中国农田土壤重金属污染防治挑战与对策研究

土地是生存的根本,日趋严重的重金属污染不仅污染了地下水,对食品安全也带来了严峻的影响。文章基于此,首先从监测工作、污染源头、修复技术、质量评估四个角度分析了农田土壤重金属防治中的挑战,然后就如何应对农田土壤重金属污染提出了对策,包括健全土壤污染监测制度、加强土壤污染源头管控、创新土壤污染修复技术、完善土壤修复质量评估等。     

养殖粪便厌氧发酵沼液中金属含量分析

利用养殖废弃物进行沼气发酵可回收能源,同时沼液可用作肥料。但是,沼液中含有一定量的金属元素,如超过一定限值会限制后续的利用。本文分析了文献报道的46个猪粪沼液、8个牛粪沼液、9个鸡粪沼液中的金属浓度数据,将其与相关标准进行比较,为沼液进行农田利用的过程中降低了金属污染风险。分析发现,猪粪、牛粪和鸡粪发酵沼液均符合《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》和《农用沼液》Ⅲ类金属含量标准。猪粪沼液相比《农用沼液》I类标准,有31. 3%的样品As浓度超标,8. 3%的样品Cd浓度超标,3. 7%的样品Cr浓度超标,2. 6%的样品Pb浓度超标。牛粪和鸡粪沼液较为安全。相对于《农用沼液》I类和Ⅱ类标准,牛粪沼液的Cd浓度存在少量超标;鸡粪沼液存在Cr、Cd浓度超标。Pb、Hg在所调查的各类沼液样品中超标的数量极少。猪粪、牛粪、鸡粪发酵沼液均可直接用于非食用类作物的肥料,在用于草本和木本食用类作物肥料时要进行监测分析,以避免金属超标。     

降雨径流时农田沟渠水体中氮、磷迁移转化规律研究

为有效阻控降雨条件下农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过对降雨时农田排水沟渠系统中总氮、总磷的测定和分析,研究降雨径流下沟渠系统水体中氮、磷的迁移转化规律和时空分布.结果表明,农田排水沟渠系统本身不太稳定,在外界条件(降雨)的作用下可以引起一系列的变化,同时农田排水沟渠系统又具有抗冲击可修复能力,可以使氮、磷的各项转化作用恢复.该特征使得总氮、总磷在沿程迁移过程中表现出一定的变化规律:总氮浓度沿程呈3次多项式曲线变化,总磷浓度整体呈指数递减变化;同时各断面的总氮、总磷自身转化也有其降解规律,总氮和总磷浓度随时间均呈3次多项式曲线变化.     

南营水库(渠)流量间测分析

随着水文现代化的推进,加强对水文监测方式的转变显得意义重大和刻不容缓,不仅能更好地完成水文监测任务,而且提高了工作效率。依据《水文巡测规范》对各项指标的要求,对南营水库（渠）进行流量间测分析论证,为下一步开展水文巡测探索途径和积累经验。选用2010年至2022年13年的资料成果进行分析。通过对各年高、中、低各级水位级的频率计算分析南营水库（渠）可实行流量间测。     

白城市黑土区农田土壤重金属来源解析及积累评价

土壤重金属污染与农产品安全息息相关,为探究东北黑土地的重金属及有机质的含量特征,选择吉林省白城市黑土区农田为研究区域,共采集111个表层土壤样本,分析了土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As和土壤有机质含量,由普通克里金插值分析得到土壤重金属和有机质含量的空间分布,并结合相关性分析、主成分分析和聚类分析探究土壤重金属的可能来源及其与土壤有机质的赋存特征.同时,采用地累积指数法、单因子指数法等方法,结合地统计学评价白城市黑土区农田土壤重金属积累状况.结果表明,土壤中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As含量均值分别为14.68、27.66、44.64、16.81、9.01、0.08、5.38 mg·kg^-1,与吉林省土壤环境背景值相比,均低于背景值.来源分析显示,土壤中Zn、Ni和Pb相伴而生形成明显的地质成因趋势,主要来源于自然源;Cu和Cr与当地悠长的农业耕种历史密不可分,主要受农业活动影响及与畜禽粪便及污水污泥进入农田土壤有关;当地的工业发展主要依赖于重工业,As与工业生产尤其是与采矿活动和燃煤密切相关.土壤有机质含量与土壤重金属Cd、Pb含量呈...     

长期施用有机肥对土壤微塑料赋存及迁移特征的影响

为探明设施土壤中微塑料的赋存特征与施肥模式、种植年限及土壤深度之间的响应关系,通过现场采样、显微镜观察、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等方法,对长期施用有机肥土壤中微塑料丰度、形状、粒径、颜色、种类和表面形貌特征及有机肥中微塑料的丰度、粒径和种类进行分析.结果表明,设施土壤中不同种植年限下（2016～2021年）表层土壤中微塑料的平均丰度随着种植年限的升高而升高,化肥（CF）、有机肥（OF）和生物炭+有机肥（BOF）处理中微塑料丰度不同,其中每年OF处理微塑料的丰度最高,2021年长期施用OF的表层土壤微塑料丰度最高,为543.33 n·kg-1.3种施肥处理土壤中微塑料平均年增长速率分别为11.16%、12.61%和9.17%.微塑料丰度在不同深度土层中表现为随土层深度的增加而显著降低,且BOF处理中微塑料向深层土壤迁移效率最高.微塑料形状主要为纤维状、碎片状、颗粒状和薄膜状,在0～40 cm深度土壤中,纤维状微塑料在3种施肥类型土壤中均占主导地位.在40～60 cm土壤中CF处理无纤维状和薄膜状微塑料,颗粒状微塑料占比最高（57.14%）;OF处理无薄膜状...     

赣东北典型重(类)金属污染农田土壤人体健康风险评估

目前关于农田污染土壤直接接触人体的健康风险没有明确的评估规范,部分研究主要采用并不完全适用的建设用地相关参数对农田人群进行健康风险评估,更贴近农田暴露场景相关评估参数的选择仍需进一步探讨。本研究在江西省东北部采集了重(类)金属污染较重表层农田土壤样品,分析了土壤中6种重金属镉、砷、镍、锌、铊和铜的含量,利用我国生态环境部推荐的健康风险评价模型,以农民为暴露对象对该农田土壤进行人体健康风险评价,重点探讨了每日经口摄入土壤量(oral soil ingestion rate, OSIR)、空气中可吸入颗粒物浓度(air inhalable particulate matter concentration, PM₁₀)、每日呼吸空气量(daily air inhalation rate, DAIR)3个参数对评价结果的影响。对比建设用地风险评估推荐参数,更贴近农田暴露场景的上述3个评估参数主要通过增大经口暴露与经呼吸暴露途径的暴露量,显著提升风险水平,其中OSIR和PM₁₀的敏感性比例为100%。单因子砷、镍、镉致癌风险水平超过1.0×10     

应用MBBR工艺处理农田尾水的填料及参数优选

针对农田尾水治理的局限性,采用移动床生物膜反应器（MBBR）工艺对其进行处理,探究该工艺的最优参数控制,并对填料进行比较。结果显示：水力停留时间在6h和8h时,污染物去除效果接近,TN去除率分别为83%和84%,TP去除率分别为94%和92%,当曝气量为6L/min时去除率最高,TN和TP的去除率分别达到85.5%和92%。在最佳水力停留时间和曝气量条件下,分别采用聚乙烯填料、聚氨酯填料和PPC聚氨酯填料进行实验,发现PPC聚氨酯填料处理效果最佳,TN和TP的去除率分别达到91%和94%。     

基于层次分析-模糊综合评价法的辽河流域农田面源污染治理技术评价

由于化肥和农药施用量的不断增加,以及农村生活污水的任意排放,导致辽河流域农田面源污染治理面临巨大挑战。如何因地制宜地合理选择农田面源污染治理技术,尚缺乏科学有效的评价方法。构建了辽河流域农田面源污染治理技术评价指标体系,基于层次分析-模糊综合评价法对10种典型的农田面源污染治理技术进行了综合量化评价。采用层次分析法结合Spyder软件计算指标权重值,结果表明：氨氮去除率、TP去除率、水质净化效率、工程运行维护管理费用、冬季净化稳定性、景观多样性指数的综合权重值最高,是辽河流域农田面源污染治理技术的重要评价指标。采用模糊综合评价法与Matlab软件相结合计算指标隶属度与模糊综合评价值,结果表明：生态拦截沟渠技术的模糊综合指标值为3.8872,可作为过程拦截技术中的优选技术;人工湿地技术的模糊综合评价值为3.9304,可作为末端治理技术中的最优技术。该评价结果可为选择适宜的辽河流域农田面源污染治理技术提供理论依据,也可为其他同类污染治理技术评价和制订相关政策提供有效的理论支撑。