海南省南渡江新坡河塘底泥养分状况及重金属污染评价

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明:1)底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级(丰)水平,统计分析全钾含量为5级(缺)水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2)底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平(3级)和中度污染水平(4级)的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。     

Characteristic of nutrients and evaluation of heavy metal contamination on sediments among Xinpo pond,Nandu river in Hainan province

南渡江流域新坡河塘疏浚底泥的利用方向规划为农田土地整治工程中耕作层的替代土,用来发展蔬菜种植业。为了探清该流域河塘疏浚底泥的养分水平及重金属污染状况,综合考虑河塘的形态、水域面积、断面特征、流速、底泥沉积量采取典型断面布设和网格法布点,将所调查的河塘分为上游和下游,共采集0～40 cm深的底泥样品78个。通过室内底泥样品成分检测、养分灰色关联度评价、内梅罗综合污染评价、GIS空间分析等方法,分析和评价了河塘底泥的养分特征、肥力水平、重金属的含量、污染程度及空间格局分布特征,掌握了该流域底泥的养分条件、底泥重金属污染状况及底泥农业利用的风险。结果表明：1）底泥的全氮、全磷、全钾及有机质含量呈现空间异质性,下游的全氮、全磷均值含量较上游分别高出32.45%、11.88%,而下游的全钾、有机质均值含量较上游分别低14.64%、14.62%,上游段底泥养分数据的变异系数普遍高于下游段,底泥养分异质性是由河流流速、周边的自然环境及人为耕作活动造成。底泥中的全氮、全磷、有机质等养分指标达到1级（丰）水平,统计分析全钾含量为5级（缺）水平;整个河塘底泥养分要高于对照点,为底泥的农业土地利用提供了有利条件。2）底泥重金属污染物主要为Cd和Cu,其次为和Cr和Ni,Cd、Cu、Cr、Ni样品单因素污染超标率分别为76.92%、47.44%、56.41%、23.07%,且超标幅度分别为58.45%、104.58%、6.06%、68.48%;底泥重金属污染是因基性火山岩为成土母质,背景值偏高,土壤重金属被酸雨淋溶出,并随地表径流汇集在河塘中,造成了底泥的重金属超标。内梅罗综合污染指数评价可知河塘底泥是以轻微污染和中度污染为主,分别占样品数的46.15%、28.21%;底泥污染状况具有明显的空间异质性,轻微污染水平（3级）和中度污染水平（4级）的区域面积分别为62.05%、25.80%,以中、轻微污染水平的区域为主。河塘下游水面宽阔,流速减慢,造成底泥沉积量增加,污染加重及污染空间分布异质性强。应该根据底泥的污染等级及养分条件综合决定其农业土地利用。     

废弃铅锌矿区复耕后土壤-作物重金属污染特征及修复措施

[目的]了解废弃铅锌矿区复耕农田耕作层土壤—作物污染特征及变化情况,探究最合理的植物修复系统。[方法]利用基于GIS的Tominson负荷指数法对不同耕地重金属污染分布格局及来源进行分析;采用富集系数法(BCF),复合质量影响指数法(ⅡCQ)探究土壤—作物污染特征。[结果]研究区耕作层土壤中Cd,Zn,Pb,Hg含量分别是贵州省背景值的100,45,18,18倍,Cu,As,Cr与背景值基本相同;蒟蒻种植地为重度污染。茎块类作物食用部分富集重金属能力最强,稻米次之,瓜类作物最弱,当地瓜类作物可做为抗富集重金属的先行植物。[结论] Cd为主要控制因子,蒟蒻种植地为主要控制区域;根据研究区重金属空间分布特征,重度污染区域建议采用超富集植物修复及活化剂共同作用;中度污染区域种植抗富集蔬菜及阻绝污染源的方式;轻度污染区域稻米种植区采用钝化措施,从而达到修复耕作层土壤重金属目的。     

湖泊底泥与无机肥配施对土壤-蔬菜系统养分和重金属Cd的影响

采用田区试验研究湖泊底泥与无机肥配施对土壤和小白菜养分、重金属Cd以及蔬菜品质的影响.结果表明,湖泊底泥与无机肥配施能增加土壤和蔬菜的养分含量,同时导致土壤与小白菜中重金属Cd的含量增加.土壤中重金属Cd的含量未超标,小白菜Cd的含量在无机肥施用为N360P180K270和湖泊底泥投入量大于637.0 t/hm2时超出我国蔬菜中重金属限量卫生标准.随着湖泊底泥与无机肥配施量加大,可显著增加小白菜产量、提高小白菜品质,且不同配施处理下小白菜的硝酸盐含量均未超出我国蔬菜硝酸盐限量标准.因此,本研究条件下,湖泊底泥以637.0 t/hm2和无机肥N360P180K270配施为小白菜高产优质的环境安全施用量.     

湖南某铅锌矿污染土壤稳定化修复研究

使用海泡石、磷酸二氢钙、钙镁磷肥、氧化钙和氧化镁等土壤改良剂及其组合,对湖南省某铅锌矿冶炼厂附近的重金属污染土壤进行了稳定化修复试验,利用BCR连续提取法进行形态分析,并进行稳定化效果的评价。结果表明,各改良剂组合均能够有效改变土壤中Zn、Cd和Pb的形态分布,弱酸提取态含量的减少率分别为Zn:17.03%~83.13%,Cd:45.03%~99.17%,Pb:54.05%~99.44%,降低重金属的不稳定形态和生物可利用性,稳定化效果显著。改良剂对Zn元素的稳定化效果影响程度为:钙镁磷肥+氧化钙钙镁磷肥+氧化镁钙镁磷肥海泡石+磷酸二氢钙海泡石;对Cd元素的稳定化效果影响程度为:钙镁磷肥+氧化钙钙镁磷肥+氧化镁钙镁磷肥海泡石+磷酸二氢钙海泡石;对Pb元素的稳定化效果影响程度为:海泡石+磷酸二氢钙钙镁磷肥+氧化镁钙镁磷肥+氧化钙钙镁磷肥海泡石。该复合污染土壤中,Zn、Cd、Pb稳定效果最优处理为10%钙镁磷肥+5%氧化钙组合。     

冬小麦种植条件下湖泊底泥农用土壤重金属锌的形态及其影响因素

研究了田间种植小麦条件下,底泥农用前后土壤中重金属锌的形态演变,以及盆栽种植小麦条件下,pH值、碳氮比、质地对底泥农用土壤重金属锌形态演变的影响。结果表明,随着底泥施用量的增加,土壤中可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态锌含量均有不同程度的增加。高pH、碳氮比为25∶1、粘土质地条件,可以导致土壤中可交换态锌的含量减少。植株中根系>茎叶>籽粒中锌的含量,并随底泥施用量的增加而增加。     

砷-重金属复合污染土壤稳定化材料研究进展

我国土壤重金属污染现状十分严峻,多金属复合污染,尤其是砷-重金属复合污染普遍存在,治理难度大。土壤中累积的多金属污染物严重威胁土壤健康、农产品安全与人居环境安全。因此,多金属复合污染土壤修复是土壤污染治理和风险防控的重要命题。固化/稳定化技术是我国最为广泛使用的污染土壤修复技术,通过投加稳定化材料,降低多金属污染物在土壤中的可迁移性与生物有效性,从而实现多金属污染物暴露途径的有效阻断。对砷-重金属型复合污染土壤的稳定化作用机理进行了详细阐述并梳理了应对砷-重金属复合污染土壤的新型修复材料。砷与其它重金属的协同稳定化主要通过表面络合与沉淀作用实现。富含铁、钙元素的材料对这种类型土壤的稳定化具有优异的作用效果。砷-重金属协同稳定化材料的修复效果取决于稳定化材料的类型、复合污染物的种类、材料施用量、土壤条件(如pH,氧化还原电位、阳离子交换量等),其中pH和土壤可溶性有机质含量对稳定化效果有显著的影响。本文发现,功能化生物质复合材料、工业固废基材料、改性复配天然矿物等绿色修复材料是近年来研究的热点。未来的研究亟须考虑砷与重金属污染物协同稳定剂的长效性,以及通过大田试验验证新型材料的应用潜能。     

固化/稳定化修复后土壤重金属稳定性及再活化研究进展

固化/稳定化技术是一种经济、有效、快捷的重金属污染主流修复技术,随着我国以风险管控为主导策略的土壤污染防治工作的推进,该技术正发挥着极其重要的作用。固化/稳定化技术处置后土壤中的重金属并未移除,存在再活化的风险。本文对固化/稳定化技术特点、修复效果评估方法、评价标准等进行了系统总结,概述了修复后重金属赋存形态、生物有效性、微观形态等特征,着重阐述了冻融、水环境和酸雨淋溶3类环境胁迫下重金属的再活化行为和影响因素。在此基础上,讨论了当前固化/稳定化修复后土壤和场地环境监管体系构建的现状、不足和发展需求,提出需注重修复后重金属环境行为、再活化定量化等研究方向。     

不同年限土地整治土壤碳分布特征

为明晰土地整治年限对土壤碳固持的影响,进一步探索土地整治工程对土壤质量及碳吸收与存储的影响规律,以陕西省已开展沙地、盐碱地、废弃宅基地3类土地整治项目为例开展本研究,结果表明:风沙地整治能有效增加土壤碳含量,碳密度和碳含量的变化较为一致,在整治初期因工程措施的扰动,风沙地表层有机碳降低,但因作物收获需求表层无机碳增高,随着种植年限的增长,整治后6年,沙地总碳、有机碳、无机碳密度则比整治前和整治2年后都呈显著上升趋势,各土层增幅都在30%以上;废弃宅基地整治前土壤质量较好,整治前后土壤碳含量的变化不显著,但随着种植年限的延长,整治7年后,总碳密度在0—10,10—20 cm处分别增高40%,34%;有机碳密度在0—10 cm,10—20 cm处分别增高83%,53%,碳储量随整治年限逐渐增加;盐碱地整治后表层覆沙中富含碳酸盐,随着碳酸盐向深层淋溶,深层无机碳增加,随着种植年限的增加,表层无机碳含量显著增加,剖面无机碳储量也显著增加,有机碳储量波动不大,总碳储量显著增高。风沙地、废弃宅基地、盐碱地整治对于土壤碳固持能力都有一定改善作用,且这种作用在作物种植与工程措施实施两方面的综合效应下,会随着整治年限的延长,更加明显。     

平原农区空心村典型土壤的重金属污染评价——以山东省禹城市为例

空心村整治是农村土地综合整治的重要内容,在以土地可持续利用为核心的目标导向下,揭示空心村内典型土壤重金属污染情况是整治工作特别是构建耕层土体的先导环节。本文以黄淮海平原农区的禹城市为例,分析典型空心村在整治时可能涉及的村内道路、晾晒场院、坑塘底泥、林地表土、院落农地、院落实土、土墙墙体等7种土壤的As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量,利用单项污染指数和综合污染指数,按照有关国家标准,评价其重金属污染程度,为空心村改造中土壤的安全、合理利用提供依据。结果表明:前述7类参试土壤中,除院落农田的污染指数为0.85(污染等级为Ⅱ,属"较清洁"土壤)外,其余6类的综合污染指数均0.7(污染等级为Ⅰ,属"清洁"土壤),可直接用于空心村整治中的耕层土体重构。本研究基于整治利用导向进行了平原农区空心村典型土壤类型划分,揭示了其重金属污染状况,对于科学开展空心村整治、建设更加安全的高标准农田具有重要参考价值。     

海南岛河流底泥肥力和重金属污染特征及其风险评价

特征分析及其评价是底泥资源化利用的重要前提,为了解海南岛热带玄武岩地区河流底泥特征及其资源化利用的可能性,选取典型河段塘柳塘为研究对象,采用典型断面布点采样法,对52个底泥样本的重金属和肥力进行检测和评价.结果表明:1)参照第2次全国土壤普查土壤养分分级指标,底泥中全氮质量分数指标达到Ⅰ级水平,全磷、全钾和有机质质量分数均为Ⅱ级水平,阳离子交换量达到Ⅳ级水平;各肥力指标的灰色关联度指数均大于对照区,说明河流底泥养分较为良好.2)采用HJ 332-2006《食用农产品产地环境质量评价标准》,评价底泥重金属污染状况,主要污染物Cd超标率为65.4％,超标幅度为14％;Hg超标率为59.6％,超标幅度为11％.3)地累积指数和内梅罗综合污染指数评价结果显示,该河段底泥中主要污染物为Cd和Hg,河段整体达到中度污染水平.4)潜在生态风险指数评价表明,Hg是最主要的潜在生态风险因子,河段整体达到“轻微生态危害”等级.该研究在海南省南渡江土地整治重大工程中,为疏浚底泥生态改造与土壤资源化利用,提供科学依据和技术支撑.     

重金属污染农田安全利用:进展与展望

我国耕地土壤污染面积广,污染情况复杂,农产品重金属超标问题已经关系到国计民生。常用的物理化学修复方法成本高,不适用于大面积的中低污染农田。植物提取修复方法成本低,环境友好,但修复时间长,推广困难。总的来讲,基于重金属移除的诸技术在解决农田重金属污染方面还没有太大优势。相较而言,农田安全利用在不移除或缓慢移除土壤重金属的条件下,以生产安全农产品为目标,具有更加坚实的现实意义和推广价值。种植低吸收农作物是安全利用的重要措施,基因工程手段在低吸收农作物品种筛选中具有巨大的潜力,但其可能带来的生态环境风险使得这些通过基因工程得到的低吸收作物的田间种植面临着巨大挑战。土壤添加剂可以改变土壤重金属形态,降低重金属的生物有效性,但会对土壤质量产生影响。微生物尤其是土著微生物的利用越发受到关注,改变微生物的生存环境与基因工程手段能够强化微生物的钝化效果。施肥、水分管理、间作等农艺措施也能改变土壤重金属的形态,抑制作物对重金属的吸收。未来以加强推广为目的,多种技术手段的联合应用是重金属污染农田安全利用的重要发展方向,其中以生物技术为核心的利用模式具有十分重要的意义。     

土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用及其评价趋势展望

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层质量退化和土壤生产力不稳定的关键驱动因素。该文从水蚀区坡耕地侵蚀控制和生产功能角度,在解析地块尺度土壤侵蚀、水土保持、农业活动对坡耕地耕层生态过程作用特征的基础上,系统分析了土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用、影响效应及作用途径。认为:1)坡耕地耕层质量变化由降雨侵蚀、耕作活动交互作用的生态过程决定,2种作用的时间、空间尺度不同;耕层土壤参数在坡耕地农业生产中作用分为保水、保土、保肥和增产潜力,由地块尺度农作物-耕层耦合效应决定土壤生产能力、坡耕地水土流失特征及耕层侵蚀性退化方向及程度。2)土壤侵蚀对坡耕地耕层质量退化作用表现为土壤性质恶化、土壤质量劣化、土地生产力衰退3个方面,耕层土壤物理性质变异程度大于化学性质变异,径流作用导致的土地生产力衰退大于土壤流失作用。3)坡耕地耕层质量评价指标体系应兼顾侵蚀下降、产量提升2个目标,地块尺度诊断指标有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性可作为合理耕层评价最小数据集;坡耕地合理耕层适宜性分为5级,其诊断指标分级标准宜与土壤侵蚀分级和耕地地力分级衔接。4)坡耕地合理耕层评价未来应密切关注耕层质量诊断指标最小数据集、坡耕地合理耕层阈值/适宜值分级标准、坡耕地水土流失阻控标准拟定3个主要方向。研究可为深入认识坡耕地侵蚀性退化机制,辨识坡耕地合理耕层调控途径以及坡耕地合理耕层构建技术参数提供依据。     

长江三峡花岗岩区不同地类土壤流失量研究

 研究长江三峡库区泥沙来源,并以此为依据开展水土保持工作,对于保障长江三峡水利枢纽工程安全运行和效益发挥,具有重要意义。在长江三峡花岗岩地区选定的典型小流域内,采用土壤剖面法及土壤侵蚀调查、坡面径流小区等方法,分析不同土地利用现状下的土壤物理特性及其与土壤侵蚀的关系,不同土地利用坡面及沟道的土壤侵蚀量。结果表明:研究区域不同土地利用状况土体内,土壤颗粒特性与土壤流失程度密切相关。随着土壤流失程度的增大,流域不同土地利用状况下的A层土壤颗粒粒径分选系数降低。不同土地利用状况下,土壤颗粒粒径组的对称性均较低;长江三峡花岗岩区的泥沙,主要来源于坡面土壤侵蚀;坡面侵蚀的泥沙主要来源于坡耕地,25°以上陡坡耕地侵蚀的泥沙量,约占坡面产沙总量的50%。     

综合适宜性与迫切性的非粮化耕地整治分区方法

非粮化耕地治理是实现田块复耕复种的重要措施。科学确定非粮化耕地整治的优先次序及分区对提高非粮化耕地复耕复种治理工程空间布局的合理性具有重要意义。该研究以行政村为评价单元，从立地、耕作和利用状态3个维度建立了非粮化耕地整治适宜性评价模型，以功能管制区内非粮化比率建立了非粮化耕地整治迫切性评价模型，利用四象限分区法，构建了综合整治适宜性和迫切性的非粮化耕地整治分区方法体系，并以陵水县为案例区开展了非粮化耕地整治分区划定和整治策略研究。结果表明：1）恢复耕地用于粮食作物耕作，提高稳定利用耕地规模和质量，满足区域耕地保护任务和保障粮食供给是非粮化耕地整治的核心。2）通过整治适宜性评价筛选出优质耕作地块，利用整治迫切性评价明确整治的优先次序，两者的综合能有效明确复耕复种的工作指向；3）陵水县非粮化耕地整治可分了4个区，即优先整治区、重点整治区、后备整治区和限制整治区，建议基于耕作状态、自然地貌和利用条件的组合差异，制定差别化的非粮化耕地整治策略。研究结果可为编制耕地保护专项规划及引导耕地"进出平衡"空间布局提供科学依据。     

黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙过程的影响

探究黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙的影响和作用机理,为黄土高原坡耕地水土流失防治提供科学依据.通过室内人工模拟降雨试验,研究坡耕地沉积结皮和翻耕以后形成的击溅结皮对坡面产流产沙过程的影响.根据研究区坡耕地结皮形成的特点,试验共设计5个处理,分别为裸地、沉积结皮、沉积结皮破坏、翻耕和翻耕击溅结皮,每个处理对应2...     

黄土高原水土流失及其防治措施

据统计,黄土高原水土流失面积高达43万km²,年输入黄河泥沙量16亿t。严重的水土流失导致土壤肥力低下,土壤质地变粗,团粒结构遭到坡坏,加剧了土壤缺水,改变了土壤成立过程。根据黄土高原丘陵区水土流失特征,探讨了水土流失原因,并提出了相应的防治措施──水土保持耕作措施,集水深蓄耕作技术,被改梯及打坝淤地工程措施及人工林草生物措施。     

川东北巴中农田土壤Se分布特征研究

以川东北巴中市为例,采用实地采样法和室内测定法,对土壤Se含量及其分布做了研究,以促进其现代农业的发展,合理选择优势作物。结果表明:不同土壤类型Se含量:黄棕壤 > 黄壤 > 紫色土壤。黄壤不同土地利用类型Se含量:其他用地 > 农田 > 蔬菜地;黄棕壤不同土地利用类型Se含量:蔬菜地 > 其他用地 > 林地 > 农田 > 旱地 > 果园地;紫色土壤不同土地利用类型Se含量:农田 > 果园地 > 旱地 > 蔬菜地 > 其他用地。黄壤不同耕作制度类型Se含量:旱作地 > 水耕地;黄棕壤不同耕作制度类型Se含量:水耕地 > 旱作地 > 水旱地;紫色土壤不同耕作制度类型Se含量:水旱地 > 旱作地。不同地域土壤剖面中Se元素含量:通江县 > 南江县 > 巴州区 > 平昌县。巴中市Se含量平均值为0.165 μg/g,低于全国平均值。四个富硒产业带分别为:通江县富硒马铃薯产业带;南江县富硒金银花产业带;南江县富硒蔬菜产业带;南江县富硒茶叶产业带。马铃薯、金银花、茶叶均为巴中的富硒优势作物。