盐渍化条件下污灌区土壤重金属的释放特征

以受盐渍化和重金属双重胁迫的天津污灌区土壤为研究对象,通过径流实验和淋溶实验,探讨盐渍化土壤重金属的释放特征及对水质安全的影响.研究的盐分种类为污灌区土壤盐渍化进程中的主要盐分Na Cl,设置的盐度梯度为7个,添加质量分数为0(CK)~5%,污染土壤中Cd、Pb和Hg含量分别为2.21、234.1和0.601 mg·kg~(-1).结果表明,(1)不同盐度处理下产流所需时间为(51'25″±15″),盐度对径流产流时间影响不显著;(2)随着Na Cl盐度梯度的提高,土壤径流和淋溶液中Cd、Pb和Hg的累计释放量均显著上升.Cd累计释放量从CK的53.40μg·kg~(-1)(径流)和55.63μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl盐度处理的122.56μg·kg~(-1)(径流)和135.79μg·kg~(-1)(淋溶),Pb的累计释放量从CK的168.30μg·kg~(-1)(径流)和94.44μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl盐度处理的340.68μg·kg~(-1)(径流)和201.93μg·kg~(-1)(淋溶),Hg的累计释放量从CK的39.66μg·kg~(-1)(径流)和9.60μg·kg~(-1)(淋溶)分别提高到5%Na Cl处理的89.37μg·kg~(-1)(径流)和11.97μg·kg~(-1)(淋溶).同时,径流及淋溶液中可溶态重金属含量显著上升,颗粒态含量有所下降,其所占比例也显著下降.Cl-含量与重金属累计释放量之间关系可以用线性或对数模型拟合.(3)高盐度处理下径流和淋出液中Cd浓度超过地下水水质Ⅲ类标准,对环境及地下水存在一定威胁;径流和淋溶前期Pb浓度超过Ⅲ类标准;径流和淋溶过程中Hg浓度均超过Ⅲ类标准,风险较高.本研究结果表明高强度降雨强度下污染农田土壤重金属释放风险不可忽视.     

水分条件对紫色土中铅形态转化的影响

以培养试验模拟3种水分条件（80％田间持水量、于湿交替及淹水）下,重金属铅（Pb）在紫色土中形态转化的动态过程,结果表明,外源Pb进入紫色土后,随着培养时间的增长由交换态向碳酸盐态、铁锰氧化物态、有机结合态转变,残渣态所占比例基本稳定．Elovieh方程可以拟合交换态Pb在紫色土中转化的动力学过程．交换态Pb在土壤中的...     

大气CO2浓度升高对红三叶和高丹草Cs、K竞争吸收与转运的影响

水培条件下,研究了大气CO2浓度升高对红三叶(Trifolium Pratene L.)和高丹草(Sorhum vulgare x Sorghum.vulgare var.sudanense hybrids)在不同铯(Cs)浓度(0、200、500、1000μmol·L-1)下生物量、铯和钾的竞争吸收及转运的影响.结果表明,大气CO2浓度升高显著提高了2种植物叶、茎和根各部位的生物量,其中,红三叶各部生物量分别提高了42.6%、66.2%和45.0%,高丹草分别提高了17.4%、18.9%和22.3%.大气CO2浓度升高提高了红三叶和高丹草叶片及茎中的Cs含量,提升比例最大的为红三叶的茎(达9.7%),同时显著提高了2种植物对Cs的转运系数及红三叶的茎和根中Cs/K的区别系数.对于红三叶,大气CO2浓度升高引起叶片K含量略微增加,而茎和根系中K含量显著降低;对于高丹草,大气CO2浓度升高引起叶片和茎中K含量增加,而根系中K含量降低.2种植物对Cs的吸收都与介质中Cs浓度呈显著的线性相关,溶液中Cs浓度的增加提高了红三叶和高丹草的Cs/K区别系数,并且Cs的添加不仅对红三叶和高丹草的生物量都起到了一定的抑制作用,同时还降低了2种植物对钾的吸收.在正常的CO2浓度下,1000μmol·L-1Cs处理可使2种植物叶、茎和根中的K含量分别降低10.4%、13.3%、32.5%(红三叶)和18.3%、42.1%和38.9%(高丹草);在大气CO2浓度升高的条件下,分别降低12.2%、22.0%、35.0%(红三叶)和17.9%、38.7%、34.6%(高丹草).     

模拟降雨条件下22种典型土壤镉的淋溶特征及影响因子分析

搞清模拟降雨条件下重金属在农田土壤中的淋溶特性,有利于阐释重金属的保蓄性能与迁移转化机制.本研究选取了全国22种典型土壤,通过室内土柱试验,探讨雨水作用下土壤镉的淋溶和释放特征,并对影响土壤镉淋溶特性的因子进行分析.结果表明,22种土壤Cd的释放过程大致分为两类,第1类包括吉林黑土、吉林暗棕壤、吉林黑钙土等7种土壤,此类土壤在整个淋溶过程中淋出液Cd2+浓度极低,未超过地下水水质Ⅲ级标准.第2类包括天津潮土、江西红壤、河北褐土等剩余15种土壤,其Cd释放分为两个阶段,淋溶量未超出4 L时,淋出液中Cd2+浓度较高,对地下水及环境威胁较大;超出4 L后,Cd释放速率明显变缓,浓度降低至Ⅲ级标准以下.逐步回归分析的结果显示,土壤中Cd含量、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量及pH对降雨作用下土壤Cd释放有重要作用,四者累计的决定系数达到了0.9609,其中土壤中Cd含量所占权重最高,且对累计释放量作用为正,其次为CEC,作用为负.游离铁和pH合计所占权重较低,作用也为负.     

农村环境质量监测与评价指标体系研究

总结了农村环境质量监测与评价研究现状,提出了农村环境质量监测布点原则与方案,在此基础上构建了更具针对性、灵活性的农村环境质量监测与评价指标体系。     

天津地区不同茄子种植模式对土壤氮磷淋溶损失的影响

蔬菜种植具有水肥需求量大等特点,导致菜地土壤氮磷淋溶损失(以下简称淋失)风险较高。茄子作为中国主要的蔬菜种类之一,其种植地氮磷淋失问题不容忽视。为探索降低茄田土壤氮磷淋失风险的种植模式,采用田间渗滤池技术,对不同种植模式(茄子单作、茄子/小白菜间作、茄子/小白菜间作+黄花菜/矮化石榴植物篱、茄子/小白菜间作+柠条/沙棘植物篱)下菜地土壤淋溶液中氮磷含量进行监测,研究茄子不同种植模式对土壤氮磷淋失的影响。结果表明,在4种种植模式中,以茄子/小白菜间作+黄花菜/矮化石榴植物篱对TN、NO_3~-淋失拦截效果最佳,较茄子单作分别降低46.14%、51.62%;然而,不同种植模式对NH_4~+的淋失拦截无显著差异。与茄子单作相比,其他种植模式对TP的淋失拦截显著,其中以茄子/小白菜间作最佳,较茄子单作相比显著减少了40.80%。在茄子生产过程中,茄子/小白菜间作+黄花菜/矮化石榴植物篱能够有效降低土壤氮磷淋失风险,是适宜天津地区治理菜地氮磷淋失的一种有效措施,研究成果将为治理天津地区面源污染提供技术指导。     

天津郊区土壤-蔬菜系统中Cd 的积累特征及污染风险

在对天津郊区蔬菜地大规模采样调查的基础上,对土壤和蔬菜系统中Cd 积累特征进行分析,比较了不同种类蔬菜吸收Cd 的能力,利用Monte-Carlo 模型研究了土壤Cd 通过饮食途径对人体健康造成的风险.结果表明,研究区内Cd 积累呈log 正态分布,其含量范围、算术平均值和中值分别为0.04~3.2,0.31,0.24mg/kg,土壤Cd 含量均值远高于天津市土壤Cd 背景水平,呈现明显的积累趋势.圆白菜、芥菜、黄瓜、西葫芦、西红柿、茄子、豆角和大葱中Cd 积累量均有超过国家食品卫生标准的样本检出,综合超标率为7.6%.根据各类蔬菜对Cd 的富集系数,采用CHAID 系统聚类方法,将天津郊区蔬菜分为4 类,各类蔬菜吸收Cd 能力的差异显著.基于Monte-Carlo 模型的分析结果表明,达到重污染水平时,土壤Cd 会对人体健康产生较大风险.     

水分条件对稻田土壤汞甲基化影响的模拟研究

通过培养实验,研究了70%田间持水量、干湿交替及淹水等3种水分管理方式对外源Hg在稻田土壤中甲基化的动态过程.外源添加浓度为5 mg·kg~(-1)Hg~(2+),培养时间为42 d.结果表明,70%田间持水量下,土壤甲基汞(Me Hg)含量基本保持稳定,平均为11.55μg·kg~(-1);淹水条件下,土壤Me Hg含量呈上升趋势,平均为30.70μg·kg~(-1),约为70%田间持水量的2.7倍;干湿交替条件下,土壤Me Hg呈现"涨-消"的波动趋势,平均含量为20.41μg·kg~(-1),约为70%田间持水量的1.7倍.培养结束后土壤Me Hg含量和占总Hg比例依次为:淹水(37.42μg·kg~(-1),0.76%)干湿交替(16.08μg·kg~(-1),0.33%)70%田间持水量(11.75μg·kg~(-1),0.25%),表明淹水条件有利于稻田土壤中汞的甲基化.Elovich方程可以拟合淹水条件下稻田土壤Me Hg含量变化的动力学过程,表明土壤中Me Hg含量在试验前期(7 d)快速升高,随后呈现缓慢增长的趋势.培养期间,各水分处理下稻田土壤中硫酸盐还原菌(SRB)数量均表现为上下波动式的周期性变化特征,均值分别为(533±31)cfu·g~(-1)(70%田间持水量)、(615±39)cfu·g~(-1)(淹水)和(509±43)cfu·g~(-1)(干湿交替).相关分析表明,土壤Me Hg含量与硫酸盐还原菌(SRB)数量、氧化还原电位(E_h)、土壤含水量之间的相关性达到了显著性水平(p0.05),与其他因素之间无显著相关性.可以推测,在稻田土壤淹水形成的厌氧环境中,SRB可能是生物汞甲基化的优势菌群.     

天津公园土壤重金属污染评价及其空间分析

随着城市化和工业化进程的加快,我国城市及其周边目前已遭受到明显的重金属污染,本文着重研究了天津17个主要公园土壤重金属的污染特征。2007年10月采集公园土壤样品,利用ICP-MS分析土壤重金属的含量。研究结果表明：Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和Pb的平均质量分数分别为36.57mg·kg-1,116.56mg·kg-1,30.15mg·kg-1,51.04mg·kg-1,0.25mg·kg-1和31.62mg·kg-1。以天津市土壤背景值为评价标准,天津公园土壤重金属污染属于中度污染和轻微生态风险。重金属主要污染因子为Cd,其次是Pb、Zn和Cu。天津中环线以内区域公园土壤重金属污染较中外环线之间相比较重。不同行政区划区域公园土壤重金属污染从综合污染指数来看,由重到轻的顺序为：红桥区〉河北区〉河东区〉南开区〉河西区〉和平区〉北辰区;从潜在生态指数评价来看,由重到轻的顺序为：红桥区〉河北区〉河东区〉南开区〉河西区〉北辰区〉和平区。