人工湿地控制滇池面源水污染适用性研究

由于滇池面源污染主要发生在农村地区 ,而这些地区在水污染控制方面的资金投入和管理水平有限 ,所以应用于面源污染的水污染控制技术要求是低投入、易管理的工艺方法。而人工湿地是一种基建费用低 ,运行成本低 ,维护技术低的“三低”技术 ,氮磷去除效果显著 ,是一种适合应用于发生在农村地区的面源污染控制的工艺方法     

典型污灌区土壤中Cd的形态、有效性及其影响因子

采集了北京、山东、天津、河北及辽宁5个典型污灌区土壤,外源添加1.20mg/kg 的Cd,经过30d老化后,研究了不同污灌区土壤中小麦Cd的吸收、转运系数,同时利用离子色谱及WHAM6.0模型对污灌区土壤溶液性质及自由Cd²⁺形态等进行了测定.结果表明,不同污灌区土壤中,小麦根、茎叶对Cd的富集系数（BCF）与植株体内Cd的根-茎叶转运系数（TF）有显著差异;二种不同Cd敏感性小麦茎叶对土壤Cd的富集系数为0.064~0.465,最大相差626.5%,不同污灌区土壤Cd的富集系数大小表现为辽宁棕壤最大,山东棕壤最小;植株根-茎叶Cd转运系数（TF）表现为河北褐土>辽宁棕壤~北京潮土>天津潮土>山东棕壤.不同污灌区土壤中,自由Cd²⁺形态含量与Cd植物有效性呈显著正相关;植株根、茎叶中Cd含量与土壤中自由Cd离子含量的负对数[p（Cd²⁺）]呈显著（P<0.001）的负相关关系,方程分别为：y=-3.3106x+17.681（R²=0.929）;y=-0.3389x+1.7743（R²=0.916）.外源添加1.20mg/kg Cd土壤中,溶液自由Cd²⁺形态的变化值[△p（Cd²⁺）]与pH值、EC含量呈正相关,而与溶液中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺含量呈负相关.由此可以推断,由污灌引起的土壤中Cl^-、Na⁺、Ca²⁺等离子含量的增加将导致土壤中Cd环境风险增大.     

老解放河流域污灌区土壤污染生态风险评价

通过对营口市旗口镇老解放河流域污灌区农田土壤的调查与研究表明,老解放河流域部分农田土壤存在低风险,由于老解放河中下游是提水点,所以中下游农田土壤污染程度高于上游和下游,且下游高于上游.生态危害最大的污染因子为铬.     

黄淮海平原灌溉水量变化特征及其与气象干旱的关系

以黄淮海平原为研究区,以WaterGAP用水量模型的灌溉耗水量与取水量数据、scPDSI数据为基础,探讨了黄淮海平原灌溉用水量变化特征及其与气象干旱的关系。研究结果表明:黄淮海平原耗水量约占取水量的1/3,其中河北南部、河南和山东等地区用水量均高于其他地区,耕地集中分布区灌溉用水量明显高于其他地区,2003—2014年灌溉取水量呈增加趋势,约37 mm/月;黄淮海平原气象条件趋于干旱,其中2006—2014年干旱连续多发,scPDSI与灌溉取水量距平值大于0的单元数间具有显著的非线性相关关系(R²=0.60),其中8-12月二者相关关系较为显著;气象干旱是黄淮海平原灌溉用水量增加的重要原因,在气象干旱和农业灌溉的共同影响下,研究区水储量亏损量持续增加。     

论窖灌农业中水窖的配置模式与窖水高效利用技术

针对黄土高原蓬勃发展的窖灌农业 ,提出3种水窖配置模式 :峁顶光头式 ;路旁葡萄串式和场、院、凹地单点式。为了高效利用水窖集蓄的雨水资源 ,文中推荐自压微灌、外动力加压微灌、坑灌和水肥穴灌等4种窖水高效利用技术。     

洨河沉积物中有机物、氮、磷浓度分布特征

海河流域由于水资源匮乏,污染河水被用于灌溉的情况较为普遍,存在严峻的环境风险。研究了海河流域典型纳污河流洨河沉积物中有机物(OM)和不同形态氮、磷浓度与分布,分析了洨河沉积物沉积和释放的机理及其可能产生的环境影响。结果表明:沉积物中总氮(TN)的沉积和释放机理与OM类似,沉积物中OM和TN浓度分布与河水中的不相关,可能是由于沉积物中OM与TN浓度在不同河段受不同因子控制,在沉积物未疏浚河段,OM与TN主要源于深层沉积物向表层沉积物中的扩散释放,而在底泥疏浚河段,沉积物中OM与TN浓度与水利条件以及微生物活动等多种因素有关;沉积物中总磷(TP)浓度与水体中的相关性不显著,可能是因为钙磷(Ca-P)与铁铝磷(Fe/Al-P)会结合成某种难溶性磷;沉积物中TP浓度与TN、OM浓度相关性不显著,因为沉积物对磷的吸附主要与水体中的Ca ²⁺、Al ³⁺、Fe ²⁺(或Fe ³⁺)浓度有关。     

曝气灌溉条件下土壤N2O排放特征及影响因子分析

为了明确曝气灌溉下土壤N₂O排放特征及主要影响因子,实验设置了2个灌水量（70%和90%田间持水量）和2个增氧水平（5,40mg/L）,采用静态箱法和qPCR技术对土壤N₂O通量及土壤关键功能基因进行测定,研究不同灌水量和增氧水平对土壤充水孔隙度、溶解氧、氧化还原电位（Eh）、矿质氮及氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）和反硝化基因（narG和nosZ）的影响.结果表明：培养过程中,各处理N₂O排放通量均呈现先增加后降低的趋势,于灌溉后1d达到峰值;曝气量和灌水量的增加可显著增加土壤N₂O的排放通量和排放峰值.灌溉造成土壤含水量增加的同时,降低了土壤溶解氧和Eh;曝气可提高土壤溶解氧和Eh,改善土壤通气性（P<0.05）,而对土壤充水孔隙度无显著影响.土壤充水孔隙度、Eh、NO₃^--N含量是曝气灌溉下驱动土壤N₂O排放的主要理化因子.曝气显著增加了AOA的基因拷贝数,且N₂O排放与AOA的基因拷贝数呈显著正相关关系（P<0.05）.研究结果为进一步明确曝气灌溉对土壤N₂O排放的影响机制和曝气灌溉模式下农田N₂O排放管理提供支撑.     

城市污水回用于山地绿化灌溉土壤重金属的空间变异性

新疆乌鲁木齐市雅玛里克山国家级绿化示范基地的灌溉用水为雅玛里克山污水厂一级出水(乌鲁木齐生活污水出水). 在面积为59 hm2的污灌区布设了61个采样点,测定了表土(0～20 cm)中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的含量和pH,有机质(OM)含量,阳离子交换量(CEC)等土壤理化参数,并在此基础上进行了尼梅罗综合污染指数评价和基于地理信息系统(GIS)及地统计学的研究. 结果表明,6种重金属的平均含量均低于国家二级标准(GB15168-1995)限值;采样区的土壤重金属总体上属于轻度污染. Zn,Cr,Pb和Cd含量变异函数曲线的理论模型符合指数模型;Ni和OM含量及CEC的理论模型表现为高斯模型;Cu含量和pH的理论模型为球状模型. Pb,Ni,Cr,OM含量和pH,CEC表现为中等强度的空间自相关,Cu,Zn和Cd含量均表现出强烈的空间自相关. 重金属a值最大的是Pb (450 m),而其他重金属的a值多集中在100～200　m,采用普通克立格最优内插法对未测点重金属,pH,OM含量和CEC进行最优估计,绘制了空间分布图,更直观地反映出了重金属元素及土壤理化参数的空间变异特征.      

污灌条件下非离子表面活性剂对土壤中有机农药迁移的影响研究

采用振荡平衡法和淋洗法,研究了污灌条件下非离子表面活性剂Tween－80在表层土壤和深层土壤上的吸附行为及其对有机农药甲萘威迁移的影响。结果表明：在振荡平衡条件下,低Tween－80浓度的污水灌溉会促进甲萘威在表层土壤中的吸附,而高Tween－80浓度的污水灌溉会抑制甲萘威在深层土壤中的吸附;在淋洗条件下,Tween－80在深层土壤中表现出较强的吸附能力。     

PnET-CN模型对东亚森林生态系统碳通量模拟的适用性和不确定性分析

东亚地区森林类型多样,开展区域生态系统碳循环模拟时应考虑森林类型的差异。论文利用基于叶氮浓度-最大净光合作用速率关系的PnET-CN模型,对东亚地区8 个森林生态系统通量观测站点的总生态系统碳交换（GEE）和生态系统呼吸（RE）进行模拟,以探讨模型的适用性并对不确定性来源进行分析。研究结果表明：①PnET-CN模型能较为准确地模拟东亚地区大部分森林生态系统站点的GEE和RE;②模型的适用性排序依次为温带、寒温带、亚热带、 热带,模型未能很好地模拟热带湿地森林GEE和RE 的季节与年际变异;③在同一气候区中,PnET-CN模型更加适用于针叶林碳交换的模拟;④PnET-CN模型比较准确地反映了东亚森林生态系统GEE、RE对气候因子（例如,温度或辐射）的响应,但在低温、较弱辐射条件下模型低估了GEE,在高温或较强辐射条件下高估了GEE;在低温条件下模型低估了RE,在高温条件下模型高估了RE。针对东亚多个森林通量站点的模拟情况,论文提出模型应在以下方面进行改进：①PnET-CN模型计算物候时除了考虑温度之外还应加入土壤湿度的影响,并对不同气候区森林生态系统赋予不同叶片凋落时长;②PnET-CN模型中温度对GEE的限制以及光合最适温度应该根据不同站点设置;③PnET-CN模型应该考虑森林生态系统对环境胁迫的适应性,加强对干旱等干扰的模拟;④同时对于拥有复杂水文条件的森林生态系统应该改进土壤含水量的算法,以准确反映该类型森林生态系统GEE和RE的季节变化。