东北黑土区农业面源污染特征及防治对策

东北黑土区是我国重要的粮食生产基地,季节性农业面源污染不容忽视。本文系统总结了东北黑土区农业面源污染物的输出特征,梳理了农业面源污染负荷估算与源解析的方法,有针对性地归纳了区域面源污染防治的实用新技术,提出今后农业面源污染防治方面的建议。     

松花江沉积物中总汞及汞形态的演化

为进一步掌握松花江汞污染的动态,通过2005年的样品采集与分析,结合有关历史数据,研究了松花江表层沉积物中汞的分布与变化.结果表明,在切断汞的主要污染源之后,第二松花江和松花江干流沉积物中汞含量均呈明显下降趋势;松花江18个断面沉积物中总汞质量含量较低,平均为0.172 mg·kg-1,除哈达湾、哨口和白旗江段外,大部分江段已处于背景水平.各江段沉积物中汞的形态分布差别较大,第二松花江沉积物中汞以过氧化氢溶态和王水溶态为主,而干流江段则以酸溶态和过氧化氢溶态为主;与20世纪80年代相比,除了王水溶态汞以外,2005年哈达湾、哨口和白旗3个代表性断面酸溶态、碱溶态及过氧化氢溶态汞含量均大幅下降.说明经过多年的环境治理以及水体的自然净化作用,松花江的汞污染已经得到了有效控制.     

三江平原露水水汽来源的氢氧稳定同位素辨析

为探讨湿地、水田露水氢氧同位素变化规律并辨析露水水汽来源,于2009年作物/植物生长季对三江平原雨水、地表积水及露水进行样品采集.通过测定样品δ<'18>O和δD,研究了露水、地表水体、雨水间的水力联系,确定了不同生态系统露水的水汽来源.结果表明,受不同降雨水汽来源影响,6月末～8月末露水中δ<'18>O和δD值总体变...     

松花江沉积物主要组分对汞吸附的贡献

通过选择性去除-吸附-统计分析的方法,模拟研究了松花江沉积物中主要组分对汞吸附的能力和贡献.结果表明,Langmuir、Freundlich吸附等温线均能较好地描述萃取前沉积物吸附汞的过程,其中Langmuir吸附等温线拟合效果更好.NH2OH.HCl、Na2S2O4和H2O2等去除剂对沉积物进行选择性去除后的吸附实验显示,Langmuir吸附等温线仍能较好地拟合吸附过程.沉积物各主要组分对汞的吸附能力顺序为锰氧化物铁氧化物有机质.由于沉积物中各组分的含量差异较大,就各组分对汞的吸附贡献而言,铁氧化物和有机质相对于锰氧化物的贡献较大.     

排水沟渠炉渣与底泥对水中氮、磷截留效应

通过等温热力学吸附实验,将炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对水中氨氮的去除效果进行比较,并采用Langmuir等温吸附方程对3种基质吸附氨氮、磷酸盐的量进行拟合;通过动力学实验,比较3种基质吸附速率.结果表明,炉渣、炉渣+30%底泥、排水沟渠底泥对氨氮的最大吸附量分别为0.49,1.03,1.75mg/g,对磷酸盐的最大吸附量分别为0.99,2.33,1.88mg/g;4h内基质吸附氨氮速率分别为:0.10,0.11,0.54mg/(g·h),2h内基质吸附磷酸盐速率分别为:0.048,0.051,0.096mg/(g·h).由于沟渠底泥较为松散、遇水冲刷易流失,故选择炉渣作为沟渠基质坝的填充物.基质坝能够减缓渠水流速,延长渠水的水力停留时间(HRT).     

松花江水中总汞的时空分布研究

为研究松花江水中总汞含量的时空分布特征,分别于2005年春汛期(4月)和夏汛期(8月)对松花江白山至同江江段进行了采样分析.结果表明,总汞含量为0.021～0.173μg·L-1,均值为0.096μg·L-1.总体上来讲,五棵树至白石江段江水中的总汞浓度较高.另外,由于附近金矿的汞排放,红石水库的总汞含量也较高,达到了0.111μg·L-1.总汞含量呈现明显的年内季节性变化和年际变化特征,主要表现为夏汛期总汞含量高于春汛期,1975～2005年总汞含量总体上呈下降趋势.经调查分析,沉积物再悬浮作用及其向水中的汞释放是导致松花江水总汞时空分布变化的主要原因,江水中较高的汞含量可能仍将维持较长的时间.     

若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量特征

若尔盖高原沼泽湿地是我国最大的高原泥炭沼泽湿地。采用静止箱/气相色谱法,2004年5月至10月对若尔盖高原泥炭沼泽湿地CO2呼吸通量进行了观测。沼泽湿地CO2呼吸通量平均值为200.40mg·m-2·h-1,最大值为402.37mg·m-2·h-1,最小值为61.09mg·m-2·h-1。沼泽湿地周边的沼泽化草甸CO2呼吸通量平均值为425.50mg·m-2·h-1,最大值为891.74mg·m-2·h-1,最小值为124.23mg·m-2·h-1。二者均在7、8月出现排放峰值。沼泽湿地CO2呼吸通量日变化为单峰型,高峰出现在13时和15时。沼泽湿地CO2呼吸与温度具有相关性,其中与5cm深的土壤温度相关性最好。若尔盖高原沼泽湿地CO2呼吸通量的平均值仅为三江平原常年积水沼泽湿地的约36%,这可能是若尔盖高原沼泽湿地有泥炭积累,而三江平原沼泽湿地无泥炭积累或仅有少量积累的重要原因之一。     

pH和水溶性有机质对苏打盐碱土壤吸附解吸汞的影响

苏打盐碱土壤是一种具有特殊理化性质的土壤。采用1次平衡法,研究不同pH和水溶性有机质(DOM)含量对苏打盐碱土壤吸附解吸Hg的动力学特征。结果表明:随着平衡溶液pH的增加,苏打盐碱土对Hg的吸附量呈现先升高后降低的趋势,其中最大吸附量出现在pH为3.5~5.5;对Hg的解吸量呈现先降低后升高的趋势,最小解吸量出现在pH为4.5~6.0。DOM对不同浓度Hg的吸附、解吸特征影响不一,当平衡溶液Hg浓度低于10 mg/L,DOM的增加显著降低土壤对Hg的吸附量;而当平衡溶液Hg浓度升高,DOM的增加反而促进Hg的吸附。当平衡溶液ρ(DOM)<100 mg/L时,DOM的增加对土壤中Hg的解吸起促进作用。苏打盐碱地土壤具有强碱性、低有机质的特性,不利于Hg在土壤中的存留。     

前郭灌区居民发汞含量及影响因素研究

从第二松花江(二松)下游的前郭灌区内采集了120名居民的头发样品(发样),测定了发样中的总汞(发汞)含量,分析了人体汞累积的影响因素,评价了当地居民的汞暴露风险水平.结果表明,居民发汞含量为0.15～1.01mg/kg,平均含量为0.56mg/kg.其中,男性发汞平均含量为0.55mg/kg,略低于女性发汞平均含量(0.60mg/kg).随年龄的增长,居民发汞含量呈现先增长后降低的趋势.其中,低于20岁人群的发汞含量最低,平均值为0.47mg/kg;40～50岁人群发汞含量最高,平均值为0.73mg/kg;发汞含量与个体性别、身高、体重等生理特征及吸烟、饮酒、食鱼量等生活习惯的相关关系不显著.120份发样中,仅有1例发汞含量超过了美国环保局制定的参考剂量(RFD)限值(1.00mg/kg).本研究表明,目前二松下游居民的汞暴露风险水平已经很低,长期提取二松江水灌溉对当地居民健康未构成威胁.据此推断,以二松为主要水源的哈达山水库建成后,通过灌溉对当地居民健康造成的影响也较低.     

松花江水体沉积物汞污染的生态风险

为了发展一种方法以便重建河流沉积物中汞的初始背景浓度,并在此基础上评价松花江汞污染现状,于2005年采集了吉林市至哈尔滨市松花江河段沉积物样品,用混合酸消解后,使用原子荧光分析测定了沉积物中总汞含量,使用ICP-MS和ICP-AES分别测定了沉积物中钪和主要阳离子含量.以保守元素钪为基准元素,重建了松花江沉积物中汞的初始背景含量,然后计算了沉积物中汞的富集比率和潜在生态风险指数.结果表明,吉林市至松源河段沉积物汞仍然存在极强的生态污染风险,松源以下河段沉积物中Hg存在中等或轻微生态污染.与以前研究多采用全球工业化前沉积物中汞最高含量或上地壳中汞平均含量来评价沉积物中汞的生态风险相比,本方法比较客观地反映了研究河段沉积物中汞的污染现状和生态风险,建议在沉积物重金属污染评价研究中采用.