矿区农田土壤重金属分布特征与污染风险研究

对渭北旱原矿区130个农田土壤样品的Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量进行了测定,结果显示,Cd、Cu、Pb平均含量均高于陕西省土壤背景值,而Cr和Zn含量低于背景值。利用地统计方法得到的土壤重金属含量分布图显示,土壤各重金属含量由西向东呈下降趋势,水泥厂周边土壤重金属含量最高。相关性分析和主成分分析结果表明,5种重金属之间呈极显著正相关,说明其存在较高的同源性或复合关系。第1主成分主要由Cd构成,且主要反映了人为活动的影响,而第2主成分中的Cr所占负荷最高,体现了成土母质的作用,Cu、Pb和Zn含量受人为活动和成土母质共同影响。分别利用污染负荷指数(PLI)法和潜在生态危害指数(PER)法对研究区域土壤污染风险进行了评价,评价结果为煤矿区呈无污染或轻微到中度污染,水泥厂区土壤呈中度污染水平,单一元素污染程度由高到低依次为Cd、Pb、Cu、Cr、Zn。     

小安溪河流域污水灌区重金属的污染特征

小安溪河流域沿河从下游到上游土壤重金属Pb的含量变化幅度较大,Cd含量有升高趋势,Cu、Zn、As、Hg的含量较平稳;小麦中Hg、Pb的含量有升高趋势;水稻中Cd的含量有升高趋势;莴笋和包白菜的Cd含量有升高趋势。不同污灌段土壤和农作物重金属含量差异明显。土壤重金属Cu低于背景值,Zn、Cd、As同背景值接近,Pb、Hg高于背景值;土壤重金属含量均低于国家土壤二级质量标准。全流域水稻、小麦、蔬菜重金属含量均低于国家食品卫生限量标准,农作物没受到重金属污染。但土壤重金属Cd同蔬菜具有显著正相关,因此在污灌的时候,不能简单从重金属绝对含量的大小考虑,还应综合考虑其影响程度。     

陕西规模化猪场猪粪与饲料重金属含量研究

测定了陕西省11个地区64家规模化养猪场中64个育肥猪饲料和相应的猪粪样品中Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等元素的含量,并评估了其潜在的环境风险。结果表明：饲料和猪粪中均含有大量Cu、Zn、Cr、Ni、As、Pb和Cd等,并以Cu和Zn含量最高;饲料中Cu和Zn平均含量在38.33～805.61mg/kg和90.69～1208.19mg/kg之间,猪粪中Cu和Zn平均含量在78.99～1543.28mg/kg和68.72～3011.72mg/kg之间;陕西育肥猪饲料中重金属已经超出国家标准中的浓度限值,其中Cr、Cu、Zn、As、Pb和Cd的最高超标倍数分别为5.44、134.27、10.98、60.08、7.67和110.86,饲料是猪粪重金属的主要来源;限制陕西省规模化养殖场猪粪农用的主要因素是Cu、Zn和Cd含量。估算表明,安康、商洛和杨凌地区猪粪农田施用不足100年土壤Cu或Zn即超标,陕西农田土壤Cd在18.3～99.3年后即达到容许量。     

重庆市水江地区水稻重金属含量特征与健康风险评估

该文以重庆市南部水江地区水稻为研究对象，分析了水稻中As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的元素含量，评估了成人和儿童食用当地水稻造成的健康风险。结果表明，As、Hg、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn含量的平均值分别为0.13、0.005、0.14、0.11、3.11、0.10和22.99 mg/kg，其中Hg、Cr、Cu和Zn元素无超标样品，As、Pb和Cd元素的超标率分别为8%、8%和32%。由此可知，食用当地水稻，As元素对成人有明显的健康风险，As和Cd元素对儿童有明显的健康风险；成人和儿童的复合重金属健康风险指数分别为4.64和7.25，有显著的健康风险，其中As元素在总健康风险水平中起决定性作用。      

三峡库区不同土地利用土壤重金属分布特征与污染评价

为揭示不同土地利用方式土壤重金属的含量、分布及污染特征,选取三峡库区典型小流域不同土地利用方式:柑橘果园(CO)、林地(FL)、旱坡麦地(WD)、旱坡菜地(VD)、温室大棚蔬菜地(VG)、水稻田(PL)作为研究对象,研究了不同土地利用方式土壤重金属的含量变化、分布规律,并进行污染评价。研究结果表明,6种土地利用类型土壤重金属元素Pb含量由大到小表现为:VG、CO、PL、VD、FL、WD,土壤重金属元素Cr含量由大到小表现为:CO、VG、PL、VD、FL、WD,土壤重金属元素Cu含量由大到小表现为:VG、VD、CO、PL、FL、WD,土壤重金属元素Zn含量由大到小表现为:CO、VG、PL、WD、VD、FL,土壤重金属元素Cd含量由大到小表现为:VG、CO、WD、PL、VD、FL。土壤重金属Pb含量与Cr、Cu、Zn、Cd含量均存在极显著正相关关系(p0.01),Cr含量与Cu和Cd含量呈极显著正相关(p0.01),与Zn含量呈显著正相关(p0.05)。6种土地利用类型土壤重金属Pb、Cr、Cu、Zn、Cd的单项污染指数变化分别为0.06、0.14、0.15、0.14和1.70,综合污染指数为0.91,污染等级为警戒线,污染水平属于Ⅱ级,尚清洁,6种土地利用类型土壤重金属的综合污染指数由大到小表现为:VG、CO、VD、PL、WD、FL。潜在生态风险评价表明,6种土地利用类型土壤的重金属Pb、Cr、Cu和Zn均属于轻度生态危害。土壤重金属元素Cd在林地、旱坡麦地和水稻田土壤中属于中度生态危害,而在柑橘果园、旱坡菜地和温室大棚蔬菜地土壤中属于较强生态危害。5种土壤重金属潜在生态危害系数从大到小分别为:Cd、Pb、Cu、Cr、Zn。     

有机酸对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏。以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术对有机酸淋洗重金属污染土壤进行研究。结果发现：对重金属Cd、Pb、Zn的浸提率随着酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的浓度升高而增加;4种有机酸对土壤重金属的浸提效果均是Cd〉Pb〉Zn;酒石酸在浓度为0.5mol/L时对土壤中重金属Cd、Pb、Zn的浸提效果最好,浸提率分别为99.39%、57.65%、43.52%。     

有机酸对土壤重金属的浸提效果研究

重金属污染土壤的原位淋洗修复既要实现对重金属的高效去除,还要尽量减少对土壤性质的破坏.以张士污灌区农田土壤为研究对象,利用振荡浸提技术对有机酸淋洗重金属污染土壤进行研究.结果发现:对重金属Cd、Pb、Zn的浸提率随着酒石酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸的浓度升高而增加;4种有机酸对土壤重金属的浸提效果均是Cd＞Pb＞Zn;酒石酸在浓度为0.5 mol/L时对土壤中重金属Cd、Pb、Zn的浸提效果最好,浸提率分别为99.39%、57.65%、43.52%.     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

长江三角洲典型县域耕地土壤重金属污染生态风险评价

为全面掌握长江三角洲地区典型县域耕地土壤重金属污染状况与生态风险特征,通过野外实地采样和室内土壤重金属含量化验分析,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对宜兴市县域耕地土壤中As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn 6种重金属元素进行污染和生态风险评价。结果表明,宜兴市耕地土壤重金属土壤污染总体较轻,耕地土壤重金属污染点位超标率为10.27%,Cd、Cu、As、Hg、Pb、Zn的超标率分别为10.11%、0.88%、0.44%、1.49%、0.10%、0.35%,从超标率来看Cd和Hg为宜兴市主要污染元素,其中Cd的样本超标率高于全国耕地Cd的超标率。宜兴市耕地土壤重金属污染总体呈现“轻微”生态风险,生态风险贡献率较高的为Cd,达到57.46%,生态风险等级较高区域为丁蜀镇的东北部、张渚镇的东南部和徐舍镇的东北部区域。宜兴市耕地土壤重金属污染源可能主要来源于人为的化工生产活动。研究可为耕地土壤重金属污染预防控制治理提供理论依据,提高耕地资源安全利用水平。     

污水灌溉条件下作物对土壤重金属吸收特征比较

通过采样和化学测试，对污水灌溉条件下，小麦、水稻、蚕豆和油菜果实中Cu、Zn、Pb、Cr和Cd的含量及土壤中重金属本底浓度进行测定和分析。结果表明，污水灌溉对4种作物吸收土壤重金属的能力影响不显著，而不同作物种类对这种吸收能力的影响表现出显著的差异。     

基于RS的河南省赵口灌区小麦最佳配水量计算

应用河南赵口灌区的遥感影像数据,获得该区的NDVI、LST等影像指标。采用植被温度指数法,通过ENVI遥感影像处理软件,得到植被条件指数、温度条件指数和干旱指数(DI)。将研究区划分为5个干旱等级,根据DI指数制作赵口灌区干旱等级分类图,计算该时期土壤含水量。分析计算小麦各生育阶段作物需水量,与该阶段土壤含水量对比计算各种干旱类别区域的配水量。     

指夹式玉米精密排种器试验优化研究

排种器是精密播种机的核心部件之一,其排种质量的优劣影响到播种质量的好坏。指夹式玉米精密排种器是一种用于玉米精密播种机的机械式排种器,其结构设计复杂,影响环节多。为此,研究了其结构及工作过程,对主要部件进行了功能分析,并进行了指夹式排种器的优化试验。试验结果表明:添加橡胶薄垫的排种器的合格指数为87. 91%,重播指数为8. 23%,漏播指数为3. 92%,添加塑料薄垫的排种器合格指数为83. 24%,重播指数为11. 31%,漏播指数为5. 57%,两种材料都符合农业作业要求。通过对比,选择橡胶材料作为排种盘附加材料。此外,当振动频率为14Hz时,播种的合格率最高;当排种盘转速为4km/h时,播种的合格率最高。     

Agro-environmental evaluation of irrigation land: II. Pollution induced by Bardenas Irrigation District (Spain)

It is difficult to quantify non-point contamination caused by irrigated agriculture. As continuation to the evaluation of water use on the scale of large irrigation districts, this second part seeks: (i) to quantify the mass of salt and nitrate exported by Bardenas Irrigation District included in the Arba basin (BID-Arba; 54,438 ha); (ii) to analyze the most influential factors; (iii) to propose agro-environmental contamination indices which can be incorporated into legislation.For this, salt and nitrate balances were carried out, assigning concentration values to each of the components of the water balance between 1 April 2004 and 30 September 2006. Saline and Nitrate Contamination Indices were also quantified which correct the mass of pollutants exported from irrigation return flows by geological and agronomic factors of the irrigation area studied.For the whole period of the study the exported mass of salt was 15 kg/(ha day), of which 65% came from geological materials in the area, 34% from irrigation water and only 1% from precipitation. As for exported nitrate, it was 76 g NO₃⁻-N/(ha day), only 25% of the quantities measured in other small basins (≈100 ha) of Bardenas district without re-use of drainage water for irrigation, but double the nitrate exported in other modern irrigation districts.Water and saline agro-environmental indices of BID-Arba resemble those of well-managed modern irrigation districts indicating little margin for improvement in water use and saline contamination. But, the nitrate-contamination-index was 1.5 times higher than well-managed modern irrigation districts indicating the necessity to change nitrogenous fertilization practices to minimize nitrate contamination.     

喀斯特山区贫困乡村土地利用的地形梯度特征

为厘清喀斯特地区小尺度土地利用在地形梯度的特征。基于0.5 m分辨率的Pleiades遥感影像和DEM数据,在ArcGIS技术支持下,采用人工目视解译方法,进行土地利用分类和地形位指数计算,并利用Fragstats 4.2软件,从景观生态学视角,分析4种不同喀斯特地貌的典型乡镇土地利用的地形梯度特征。研究发现:4个不同地貌乡镇的斑块数量(NP)和斑块形状指数(LSI)变化在地形位梯度上存在相似性,而与斑块所占景观面积(PLAND)变化规律有明显不同。斑块水平上各指标变化在4个地貌乡镇之间存在一定差异。随着地形位指数增加,4个乡镇的聚集度(AI)和蔓延度(CONTAG)整体上呈增加趋势,而4个地貌乡镇的香浓多样性指数(SHDI)和连接度(COHENSION)变化存在差异。不同地貌的土地利用结构的差异是形成不同喀斯特地貌贫困乡村土地利用梯度特征的重要因素。     

基于WPI的水安全评价体系研究

针对水安全评价问题,介绍了水贫穷指数(WPI)。根据我国实际情况对水贫穷指数中的水安全评价指标进行深入研究,并在此基础上提出适合我国流域的水安全评价指标。以石羊河流域为例的应用证明了该指数能够清晰地反映威胁流域水安全的因素的具体特征,通过水安全分级的方法可以确定各特定区域的水安全级别,为制定水安全预警机制提供依据。     

基于HJ-1马尾松叶面积指数的遥感反演

以福建省为研究区,利用环境星(HJ-1)CCD数据,选择并提取了与叶面积指数(LAI)关系密切的4种植被指数,即归一化比值植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、改进的土壤调节植被指数(mSAVI)及增强型植被指数(EVI),结合研究区内准同步马尾松LAI地面观测数据,通过研究各种指数与马尾松LAI之间的关系,选择与马尾松LAI相关最密切的RVI同实测LAI建立6种非线性回归模型,6种模型中以理查德模型建立的模型精度为最高,总体均值预报偏差相对误差为3.1%,并以此模型实现了福建省马尾松LAI遥感反演。     

节水灌溉综合效应评价指标的选取与分级研究

分析了节水灌溉主要影响因素及效能表现形式,依据科学性、简性性、可操作性及针对性等原则,在对综合采用专家评分法、Delphi法、层次分析和隶属度等方法选取的评价指标进行非量纲化处理与检验的基础上,确定了区域评价的综合评价指标体系,并依据现有规划、规范及发展现状对所选指标进行了分级,为开展节水灌溉综合效应评价提供了基础。     

两种气象干旱指标的应用比较研究

基于两种常用的气象干旱指标计算方法--Z指数和标准化降水指数（SPI指数）,改进了两种干旱指标的区域化计算方法。通过比较分析两种不同干旱指标方法,结果表明SPI指数与Z指数具有较好的一致性。同时,SPI指数计算较Z指数简单,资料容易获取,其借助概率密度函数转化计算,消除了降水资料的时空分布差异,具有良好的稳定性,能有效地反映区域的旱涝状况,为区域水资源评估及旱涝灾害预测预警提供了可靠的依据。     

影响带勺式马铃薯播种机排种性能的因素分析与试验

2015年,马铃薯主粮化发展战略的提出将极大地促进我国马铃薯种植业的发展,种植面积将显著增加,这对我国马铃薯播种机排种性能提出了更高的要求。我国带勺式马铃薯播种机漏种、重种指数较高,与国外相同机型相比差距很大。为此,利用带勺式马铃薯排种试验台进行了排种性能试验研究。试验得出了取种皮带张紧力、播种机工作速度、振动轮位置,以及充种高度对漏种、重种指数的影响规律,旨在为马铃薯播种机的设计及工作参数调整提供参考。     

喷灌水量分布动态模拟与均匀性研究

为研究压力、喷头组合方式和插值方法对喷灌均匀系数CU和分布均匀系数DU这两个评价指标计算结果的影响规律,利用雨量筒径向间隔为1 m的FY RB-471型喷头无风喷洒试验数据,模拟出了喷头在不同压力下的水量分布情况。在喷头矩形组合方式和正三角形组合方式下,采用线性插值、立方插值、三次样条插值、距离插值和平面插值法计算了不同压力下的喷灌均匀系数和分布均匀系数。结果表明,采用三角形组合方式比矩形组合方式计算的喷灌均匀系数CU高1.56~4.77个百分点,同样,三角形组合方式比矩形组合方式计算的分布均匀系数DU高4.26~9.19个百分点;不同的插值方法对喷灌均匀系数与分布均匀系数的计算结果影响不明显,而压力是影响喷灌均匀系数的一个重要因素。