钝化剂对轻中度镉污染农田的安全利用效果

为研究酸性镉（Cd）污染土壤安全利用问题,以陕西商洛轻中度Cd污染农田为研究对象,分别施加生石灰、生物炭和钙镁磷肥,通过小麦-玉米轮作试验,探究不同用量钝化剂对Cd污染土壤的安全利用效果,筛选出最佳的钝化剂配比.结果表明：①通过钝化剂的施加,能不同程度地改善土壤质量.②施用钝化剂后,小麦和玉米的籽粒产量均有不同程度地提高.③3种钝化剂可有效地提升土壤pH值和降低土壤有效态Cd含量,生石灰2 340 kg·hm^-2（C3）处理效果最佳,分别增加小麦和玉米土壤pH 1.453和1.717单位,减少有效态Cd含量34.38%和30.20%.④施加生物炭1 800 kg·hm^-2（B2）处理对降低小麦根系、秸秆和籽粒Cd含量效果最好,较CK分别显著降低了53.60%、38.86%和52.96%,其小麦籽粒ω（Cd）降低至0.09 mg·kg^-1,低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的小麦Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）;施加生物炭1 260 kg·hm^-2（B1）处理对降低玉米根系、秸秆和籽粒Cd含量综合效果最佳,较CK分别显著降低43.74%、53.20%和94.57%,其玉米籽粒ω（Cd）降低至0.001 9 mg·kg^-1,远低于《食品安全国家标准 食品中污染物限量》（GB 2762-2017）中规定的玉米Cd限量值（0.1 mg·kg^-1）.因此,在田间试验条件下,综合考虑各项指标的影响,生物炭在轻中度Cd污染的小麦-玉米轮作区农田土壤效果最好.     

昭通市农田土壤和蔬菜重金属污染评价及相关性分析

以昭通市农田区域为研究对象,采用点对点协同采样的方法对昭通市农田土壤和蔬菜进行采集,测定了As、Pb、Cu、Zn、Cd和Cr 这6种重金属含量.使用地累积指数和潜在生态风险指数对土壤重金属污染进行评价,利用健康风险模型评估蔬菜对人体产生的风险情况.结果表明,研究区土壤存在Cu、Zn、Pb、Cd和Cr污染,相较于农用地风险筛选值,超标率分别为34.35%、6.87%、2.29%、80.15%和6.11%;蔬菜存在Pb、Cd和Cr污染,相较于食品中污染物限量,超标率分别为6.87%、15.27%和36.64%.土壤污染评价表明,土壤重金属Cd存在强生态风险,其余重金属存在轻微生态风险.人体健康风险评估模型显示,非致癌风险及致癌风险均超过可接受范围,且对儿童的影响更大.相关性分析表明,土壤中的As对蔬菜吸收Cu和Zn具有拮抗作用,而土壤中Cr对蔬菜吸收Cu和Zn具有促进作用.     

济源市平原区农田重金属污染特征及综合风险评估

铅锌冶炼区农田重金属污染问题受到广泛关注.本研究通过区域调查和空间分析明确济源市东部平原区农田土壤-小麦重金属污染特征,应用富集因子、潜在生态风险指数法和Monte Carlo模拟方法评估区域土壤重金属生态风险以及小麦Cd和Pb健康风险.结果表明：土壤Cd、Pb、Cu和Zn平均含量分别为1.51、97.1、29.0和79.5 mg·kg^-1,均高于河南省土壤元素背景值.其中74.2%和10.8%的样点Cd、Pb含量分别超过农田土壤风险筛选值,61.3%和40.9%的样点小麦Cd、Pb含量分别超过国家食品安全限量标准.富集因子研究结果表明土壤Cd污染程度最高.高风险区主要分布在西南部、西北部和中东部以铅锌冶炼为主的工业区.健康风险评估结果显示研究区小麦Cd非致癌风险和致癌风险高于国际推荐安全值的概率分别高达27.5%和100%.济源市小麦田Cd、Pb累积显著,需引起当地有关部门足够关注.空间分析与风险评价结果相结合,可以有效辨识高风险区域,进而为研究区污染防治和管控提供理论依据.     

污灌农田土壤镉污染状况及分布特征研究

对沈阳郊区某河沿岸部分乡镇的污灌农田土壤中重金属全镉含量进行了分析,评价了土壤镉污染状况,并探讨了该河沿岸土壤中镉的沿程分布特征、横向分布特征和垂向分布特征.结果表明,农田土壤重金属镉含量范围为0.15～8.23mg/kg,均值为1.75mg/kg.用土壤环境质量标准二级标准值对土壤中的全镉含量进行评价,平均镉污染指数为5.95,为重度污染;用土壤背景值标准评价,平均镉污染指数为5.95,超过当地背景值水平8.39倍,污灌已造成该地区重金属镉污染,且污染程度十分严重.该河渠从上游到下游,沿岸土壤镉含量呈降低趋势;横向分布上,距离该河渠越远,镉含量有逐渐减少的趋势;垂向分布上,表层土壤镉含量最高.     

短链及中链氯化石蜡在上海市松江区农田土壤中的污染渗透及生态风险

土壤是氯化石蜡重要的"源"和"汇",为了评估上海市松江区某农业区土壤中短链氯化石蜡（SCCPs）及中链氯化石蜡（MCCPs）的污染水平及渗透潜能,利用超声提取-复合硅胶柱一步净化-GC-ECNI-LRMS方法监测农田表层及不同深度（0~15、15~30、30~45 cm）土柱样品中SCCPs及MCCPs的含量水平、组成特征及潜在风险.结果表明:①表层土壤中SCCPs和MCCPs含量范围分别为52.58~237.56和417.21~1 690.82 ng/g,二者对应的氯含量分别为58.98%~63.85%和51.23%~56.50%.SCCPs同系物主要以C₁₀Cl_5~7为主,MCCPs同系物以C₁₄Cl_6~7为主.②单因素方差分析发现,MCCPs含量沿土柱深度变化显著（P < 0.01）,其同系物在上层、中层和深层的占比分别为60.5%、25.4%和14.1%.SCCPs同系物含量沿土柱深度分布均匀,MCCPs同系物含量沿土柱深度呈指数递减趋势.垂直分布曲线表明,低氯化、短碳链的氯化石蜡同系物（CPs）具有更高的土壤渗透潜力.③皮尔逊相关性分析发现,CPs含量和总有机碳（TOC）含量之间不存在显著相关性（P>0.05）.主成分分析表明,研究区土壤中SCCPs和MCCPs的来源不同,可能与环境条件以及不同商业CPs混合物的生产技术、原材料差异等有关.④风险商值法评价表明,土壤SCCPs和MCCPs的风险商（risk quotients,RQ）范围分别为0.01~0.05和0.01~0.06,均处于低风险水平（0.01~0.1）.应用人体暴露模型对儿童和成人的人体暴露值进行估算,两类人群的CPs日均暴露值均低于每日可耐受摄入量（TDI,10 μg/kg）,非饮食暴露导致的健康风险较低.研究显示,上海市松江区农田土壤中CPs污染含量处于中等水平,SCCPs沿土柱的渗透能力较强,该地区土壤生物风险商和人体健康暴露值均较低,产生的生态风险可忽略,但农作物富集造成的潜在健康威胁需要引起注意.      

崇义客家梯田区生态系统服务功能及价值评估

崇义客家梯田位于赣南,为当地客家人提供了多项生态服务功能。开展崇义客家梯田区生态系统服务功能价值评估,有助于人们更好地了解梯田区生态系统对客家社会的直接贡献,使政府作经济效益权衡决策时充分考虑保护梯田区生态系统的重要性。论文根据梯田区生态与社会经济系统的特征,构建了崇义客家梯田区生态系统服务功能价值评估指标体系,并以2012年数据为基础,综合运用替代成本、市场价值、影子工程、造林成本、成果参数和旅行费用等定量方法,评估了崇义客家梯田区农田和森林两个主要生态系统的价值。结果表明：1）2012年崇义客家梯田区生态系统服务总价值为102.02×10⁸元,其中,农田生态系统和森林生态系统服务价值分别为42.00×10⁸元和60.03×10⁸元,分别占总价值的41.17%和58.84%。2）在评估的11项服务指标中,生物多样性保护和旅游休闲的价值居前两位,分别为29.73×10⁸元和22.30×10⁸元,各占总价值的29.14%和21.86%。3）11项服务指标按其评估的价值大小排序为：生物多样性保护>旅游休闲>气体调节>土壤保持>产品生产>气候调节>调洪蓄水>病虫草害控制>社会保障>文化传承>净化环境。直观的经济数字反映了客家梯田区生态系统对社会的巨大贡献,不仅有利于提高管理者和公众保护农业文化遗产的意识,也为政府制定客家梯田区生态系统补偿标准提供数据支撑。     

长三角农田土壤中滴滴涕的污染特征与生态风险

以长江三角洲地区农田土壤为研究对象,分析了土壤和蔬菜中滴滴涕(DDTs)的残留水平和空间分布特征,评估了DDTs对土壤生态和人体健康的潜在风险。结果显示,长三角地区农田土壤中DDTs含量范围为0.2~3 520 ng·g-1,平均63.8 ng·g-1,主要残留在土壤耕作层(0~30 cm)。土壤中DDTs及其代谢产物残留量较低,98.5%的点位土壤符合《中国土壤环境质量标准》的二级标准。15%的蔬菜样品中检出DDTs,其浓度为相应土壤DDTs浓度的9%~18%,土壤残留的DDTs通过食物链进入人体导致的健康风险很小。低残留DDTs对土壤微生物的群落结构和多样性无显著影响(-0.25R0.25,0.307P0.979)。应用美国环保署(USEPA)方法评估了土壤中DDTs对人体的健康风险,其中致癌风险级别为非常低,对儿童和成人具有非致癌风险的样品比例分别为1.1%和0.7%。因此,长三角地区大多数点位农田土壤DDTs残留量较低,不会对生态环境和人体健康产生危害。     

生计多样性对农户参与农田生态补偿政策响应状态的影响——以上海闵行区、苏州张家港市发达地区为例

农田生态补偿政策是采用经济手段激励农户对农田生态系统服务功能进行保育和维护,解决因市场失灵造成生态效益外溢的一种有效方式,对于改善农田生态环境、提升农地开敞空间、增加农户收益具有积极作用。论文从发达地区农户生计多样性角度入手,利用结构方程模型分析农户生计多样性对农户参与补偿政策的支持意愿、政策实施效果响应的影响。结果表明:①农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征、村庄发展特征在5%的水平下对农户在农田生态补偿政策上的支持意愿具有正向影响;②农户基本特征、家庭特征、生计多样性特征在5%的水平下对农户在补偿政策实施效果上的响应具有正向影响,农户村庄发展特征在5%的水平下对其具有负向影响;③农户生计多样性特征是影响农户补偿政策支持意愿最主要的因素,是影响补偿政策实施效果响应的次要因素。这表明补偿政策实施后,农户生计多样性特征对于提高农户对补偿政策支持意愿与政策实施效果响应方面具有积极的作用。把握三者之间的关系有利于政府制定和完善现有农田生态补偿政策,为引导农户生计多样性发展提供参考。     

冬季农田杂草繁缕对镉的积累特性研究

为进一步筛选出更多的镉超富集植物作为植物修复的材料,本文以冬季农田杂草作为研究对象,采用土壤种子库-金属筛选法进行筛选,以期从冬季农田杂草中筛选出镉超富集植物,为镉污染农田土壤的冬季植物修复提供材料。通过土壤种子库-金属筛选法初步研究发现,冬季农田杂草繁缕(Stellaria media)地上部分镉含量接近超富集植物的临界值(100 mg·kg-1),但转运系数(TF)小于1,可能是镉富集植物。为此,采用盆栽试验进行了进一步的浓度梯度鉴定。结果表明,随土壤镉含量的增加,繁缕根系生物量、地上部分生物量、主枝长度、根系长度、抗性系数及耐性系数均随土壤镉含量的增加而下降,但繁缕根系及地上部分镉含量呈显著增加的趋势。与对照相比,在土壤镉质量分数为25、50、75、100和125 mg·kg-1时,繁缕总生物量分别下降了17.31%、34.87%、44.79%、52.12%和59.32%,但各个处理均没有表现出明显毒害症状。土壤镉含量为75~125 mg·kg-1时,繁缕地上部分镉含量均大于100 mg·kg-1,最大值为135.79 mg·kg-1,地上部分富集系数(BCF)大于1,但转运系数(TF)小于1。在土壤镉含量为100 mg·kg-1时,繁缕地上部分镉提取量达到最大值,为87.42μg·plant-1。这些结果表明繁缕是一种镉富集植物。虽然繁缕的单株镉提取率较低,但繁缕具有分蘖力强、繁殖力强、生长密度大、耐荫性强等特点,因此适用于冬季农田镉污染的修复。