酸雨区不同用地类型土壤有效态Cd含量季节变化及关键影响因子

探明污染土壤重金属有效态含量的季节变化特征及其敏感影响因子,对农业生产过程中减低重金属生态风险具有重要的参考价值.研究于湘江中下游典型Cd超标农业小流域中选取稻田、旱作蔬菜地、丘陵林地这3类主要用地类型,分析不同用地类型Cd活性的季节变化特征及其与土壤基本理化参数的关联.为期1 a的原位监测结果显示,研究区为典型酸雨区,雨水p H值呈现冬、春季节低于夏、秋季.稻田土壤总Cd含量显著高于旱作蔬菜地,菜地显著高于林地,3种用地类型土壤总Cd含量季节特征相似,均为夏秋季节略低于冬春两季.3种用地类型Cd有效态季节变化与总Cd含量无明显的相关性,稻田土壤有效态Cd含量在5~9月的作物生长季明显低于其他月份,而菜地和林地则恰好相反.稻田土壤Cd有效性的最关键影响因子为Eh,呈显著正相关,与土壤p H负相关,菜地土壤与土壤TOC明显负相关,而林地土壤Cd有效性与水溶性有机碳、TOC呈现明显的正相关关系.研究可为Cd超标土壤污染阻控与农业安全生产提供一定的数据参考.     

湘中矿区不同用地类型面源Cd输出负荷的原位实验研究

受污染土壤重金属随降雨径流输出已成为河流、湖泊等水体重金属超标的主要来源之一,近年来日益受到关注.研究表明湘江中下游农田土壤重金属超标问题日益严峻,以镉超标最为严重.研究以湘中矿区Cd超标农业小流域为实验场,选取流域内水稻、旱田、荒草地这3类土地利用模式设置径流小区进行自然降雨水文过程的原位观测.结果表明,雨水pH值由春季到夏季呈升高趋势,径流水相溶解态Cd浓度呈明显的季节性差异,春季显著高于夏季,雨水pH值可显著影响土壤溶解态Cd向径流水相迁移,与径流水相溶解态Cd浓度呈负相关关系.相同降雨条件下,稻田径流水相溶解态Cd浓度显著低于旱田和荒草地,旱田与荒草地Cd面源输出负荷显著高于水稻田,由于降雨量差异,3类土地利用类型溶解态Cd面源输出负荷的季节性规律不明显.本研究可为流域尺度重金属面源输出负荷定量估算以及湘江流域水环境安全与水质预警提供数据支持和科学依据.     

重金属在水体中的化学状态、危害及其防治对策

本文对目前研究最多的汞、铬、镉、铅和砷等重金属,详细分析了它们在水体中的迁移转化、价态变化、吸附与解吸附作用、吸附和共沉淀作用等动态过程;简要地阐述五种重金属对水体的污染给人体带来的危害;重点讨论了对水体重金属污染采取控制与消除土壤污染源、含重金属工业废水的排放和生物修复技术等防治对策。     

长沙市某污水处理厂CASS工艺脱氮除磷效果分析

本课题以长沙市某污水处理厂的实际生产工艺流程为试验现场,全面考察了CASS工艺的工作性能,对CASS工艺处理生活污水进行试验研究,为工艺推广应用提供直接的设计依据。并在已有研究的基础上,重点考察在相同进水条件下,不同工艺对氮磷的处理效果,结果表明,四个CASS池对COD、TN、NH3-N、SS的去除率分别为96.6%、68.1%、84.4%、96.8%,均能达标排放,对TP的去除率为76.3%,超标率为69.3%,针对出水TP不达标的情况,主要讨论了影响除磷的因素并提出了改善措施。     

羟基磷灰石对Cd污染土壤中马铃薯生长及品质的影响

通过温室盆栽实验研究了施用羟基磷灰石改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响.实验设置了3个Cd污染水平(0、5、10 mg.kg-1)、6个羟基磷灰石施用量(0、4、8、10、16、30 g.kg-1)和2个马铃薯品种(中薯3号、大西洋).结果表明,土壤Cd污染导致马铃薯单株产量下降(5 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低24%～31%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低41%～45%),但是施用羟基磷灰石可以提高单株产量.相对于不施用羟基磷灰石,5 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用10 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产17%～39%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用30 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产45%～58%.由于羟基磷灰石改善了Cd污染土壤环境,因此马铃薯器官中叶绿素含量和SOD活性明显上升,而MDA含量明显下降.施用羟基磷灰石也提高了马铃薯品质,马铃薯块茎中维生素C含量、淀粉含量以及蛋白质含量也明显提高.随着羟基磷灰石施用量由0 g.kg-1增加到30 g.kg-1,在5 mg.kg-1的Cd污染土壤中,马铃薯块茎Cd含量由0.87～0.95 mg.kg-1下降到0.13～0.21 mg.kg-1,降幅为78%～85%;在10 mg.kg-1的Cd污染土壤中,块茎Cd含量由1.86～1.93 mg.kg-1下降到0.52～0.65 mg.kg-1,降幅为66%～72%.实验表明,羟基磷灰石缓解土壤Cd毒性的主要机制是提高土壤pH值,降低土壤中有效态Cd含量,羟基磷灰石中的Ca阻碍土壤Cd向马铃薯迁移.但是羟基磷灰石对土壤Cd毒性的缓解效应是有限性的,过量施用可能对马铃薯生长和品质产生胁迫作用.在Cd污染土壤中施用适量的羟基磷灰石后中薯3号生长状况和品质好于大西洋,说明不同马铃薯品种对种植环境的改善有不同的响应.     

水泥窑协同处置POPs污染土壤对环境的影响研究

 分析了水泥窑协同处置POPs污染土壤对烟气中污染物排放和熟料品质的影响,结果表明,SO2、NOx、HCl、Hg、As、Ni、Pb、粉尘、二 的排放量均低于工业大气污染物排放规定限制,与空白试验相比,水泥窑协同处置污染土壤过程中烟气中特征污染物排放量没有显著增加.水泥熟料化学成分满足相关规定,熟料产品质量达到相关标准,因此利用水泥窑协同处置POPs污染土壤是一种环境友好处理方式.     

包膜尿素对污染土壤上水稻吸收Zn的影响

通过盆栽试验,研究了等氮量下普通尿素(PU,prilled urea)、硫包膜尿素(SCU,sulfur coated urea)和树脂包膜尿素(PCU,polymer coated urea)对污染土壤上水稻Zn吸收特性的影响。结果表明,与施用普通尿素相比,施用树脂包膜尿素和硫包膜尿素处理的水稻籽粒产量分别增加9.83%和1.64%,糙米Zn含量分别降低5.48%和11.2%,但差异不显著。施用树脂包膜尿素和硫包膜尿素促进水稻生长,一定程度上降低糙米中Zn浓度。     

海南省规模化畜禽养殖场污染防治现状调查与减排对策研究

近年来,随着规模化畜禽养殖业的发展,畜禽养殖业污染已成为农村环境污染的重要来源之一。本文通过对海南省规模化畜禽养殖污染及防治现状调研,归纳了海南省畜禽养殖污染防治的主要技术模式及存在的主要问题,并从过程控制、循环利用和末端治理等技术上提出了海南省畜禽污染防治的对策,从而对全面完成海南省"十二五"主要污染物总量减排目标,有效防治畜禽养殖污染,促进生态旅游岛建设具有重要意义。     

湘江流域水质环境演变特征研究

根据1996年-2010年湘江的水质监测数据,基于湘江流域生态环境质量背景和现状,选用危害较大的10项污染指标,采用单因子污染指数法和综合因子污染指数法对近15年来湘江水质变化进行了分析,研究湘江水质环境演变特征。并选取了2002年-2010年经济和废水排放数据,分析了经济与废水排放之间的相互关系。研究结果表明:湘江流域最为严重的污染物氨氮并没有快速下降的变动趋势,重金属镉在湘江干流和湘江支流中都呈上升趋势,湘江流域的水质环境状况并没有得到很好的改善,污染状况尽管有所缓解,但部分污染物依然比较严重,如总磷和镉等;通过环境库兹涅茨曲线模型模拟,表明水环境与经济发展的关系位于环境库兹涅茨曲线上升段。     

图象法确定底泥颗粒物的表面分形维数(Ds)

研究了不同标度下底泥颗粒物的表面分形特征.结果表明,底泥颗粒的表面在几个nm到几个μm之间一般都具有多重分形特征,而且在不同的标度范围内表面分形维数(Ds)具有一定的差异,在100-102量级之间,随图象分辨率的增大,相应的Ds一般呈变小的趋势.SEM图象计算出的Ds为2.32-2.42,AFM图象计算出的Ds为2.00-2.46,它们是是纯粹几何意义上的表面粗糙特征的描述.