新疆焉耆县耕地土壤重金属的空间分布及来源解析

在新疆焉耆县采集53个耕地土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的质量比,基于GIS技术研究其空间分布格局,运用多元统计分析法区分其主要来源。结果表明:焉耆县耕地土壤中Cd、Cr、Ni、Pb和Zn的质量比平均值分别超过新疆灌耕土背景值的0.50、0.40、0.33、1.63和3.92倍;在研究区内As、Cd、Pb质量比呈现由北向南逐渐升高趋势,Cr、Cu、Zn质量比呈现由北向南降低趋势,Mn和Ni质量比出现西部高值区;耕地土壤中As、Cd、Ni和Pb的来源主要受人类活动的影响,Cu和Mn的来源主要受土壤地球化学作用的控制,Cr和Zn的来源可能受人为污染与自然因素共同控制。     

聚合铝在高温条件下的Al_(30)形态生成

Al30是新发现的有确切结构的由30个Al原子聚合组成的高聚铝,并被认为是一种混凝优势形态,然而有关高Al30含量絮凝剂生产技术参数非常缺乏,为明确有关影响,主要运用27Al NMR手段研究各类聚合铝(polyaluminum chloride,PAC)溶液在高温条件下的转化反应及转化后的形态,结果表明,高温条件下Al13转化生成了Al30,熟化的PAC比不熟化PAC有更高的转化率,高纯Al13的转化过程中发现有Al14,但掺入单体铝后Al14消失,PAC碱化度控制在2.0~2.4之间、Al13聚集体碱化度控制在2.6以下以及商业聚合铝的稀释和熟化处理等有利于Al13向Al30的转化。n(Si)/n(Al)=0.05时有最佳的Al30生成。     

中国耕地变化的空间格局与重心曲线动态分析

采用罗伦兹曲线、重心模型等G IS技术,利用1980 s和2000年两期覆盖全国跨度10多年的土地利用数据,构造耕地指数、耕地变化指数对中国耕地空间分布及其空间变化格局进行分析。主要结论:①中国耕地主要分布在黑、川、蒙、豫、鲁等北部和中部省份,其中苏、粤、冀、鲁、浙等19个省份的耕地有所减少,黑、蒙、吉、新等13个省份的耕地有所增加;②胡焕庸线之东南40%的国土面积分布着全国88%的耕地;西北60%的国土面积分布着全国12%的耕地,中国耕地空间分布可划分为高度稀疏区、低度稀疏区、一般过渡区、低度集聚、高度集聚区等5种类型;③中国耕地变化区域类型可适度划分为高度增长区、中度增长区、低度增长区、基本不变区、低度减少区、中度减少区、高度减少区等7大类型。顾及耕地质量背景下的中国耕地空间分布格局及变化特征等应进一步研究。     

过硫酸盐氧化地下水中BTEX效果及水化学响应

过硫酸盐(S_2O_8~(2-))在修复地下水有机污染方面得到广泛应用。为揭示过硫酸盐氧化处理汽油BTEX污染地下水的效果及其向生物降解转化的特征,以过硫酸钠为氧化剂,建立含水箱柱系统模拟场地汽油BTEX污染地下水的原位化学氧化修复。结果表明,含水层中内在生物作用对高浓度BTEX的降解作用不理想;过硫酸盐对处理地下水BTEX污染有一定的效果,当PS/BTEX(摩尔比)=20时,氧化效果明显,其中苯浓度的衰减系数最大,能使难生物降解的苯优先去除。pH、ORP值、NO_3~-等水化学指标的改变能反映化学氧化作用向生物降解作用转化,是比较理想的过渡特征指标。     

岸滤系统中磺胺甲恶唑、咖啡因和卡马西平的厌氧转化模拟研究

为了探究药品和个人护理用品(PPCPs)在岸滤系统中的转化过程及其影响因素,采集了不同类型的河床岸滤土壤,模拟岸滤系统中的反硝化和硫还原过程,探究该过程中磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)及两种共存PPCPs(咖啡因、卡马西平)的转化过程及中间产物的生成.批次培养实验结果显示,至培养周期第87 d时SMX的生物降解率达到100%,反硝化过程中SMX自第5 d开始转化为两种衍生物—D-SMX及4-nitro-SMX,反硝化反应结束两种衍生物再次还原为SMX.SMX的转化率因有机质的不同而产生差异,添加乙酸钠有机质时SMX的转化率整体高于添加富里酸有机质的转化率;硫还原条件下SMX则完全降解;咖啡因(Caffeine,CFE)的生物降解率高于50%,不同河床土壤的理化性质差异及微生物的分布差异造成CFE的吸附及降解效果有很大差异,投加潮白河沉积物样品中CFE生物降解率高于投加密云水库沉积物样品;卡马西平(Carbamazepine,CMZ)的降解率范围在20%~35%,CMZ在岸滤系统中不易发生降解.     

改良剂对Cu、Cd污染土壤重金属形态转化的影响

采用室内培养的方法,比较石灰、钙镁磷肥、硅肥、紫云英、猪粪和泥炭等几种改良剂作用下Cu、Cd污染酸性水稻土中不同形态重金属的动态变化.结果表明,土壤添加石灰、钙镁磷肥、硅肥、紫云英和猪粪培养120d期间,土壤pH值呈现先增加至最大值而后缓慢降低的趋势,但均高于对照,而添加泥炭后土壤pH值略有下降.各改良剂的使用均显著降低了土壤水溶态和交换态Cu、Cd含量,且在培养期间呈现先逐渐降低至最小值而后再增加的趋势.相关分析结果表明,土壤水溶态和交换态Cu、Cd含量与土壤pH值之间均存在极显著的负相关关系.土壤添加改良剂后碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态Cu、Cd含量均有不同幅度的增加,说明改良剂的应用能够使土壤重金属由有效态向某些潜在有效态或无效态转变,从而达到修复重金属污染土壤的目的.     

江苏省县域耕地利用生态效率时空动态性及驱动机制

探究耕地利用生态效率时空动态性及驱动机制,对于全面把握地区农业可持续发展进程、及时优化调整政策制度,推动经济、资源、环境协调发展具有重大意义。运用超效率SBM-Undesirable模型、重心转移、ESTDA模型、分位数模型及时空跃迁嵌套探究江苏省77个县域单元耕地利用生态效率时空动态演变及驱动机制。研究表明：(1)江苏省县域耕地利用生态效率重心呈微偏东南后转西北方向的演变态势,高值区大多分布于“西北-东南”方向。(2)空间上以正向趋同关系为主导,“高高-低低”空间集聚显著。(3)耕地利用生态效率呈现空间协同与竞争并存的格局特征,且空间协同主导局部空间格局演变。时空演变路径依赖特征较为明显,存在一定的转移惰性和路径锁定。(4)各因素对不同水平生态效率的影响程度存在差异。种植结构-经营规模-产业结构高分位驱动、种植结构-经营规模低分位驱动、城乡差距-农业基础设施高分位制约、农业基础设施低分位制约等4种时空跃迁驱动/制约模式背后各自蕴含不同驱动机理。未来亟需以县域为单位构建区域耕地利用协同机制,统筹考虑多因素的综合影响,制定多要素协同联动的优化策略。同时因地制宜制定差异化的效率优化方案,为...     

中国耕地多功能管理的实践路径探讨

论文立足城乡居民生存与发展需求,试图从耕地多功能角度探寻我国耕地保护的可能出路。在理解耕地多功能内涵的基础上,通过梳理耕地功能利用发展过程提出,解决耕地功能利用外部性问题,引导耕地功能利用合理竞争,从而优化耕地功能利用的社会效用是耕地功能管理的核心问题。据此,将耕地功能管理分为单功能管理与多功能管理两种模式。其中,耕地单功能管理是城乡居民需求发展过程中耕地资源管理的过渡阶段,而耕地多功能管理是耕地资源管理的发展方向。然后,就我国耕地保护、 荷兰及美国农地保护的特点分别对以上两种模式进行了实证。最后,在耕地功能管理国际比较的基础上,综合荷兰与美国的实践经验及我国的特殊性,设计了我国耕地多功能管理的实践路径。     

乡镇企业发达区耕地健康评价与驱动机理研究

乡镇企业的快速发展对区域耕地利用与保护产生直接影响,也引致耕地健康状况发生显著变化。该文选取乡镇企业发达区域耕地为研究对象,构建由能值利用系数和耕地压力系数组成的耕地能值指数评价模型,结合由耕地质量、产能和土壤环境目标组成的耕地健康多层次模糊评价体系及模型,形成耕地健康综合指数（CLHI）评价模型,通过农户调查、采样分析获取基础数据,以GIS为工具,评价研究区域耕地健康状况。结果显示：乡镇企业发达区耕地健康状况堪忧,研究区耕地健康综合指数在0.412~0.677之间,分为健康、亚健康和不健康3个级别,其面积构成分别为35.23%、41.55%和23.22%;研究表明：乡镇企业污染排放对邻近耕地土壤环境产生直接危害,污染物还沿河流扩散,且乡镇企业的发展使农民多重视非农产业而影响区域的耕地产能状况。研究以期为同类区域开展耕地健康评价提供方法体系借鉴,为乡镇企业发达区耕地健康科学调控提供参考依据。     

填埋场内渗滤液竖向迁移过程中硫酸盐还原过程的动态演变

填埋场内渗滤液的竖向迁移过程重塑物质分布,引发一系列生化反应.本文探究了渗滤液回灌情景下随渗滤液竖向迁移过程的硫酸盐动态还原转化行为.结果表明,受渗滤液竖向迁移影响,硫酸盐(SO₄^2-)还原行为在垂向填埋层间呈显著差异,主要还原产物硫化氢(H₂S)和甲硫醚(DMS)均随填埋深度的递增而衰减,说明填埋场恶臭污染防治的主要位点在于浅表层填埋区.渗滤液中SO₄^2-、COD、TOC的消耗量之间存在差别化计量关系.当渗滤液中SO₄^2-浓度高于500 mg·L^-1时,COD/SO₄^2-与H₂S释放量呈正相关.渗滤液迁移过程中不同填埋层内SO₄^2-还原均不彻底,其连续回灌引起的还原产物持续释放值得深度关注.本研究可为填埋场渗滤液回灌运行过程中的含硫恶臭防治提供科学依据.