Hg、Pb、Cr、Zn符合指数模型,As符合球状模型,Cu、Cd符合线性模型.As、Pb、Cd、Cu的含量总体上呈现出东部地区高、西部地区低的趋势,主要在鄱阳县、乐平市、万年县及余干县等地富集.Zn的含量在中北部地区偏低、在东南部地区较高,乐平市、万年县富集相对严重.Hg、Cr是由西南地区向东北地区递减的梯度变化,两种重金属元素均主要在南昌市各县区累积.     

铜矿弃渣场下游农田土壤重金属污染特征及健康风险评价

以江西省某铜矿弃渣场拦渣坝下游农田土壤为研究对象,对3个地块(1 ^#、2 ^#和3 ^#)土壤中重金属Cu、Pb、Cd、As和Sb污染现状进行分析和评价。结果表明:3个地块土壤中各重金属平均浓度均高于江西省土壤背景值,其中1 ^#地块Cu、Cd和3 ^#地块Cu、Sb、As的平均浓度均超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》水田风险筛选值(pH<6.5);1 ^#、2 ^#、3 ^#地块的尼梅罗综合指数(P_综)分别为11.30、1.25、2.95,分属重度、轻度和中度污染水平;地累积指数法评价结果表明,1 ^#和3 ^#地块土壤均受到不同程度的Cu、Cd、Sb、Pb、As污染,2 ^#地块土壤受到不同程度的Cu、Pb、Sb、As污染;健康风险分析表明,3个地块土壤对成人和儿童均无非致癌风险,对儿童的致癌风险均超过美国国家环境保护局规定的最大可接受限值(1.0×10 ^-4),其中1 ^#和3 ^#地块土壤对成人的致癌风险也超过最大可接受限值,存在不可接受的致癌风险,3种致癌重金属的致癌风险(CR)表现为As>Cd>Pb,且3种暴露途径对致癌风险的贡献为口腔>皮肤>呼吸。