太原市小店污灌区地下水中多环芳烃与有机氯农药污染特征及分布规律

污水灌溉在华北水资源匮乏地区得到广泛应用,但却可能会将有机污染物引入地下水.为查明有机污染物在污灌区地下水中的污染现状,本文选取山西省小店污灌区为研究区,采集了16个地下水样品(浅层水样品13个,深层水样品3个),利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了多环芳烃(PAHs)的含量、利用气相色谱-电子捕获器(GC-ECD)分析了有机氯农药(OCPs)的含量.结果表明,研究区地下水中PAHs的浓度范围为13.98~505.89 ng·L-1,平均浓度为115.67 ng·L-1,以2~3环的低环芳烃为主,萘和菲的检出率最高;OCPs的浓度范围为13.91~103.23 ng·L-1,平均浓度为40.99 ng·L-1,检出率最高的为α-六六六、δ-六六六、2,4-滴滴滴、艾氏剂、硫丹硫酸酯、六氯苯.总体来看,深层水的有机污染物浓度明显低于浅层水;各水渠附近地下水中有机污染物浓度顺序为:东干渠北张退水渠太榆退水渠,显示地下水水质受到污水灌溉的影响.     

滴灌方式和生物质炭对温室土壤矿质态氮及其微生物调控的影响

滴灌和生物质炭添加均可影响土壤氮的形态及转化.深入了解滴灌方式和生物质炭对土壤矿质态氮和参与矿质态氮转化关键功能基因及微生物种群的综合影响,对改善设施农业生产管理方式,提高水分和氮源利用效率,降低硝酸盐积累及其淋失引起的地下水污染具有重要指导意义.在日光温室设置地表滴灌(D)、插入式滴灌(ID,插入深度15 cm)、地表滴灌+10 t·hm~(-2)生物质炭(DB)和插入式滴灌+10 t·hm~(-2)生物质炭(IDB,插深15 cm)这4个处理,以收获期辣椒根际和非根际土壤为研究对象.结果发现,非根际和根际土壤铵态氮含量不受滴灌方式和生物质炭的影响.与地表滴灌相比,插入式滴灌显著降低了非根际土壤硝态氮的含量(P0.05),但生物质炭削弱了这种差异.同种滴灌方式下,生物质炭添加降低了根际土壤硝态氮的含量.生物质炭添加降低了地表滴灌辣椒非根际土壤AOA、AOB和nirK基因拷贝数以及根际土壤AOA基因拷贝数(P0.05),提高了两种滴灌方式根际土壤AOB和nirK基因拷贝数(P0.05).结构方程模型分析结果显示,在非根际和根际土壤中,pH和电导率分别是对铵态氮和硝态氮含量影响最大的环境因子,AOB基因拷贝数是对硝态氮影响最大的生物因子.基于PICRUSt功能预测,γ-变形菌纲菌属对氨单加氧酶基因(K10945)表达的贡献高于其它菌属;α-变形菌纲,尤其是根瘤菌成员对参与含铜离子的亚硝酸还原酶基因(K00368)表达的贡献高于其他菌属.生物质炭对非根际土壤K10945和根际土壤K00368同源基因细菌群落结构的影响显著(P0.05).综上所述,相对于滴灌方式,生物质炭的添加对设施农业土壤硝态氮氮含量及其转化的关键微生物影响更大.     

河南某污灌区土壤-作物-人发系统重金属迁移与积累

开展污灌区土壤-作物-人发系统(SCHS)重金属迁移与积累研究,对于维护农田生态系统和人体健康具有重要意义.以河南某污灌区为例,采集土壤和小麦籽粒样品各27份、人发样品355份,用原子吸收法测定Cu、Zn、Pb、Cd含量,用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定As含量,开展重金属在SCHS中的迁移与积累探讨.结果表明,污灌区土壤和小麦籽粒发生了不同程度的重金属污染.土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As平均含量分别为40.63、203.47、22.10、1.84、26.87 mg·kg-1,小麦籽粒中上述重金属平均含量分别为10.10、25.83、0.87、0.56、0.35 mg·kg-1,都高于对照区.污灌区人发中上述重金属平均含量分别为14.11、143.13、13.24、0.19、1.97 mg·kg-1,高于对照区,人发多数重金属含量随年龄增长呈增加趋势,男性高于女性.污灌区人发对小麦籽粒重金属的富集系数(BAF人发/小麦)远大于小麦籽粒对土壤重金属的富集系数(BAF小麦/土壤),人发对大多数重金属的放大作用显著.在SCHS中,大多数重金属沿土壤→小麦籽粒→人发的迁移与积累曲线呈不规则"V"形,长期污灌样点的土壤和小麦籽粒重金属污染程度、人发重金属含量都高于"清污"混灌的样点.     

河套灌区不同灌季土壤氮素时空分布特征分析

以内蒙古河套灌区东段乌拉特灌域为研究区,在春灌、夏灌和秋浇(2005年4月、7月和11月)3个不同特征灌季进行采样分析,应用传统统计学方法和地统计学中的普通 kriging 法,对研究区0～20cm土壤中氮污染物的空间分布特征进行了研究.结果表明,不同灌溉时期土壤中总氮、铵态氮和硝态氮的理论变异函数模型主要为球状、高斯和指数模型,与实际变异函数间的残差平方和在0.0009与0.1238之间,拟合效果较好;除11月铵态氮具有中等空间相关性外.其它参数均具有强烈的空间相关性;在4、7月土壤中总氮元素含量大体表现为东北高、西南低;研究区整体土壤总氮和硝态氮含量4月最高、11月最低,土壤铵态氮含量7月最高、11月最低.土壤中氮元素的上述时空变异受研究区地下水位、引水和农田排水不同期变化具有较大的影响.     

干旱内陆灌区土壤水分平衡计算及灌溉利用效率分析

干旱内陆灌区大水漫灌,不仅浪费宝贵的水资源,还会造成肥料流失和土壤盐渍化。在建立非饱和带一潜水带水量平衡模型的基础上,利用典型区负压计和中子水分观测仪的配套观测,依据水势水分剖面分布,分不同阶段分析计算灌水后蒸散发量。在水量平衡分析、计算的基础上,得出灌溉水流失率(不包括蒸散发)达82％,节水灌溉潜力巨大。     

3种水稻种植模式的减氮效应和经济性评估

为探讨不同种植模式对水稻田氮素污染流失的影响和经济效益差异,于2016年4—10月在盘锦市鼎翔米业幸福农场内布设试验样地,采用对比试验、费用效益分析、情景分析等方法,开展了常规种植、低化学品和有机生态3种水稻种植模式的减氮效应和经济性评估.结果表明:①3种模式中有机生态种植模式的农田排水总氮含量最低,为1.94 kg/hm2,低化学品种植模式次之,为3.67 kg/hm2,常规种植模式最高,为5.87 kg/hm2.②有机生态种植模式单位面积经济净现值及经济净现值率最高,分别为23 302.53元/hm2和1.13;低化学品种植模式次之,分别为15 310.42元/hm2和1.06;常规种植模式最低,分别为14 855.92元/hm2和0.93.③在水稻价格上浮5%时,有机生态种植模式的经济净现值和净现值率最高,分别为21 218.14元/hm2和0.86,分别比低化学品种植模式及常规种植模式高7 425.26元/hm2和0.07及7 972.01元/hm2和0.17.④在水稻价格下调5%时,有机生态种植模式的经济净现值和净现值率依然最高,分别为16 872.82元/hm2和0.68,分别比低化学品种植模式和常规种植模式高6 030.87元/hm2、0.06和6 715.17元/hm2、0.15.研究显示,有机生态种植模式的减氮效应和经济效益明显高于低化学品种植模式和常规种植模式.      

基于摩拜骑行数据的上海市共享单车减排效益时空分析

移动互联网环境下的共享单车能够有效减少机动化出行,可在一定成程度上缓解当下交通污染、气候变化等问题,具有显著的减排效益.本研究基于上海市摩拜单车的骑行数据,结合精细化的交通方式排放因子及共享单车替代率调查数据,计算共享单车与其替代交通方式相比所减少的温室气体排放和污染物排放,并分析共享单车减排效益的时空分布特征.结果表明：2016年上海市共享单车的CO₂、CO、HC、NO_x、PM_2.5和PM₁₀减排量分别为6322、74、8.57、6.33、0.32、0.48 t;在时间上具有典型的峰谷现象,其中,早晚高峰贡献了约45%的减排量;在空间上主要分布于中心城区,其中,南京东路街道单位面积减排量最高.因此,上海市共享单车的减排效益主要产生于早晚通勤交通与人口集聚的地区.为了提高共享单车的减排效益,政府和运营者需要在未来继续扩大共享单车的覆盖范围,增加在郊区的投放数量,鼓励更多外围居民使用共享单车.     

两种模式下中国未来发电行业发展情景及其环境效益分析

为了研究“双碳”目标模式下我国发电行业发展前景及带来的环境效益,建立了饱和“S”状灰色模型计算了按照旧有发电模式——非“双碳”模式下2021～2060年发电行业装机容量和发电量,并基于“中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望报告”计算获得了“双碳”模式下2021～2060年发电行业装机容量和发电量,对比研究了两种模式下中国未来发电行业的发展情景.通过物料衡算法和火电行业排放绩效构建了CO₂、 SO₂、 NO_x、 PM、 PM₁₀和PM_2.5的排放因子以及减排因子,定义了用于衡量污染物减排量的4种环境效益A₁～A₄.结果表明,在“双碳”模式下,火电机组将于2026年实现碳达峰,之后年均降低0.28亿kW,同时要求可再生能源发电机组于2020年后年均增加1.54亿kW以实现碳中和.与非“双碳”模式相比,“双碳”模式下火力发电装机容量将大幅度减少,可再生能源发电装机容量将大量增加,由此产生巨大的环境效益A₁...     

西安市小区中水回用的必要性和可行性分析研究

通过分析西安市水资源现状和用水情况以及目前小区中水回用的研究现状,并结合实例对小区中水回用进行经济、环境分析研究,结果表明:在西安市采用小区中水回用无论是在处理规模还是技术经济上都是可行的,而且在起到节约水资源作用的同时,还可以带来良好的经济、环境效益.对于水资源紧缺、城市供需用水量矛盾日益突出的西安市,采用小区中水回用是十分必要且紧迫的.     

利用海水资源直接农业灌溉的研究

2000～2002年在半干旱的山东莱州地区进行了海水直接灌溉鲁梅克斯(Rumexpatientia×R.Tianschanicus.cv.RumexK-1)、油葵(HelianthusannuusL.“G101B”)、菊芋(HelianthustuberosusL.)等耐盐植物的田间小区试验和室内模拟试验,结果表明:①试验期总降雨量212.9mm,灌溉定额每年为1500m³·hm^-2,海淡水比例0∶1、1∶9、1∶3、1∶1混合灌溉后的耕层土壤(0～40cm)盐分没有差异;室内模拟表明,降雨量为800mm,即使用1∶1的处理,1m土体脱盐率仍可达17%左右,表明海水适量灌溉可以缓解滨海盐土的土壤盐渍化;②海水灌溉大大减缓滨海盐土水分蒸发,1∶1处理灌溉30d后土壤水吸力仅为0∶1(全淡水)处理的50%左右;③1∶1海淡水灌溉处理的鲁梅克斯、油葵、菊芋产量与全淡水灌溉的没有显著差异,比不灌溉的增产1倍以上。