氮、氧同位素与地下水中硝酸盐溯源研究进展

地下水的硝酸盐氮污染已经成为人们普遍关注的问题。最根本的解决办法就是找到硝酸盐的来源,切断污染源。不同N来源的硝酸盐具有不同的N、O同位素组成,利用NO3－中δ15N和δ18O对硝酸盐污染进行示踪研究是当前地下水污染研究的一个重要方向。本文介绍了水样NO3－氮、氧同位素分析的多种预处理方法、N、O同位素的测定技术以及存在的问题和未来发展的方向。     

天津市农区地下水硝酸盐污染现状调查与评价

硝酸盐含量是衡量地下水水质的重要指标,直接关系到人类的健康。大量研究表明,地下水硝酸盐污染已成为普遍问题。为了摸清天津市地下水硝酸盐污染现状,2011年对天津市10个涉农区县的地下水进行了取样调查及硝酸盐含量监测,对地下水硝酸盐污染现状进行了分析研究。结果表明,天津市地下水NO₃--N含量总体较低,平均值为7.11 mg/L,约12.06%的地下水样超过中国地下水质量标准。取样时间、取样区域、地下水埋深的不同,均导致了地下水硝酸盐含量的差异。雨季后地下水硝酸盐含量(6.89 mg/L)低于雨季前(7.33 mg/L);受地下水埋深影响,0~30 m、30~100 m和≥100 m地下水硝酸盐含量分别为47.66、13.5、0.18 mg/L,受作物种植类型、施肥习惯以及地形等因素的共同影响,不同地区间地下水硝酸盐含量差异明显,西青、蓟县2个地区地下水硝酸盐含量高于10 mg/L,武清、宝坻、静海3个地区地下水硝酸盐含量在6.95~9.82 mg/L,津南、北辰等5个地区地下水硝酸盐含量低于5 mg/L,宁河、东丽以及滨海新区地下水水质最好,未出现污染现象。     

欧美地下水硝酸盐污染防治研究进展

鉴于中国地下水硝酸盐污染状况严重,如何预防与治理意义非常重大;为了更好地借鉴欧美发达国家预防治理地下水硝酸盐污染的成功经验,文章在大量检索国外相关科技文献基础上,采用文献研究法对欧美地下水硝酸盐污染状况、预防措施及治理方法进行了比较分析;结果表明欧美地下水硝酸盐污染状况普遍存在、相关法律规则制定全面而且较为注重污染发生前的监测与预防工作。污染的治理因地制宜,对于小范围污染常用的硝酸盐清除技术主要有离子交换法、反向渗透法和生物脱氮法等;对于大面积污染运用的较多的是针对含水土层进行原位脱氮技术,主要包括在水井中添加液体有机碳化合物或者是在地下利用含有有机碳的材料制作渗透反应墙来进行硝酸盐去除。     

菜地硝酸盐累积现状、影响及其解决出路

蔬菜是人们日常生活中不可缺少的副食品,但其是一种易富集硝酸盐的作物,而蔬菜体内硝酸盐的累积对人体健康有危害作用。大量研究表明,氮肥过量施用造成土壤硝酸盐积累是蔬菜硝酸盐含量超标的主要原因,各国学者曾先后采用不同的方法,从不同角度来研究硝酸盐产生的途径及解决办法,但大多研究比较分散,本文总结了菜地硝酸盐累积的现状以及对地下水、蔬菜、大气、人体的影响,并就此提出了选育低硝酸盐累积量的蔬菜品种、科学的栽培管理措施等解决方法。     

天津市设施蔬菜不同种植年限土壤及地下水养分特征

为了保护设施蔬菜土壤朝着健康的方向发展,针对不同种植年限的设施蔬菜土壤养分状况展开调查。结果表明,碱解氮、速效磷和速效钾在设施土壤中出现了大量的累积,并且随着种植年限的增加,累积强度增大,超过10年的土壤碱解氮和速效磷含量显著增加。天津市设施土壤碱解氮和速效磷累积强度与其他地区相差不多,速效钾累积强度高于其他地区;在设施蔬菜土壤中,硝酸盐在表层及深层土壤都出现了累积现象,地下水中硝酸盐的含量也较高,种植年限超过10年的设施蔬菜地下水硝酸盐含量已经达到149.1mg/L,而种植大田作物地下水硝酸盐含量仅为1.13mg/L;在种植不足10年设施土壤的pH未发生明显变化,超过10年则pH显著降低;种植年限超过10年的设施蔬菜表层土壤全盐含量显著增加;种植年限超过5年的设施土壤,有机质含量呈显著增加。从以上结果可以看出,种植设施蔬菜超过10年,土壤养分累积强烈,地下水污染也较为严重,应重点加以治理。     

水氮交互作用对甘蓝产量和硝酸盐吸收累积的影响

了解不同灌水量和氮肥用量条件下甘蓝生物量变化和不同生育期硝酸盐累积规律,为甘蓝生产中氮素的高效利用和提供硝酸盐安全蔬菜产品生产中合理灌水和施肥提供依据.以北京市种植的甘蓝品种为对象,采用田间裂区试验方法,设置1 800,3 000,4 800 m3/hm2 3个水平灌水量主处理和0,150,300,450 kg/hm2 4个水平氮素用量副处理,测定收获期产量,分析甘蓝莲座期、结球期、收获期硝酸盐含量.结果表明,1 800,4 800 m3/hm2灌水量在不同氮肥用量交互作用下甘蓝产量都显著低于3 000 m3/hm2灌水量处理;产量随施氮量的增加而增加,450 kg/hm2较高施氮量处理下,产量下降,甚至低于150 kg/hm2较低施氮量处理.生长前半期是甘蓝吸收氮素较多的时期,不同灌水量和氮肥用量处理下莲座期植株硝酸盐含量都远高于蔬菜硝酸盐限量国家标准,较低、较高灌水量在不同氮肥用量交互作用下含量相对较低,3 000 m3/hm2灌水量和300,450 kg/hm2氮肥用量下有较高的硝酸盐含量.随甘蓝生育时期的延长,硝酸盐含量呈显著性下降,到60 d收获时都降到蔬菜硝酸盐限量标准以下;3 000,4 800 m3/hm2灌水量在不同氮肥用量交互作用下含量显著高于1800 m3/hm2处理;氮肥施用条件下含量都高于不施氮处理,施氮处理之间没有显著差异.较低、较高灌水和较高氮肥用量条件不利于甘蓝的生长和对氮素的吸收利用,增加了氮素环境流失污染风险;3 000 m3/hm2灌水和300 kg/hm2氮肥用量条件有利于甘蓝生长、氮素的吸收利用,降低菜田地下水硝酸盐污染风险;增加产量,适当时期收获并能提供符合硝酸盐含量标准的蔬菜产品,具有较好经济收益.     

菜地氮素循环途径及其环境效应综述

菜地生态系统氮肥投入量大,氮素循环强度高,损失途径多,损失量大。氮素除被作物吸收外,易造成土壤硝酸盐累积,引起土壤质量下降,进而通过剖面淋洗、地表径流和硝化、反硝化等途径损失,造成地下水硝酸盐污染、地表水富营养化以及大气污染．同时土壤中过量的硝酸盐累积引起蔬菜对硝酸盐过量吸收,造成蔬菜硝酸盐超标。水体和蔬菜硝酸盐超标对人体健康存在直接的负面作用。然而菜地复种指数高,在今后仍是增加农民收入的重点产业。菜地大量氮肥的施用引起的环境问题日益突出。综述了氮素循环途径及其环境效应。     

某些内部和外部因子对蔬菜中硝酸盐含量的影响

本文对蔬菜中硝酸盐积累的内部和外部因子作了综合评述.不同蔬菜的种、品种、部位和年龄之间,硝酸盐含量差别很大.一般来讲,叶菜类和根菜类蔬菜积累的硝酸盐高于茄果类蔬菜.就叶菜类的可食部分而言,硝酸盐积累量为根>茎>叶柄>叶片.外部因子,诸如氮肥用量、氮素形态、光照、温度、水分、栽培方法以及收获时期和方法等,都不同程度地影响了蔬菜中硝酸盐的积累.根据影响硝酸盐积累的各种因子,提出了减少硝酸盐积累的几条措施.     

菜薹硝酸盐积累与品种、营养品质之间的关系

为获得3种不同颜色菜薹的硝酸盐积累和营养品质间的关系,以绿菜薹(菜心)、白菜薹和红菜薹为试验材料,采用水肥一体化种植和对菜薹的营养品质测定相关方法对不同颜色菜薹的硝酸盐积累与维生素C、可溶性固形物等营养品质间的关系进行研究。结果表明:绿、白和红菜薹不同品种间硝酸盐含量差异显著。硝酸盐聚类分析将44个菜薹品种划分为硝酸盐含量高和低的2个类群:硝酸盐含量高的类群(33个品种)中包括绿菜薹33个品种中的31个品种和白菜薹5个品种中的2个品种;硝酸盐含量低的类群(11个品种)包含2个绿菜薹品种和3个白菜薹品种,另6个红菜薹品种均属于硝酸盐含量低品种。菜薹硝酸盐积累与其营养指标密切相关,根据硝酸盐含量和营养品质指标(包括维生素C、还原糖、可溶性固体物质和蛋白质含量)的聚类分析结果分为3类:第1类包含32个绿菜薹品种和2个白菜薹品种,为高硝酸盐含量和营养品质指数低的品种;第2类包含6个红菜薹品种和2个白菜薹品种,为低硝酸盐含量和营养品质较高的品种;第3类包含1个绿菜薹和1个白菜薹品种,硝酸盐含量低且营养品质佳的品种。PCA分析表明,硝酸盐积累与各营养指标存在差异,且相关性分析也证实硝酸盐与营养指标存在显著相关。菜薹硝酸盐与营养品质分类和相关性分析为筛选和选育低硝酸盐高品质品种奠定基础。     

不同品种叶用莴苣营养品质分析

为挑选出营养物质含量丰富且因硝酸盐含量较低的叶用莴苣品种,对25份不同品种叶用莴苣的Vc、有机酸、粗纤维、可溶性糖、可溶性蛋白和硝酸盐6个营养指标的含量进行测定,并利用模糊数学的隶属函数法计算不同品种叶用莴苣的每个营养指标的隶属函数值,对其营养品质进行综合评价。结果表明,不同品种叶用莴苣间营养物质含量存在较大差异,并且即便是同一品种不同来源的叶用莴苣,其营养成分含量差异也很明显。在本研究中,综合品质最优的有2个品种,分别是‘N-I’和‘大速生’,此外,还发现部分品种叶用莴苣营养物质含量丰富但却因硝酸盐含量较高而影响其综合品质,为日后优化育种指明了方向。     

农田土壤硝态氮淋洗影响因素及阻控对策研究进展

农田土壤中硝态氮淋洗是氮肥损失的重要途径之一,也是地下水污染的主要来源,因此得到了全世界的广泛关注。分析了影响农田土壤硝态氮淋洗的人为因素和自然因素,并综述了包括氮肥管理、水分管理、填闲作物及轮作、作物品种培育等方面阻控对策研究进展,以期为作物优质高产和环境友好的氮肥综合管理研究提供信息。     

不同潜水埋深污水灌溉硝态氮运移试验研究

随着污水灌溉的迅速发展,污水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过污水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,污水灌溉对土壤及地下水中硝态氮的影响。结果表明:与灌水前相比,灌水后土壤硝态氮含量的峰值都出现下移现象,灌水对土壤中的硝态氮有强烈的淋洗作用;地下水埋深相同时,高灌水量处理土壤增加的硝态氮含量比低灌水量处理的大;灌水量相同时,土壤硝态氮增加量随着地下水埋深增加而增大。     

农业驱动的地下水硝态氮污染研究进展

科学合理地进行农业生产是控制地下水硝态氮污染的关键。笔者综述了近年来国内外在地下水硝态氮污染方面的研究进展,提出水肥管理以及土壤质地结构是导致硝态氮淋溶的重要因素,总结了区域层面的调整氮肥和有机肥施用,合理耕作,水分管理以及新型高效缓控释肥料的施用等措施是预防土壤硝态氮淋溶,减少地下水硝态氮污染,提高氮素利用率的有效途径。介绍了物理观测法、离子示踪法以及模型模拟法在地下水硝态氮污染防治的重要意义,指出基于区域尺度的农田水肥管理措施和模型相结合是未来研究的热点。     

原子吸收光谱法测定核桃中镉的含量

采用石墨炉原子吸收法进行测定,利用微波消解技术,在硝酸介质中,磷酸二氢铵和硝酸镁为基体改进剂,以赛曼扣背景校正石墨炉原子吸收法测定核桃中的镉含量。结果表明,镉在1～10 ng/mL内,质量浓度与吸光度线性关系良好(r=0.999 4,n=5)。此方法测定快速、准确、稳定。     

有机肥料使用量对土壤环境、夏甘蓝产量和品质的影响

研究了浅水位条件下麦菜轮作体系中夏甘蓝生长季节有机肥施用量对土壤剖面硝态氮积累、夏甘蓝产量和品质的影响。结果表明:夏甘蓝生长季节正值雨季,导致各处理硝态氮累积峰值出现在靠近地下水位处,并随有机肥用量的增加土壤剖面硝态氮累积量增多。有机肥用量增加导致甘蓝中白利糖度降低,但对其他品质指标没有影响;尽管大量使用有机肥导致土体剖面硝态氮的累积,由于淋洗作用,耕层硝态氮含量并不太高,有机肥用量对甘蓝中硝酸盐含量没有影响。因此,在绿色蔬菜生产中,应该避免盲目大量地使用有机肥料,以免增加污染环境风险和影响蔬菜品质,确保绿色食品产地环境质量。     

土壤硝态氮淋溶及氮素利用研究进展

农业生产中氮肥的不科学施用,在一定程度上造成环境污染,而硝态氮淋溶则是水体环境质量恶化的重要影响因素,也成为氮素损失研究中的热点问题。本文综述了近年来在硝态氮淋溶方面的研究进展,提出氮肥施用量多寡以及土壤灌溉和降雨是导致硝态氮淋溶的重要因素;总结了提高氮素利用率的措施,包括根据土壤质地和矿物组成调整氮肥施用,有机无机肥料配合施用,大量元素与中微量元素平衡使用,施肥技术与高产栽培技术相结合,田间水分科学管理,脲酶抑制剂和硝化抑制剂的合理添加以及新型高效缓控释肥料的施用等,同时这些措施也是减少土壤硝态氮淋溶的有效途径。     

Numerical Simulation on Confluence of the Two Rivers in Chongqing City

Flows of the confluence of Yangtze River and Jialing River in the city of Chongqing are numerically simulated by using Delft3D Model with staggered grids and ADI integral method. The water level, flow velocity and drogue trace are studied. Comparing the numerical results with observed data shows good agreement. Therefore the computational model and the simplified parameters are of good accuracy and have practical meaning. The results show that the contamination will linger near the Caiyuanba area and drift to Chaotianmen and the right bank of Yangtze River upstream. The results can be used to forecast flood, inspect contamination and management of riverway in the city.     

Transport of anorganic pollutants in aquifers

As in The Netherlands intensive husbandry is strongly concentrated in relative small areas on low-fertile sandy soils, the amounts of manure spread often greatly exceed the amounts removed from the soil by plant uptake or by conversion processes of nitrate and phosphate. The remainder may accumulate in the soil until the storage capacity is filled. Eventually nutrients will break through into the groundwater.At the Utrecht State University behaviour of these nutrients in saturated groundwater flow is studied using large-scale column experiments. The columns are filled with undisturbed unpolluted field samples and are percolated with natural groundwater enriched with nutrients in concentrations that can be expected when these break through the unsaturated zone.The first experiments proved the reliability of the sampling technique and column design which were developed especially for this research and the reproducibility of the results.An important result is that phosphate can be highly mobile in the aquifers. This implies that the deeper groundwater (which in The Netherlands often is used for the production of drinking water) may well become polluted by phosphate as well as the already occurring nitrate contamination.