含油污水灌区土壤污染特征研究

为了研究含油污水灌区土壤污染特征,以TPH为研究对象,对污灌区土壤中TPH的空间分布特征进行探究,并考察污灌引起的TPH污染对土壤基本理化性质的影响。结果表明,污灌引起土壤中油-盐复合污染,污灌区土壤TPH含量显著高于对照组,变化范围为120.01~578.32 mg kg~(-1);各监测单元差异性显著,说明长期污灌会造成不同程度的石油烃污染,TPH含量随采样深度增加而降低,表层土0~20 cm是石油烃的主要累积层位,污染物在剖面上的分布与土壤粘粒含量及有机质有关;污灌区土壤中含盐量为1.25~6.57 g kg~(-1),显著高于对照组,只有约3%的样品属于轻度盐化,约36%的样品属于中度盐化,近61%属于强度盐化,污灌土壤油-盐复合污染特征明显;与对照组相比,pH与氨态氮变化不显著,电导率、有机质、速效磷显著升高,C/N、C/P比例失衡。     

沈阳市治理镉污染土壤前景效益分析

１沈阳市镉污染概况沈阳市典型的镉污染区为位于沈阳市西部的张士灌区，灌区引用沈阳市西部卫工明渠（城市排污渠）与浑河大伙房水库水稀释后进行灌溉，污水灌溉已有３０多年的历史。污水中含有大量有害物质，尤其是重金属镉，最新测定数据表明，污水中的镉浓度已超过国家农田灌溉水标准的３０多倍，土壤镉含量平均超过２mg·kg－１（国家土壤环境质量二级标准为０．３mg·kg－１）。由于污灌时间长，土壤呈微酸性，重金属多于土壤表层积累，致使稻谷受到严重污染。据有关部门检测，灌区生产的稻米９０％以上镉含量超过国家食品卫生标准，为…     

生活污水对长春花生长及生理影响的研究

利用不同稀释倍数的生活污水(污水∶清水,V/V,分别为1∶0;1∶1;1∶2;0∶1)浇灌长春花结果表明,与清水灌溉相比,污灌处理土壤NH4 -N含量由59.01mg/kg提高到64.22~65.89mg/kg,NO3--N含量由2.69mg/kg提高到3.03~4.54mg/kg,速效磷含量由32.29mg/kg提高到37.40~42.41mg/kg;增加了土壤酶活性,其中土壤过氧化氢酶、脲酶及蛋白酶活性分别比对照提高10.76%~23.32%、33.41%~103.69%和31.82%~131.82%;植物根系活性由170.25μg/g.h提高到177.88~471.69μg/g.h,叶绿素含量由1.78mg/dm2提高到2.68~2.98mg/dm2,植物干物质量由11.660g/盆提高到12.130~16.577g/盆。且以稀释1倍污水灌溉处理效果最佳。用原生生活污水直接灌溉虽降低污水肥效,造成土壤Cl-的积累,但对长春花生长及干物质积累无显著影响。     

奎河污灌区土壤重金属As变化系统动力学分析

污灌污染是一个亟待解决的土壤环境问题,研究污灌区土壤重金属污染状况及其动态对于土壤重金属污染修复具有现实意义。该文以奎河污灌区为例,通过文献资料搜集和现场监测获取相关数据,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价了污灌区重金属污染状况,结果表明土壤As轻度污染,水田样点超标率达89.93%,旱地样点超标率达82.39%,水田综合污染指数为1.39,旱地综合污染指数为1.19。以As为例,采用系统动力学方法分析了As含量的变化。结果表明在当前种植制度下,土壤As的消除是一个漫长的过程,需要到2016年土壤As质量分数才会降低到30mg/kg以下,2024年后才会低于25mg/kg,达到当地土壤As背景值更需要到2073年。清除作物秸秆和根系对于消除土壤As污染有益,尤其是远期效果明显,而表层土壤的流失对于土壤As的清除作用显著。     

污染水稻土中重金属的形态分布及其影响因素

通过BCR3步提取法研究了江西省贵溪铜冶炼厂污染区水稻土中重金属的形态分布。研究表明,废渣场渗滤液污染区域(渣场区)的污染较污水灌溉污染区(污灌区)严重,渣场区土壤中Cu、Pb、Cd的含量高于污灌区,而污灌区土壤Ni含量较高。在表层(0～20cm)水稻土中,Cu以可氧化态为主,Pb以可还原态和可氧化态为主,Cd以酸溶态为主,Ni以残渣态为主,不同重金属元素的有效态所占总量百分比大小顺序是Cd>Cu>Pb>Ni。土壤重金属不同形态之间也呈现一定的相关性,说明Cu与Pb、Cd、Ni之间具有同源性。土壤pH主要影响了污灌区中Cu的形态分布,以及渣场区土壤酸溶态Ni的分布。土壤有机质含量对各重金属形态分布的影响不明显。     

污灌对潮土重金属含量及分布的影响——以开封市化肥河污灌区为例

以开封市化肥河污灌区为例,研究了污水灌溉对潮土中重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni和 As)含量及分布的影响。结果表明,污水灌溉已经导致了该区潮土较明显的重金属累积,其中Cd和As平均含量分别达1．70 mg/kg和26．28 mg/kg,远远超出了土壤环境二级标准值。进入潮土的重金属主要累积在潮土的耕作层,随着土壤深度的增加,重金属含量逐渐减少;相对其他重金属而言,As更易于在潮土表层滞留。污灌区潮土 Cu、As与Cd含量与距污染源距离呈线性相关。相关分析表明,污灌区土壤Cu、Zn、Pb、Ni和As含量与土壤理化性质及其他重金属含量有关,而土壤Cd和Cr含量则与其他重金属含量及土壤性质的相关性不明显。     

毛乌素沙区退化湿地土壤剖面水分和养分特征

在毛乌素沙地秃尾河源区,随机选取地下水位分别为50cm,80cm和100cm的3块退化湿地(1号、2号和3号)和1块地下水位超过300cm的典型沙地,通过采集土壤剖面,对比分析了退化湿地与典型沙地土壤水分和养分剖面分布特征。结果表明:地下水位深度对土壤含水量影响较大,1号退化湿地土壤含水量整体最高,为16.15%~28.12%,2号和3号退化湿地土壤含水量剖面特征相近,含水量分布范围为5.65%~24.75%,整体上低于1号退化湿地,但高于典型沙地;有机质在4块样地中均是表层含量最高,且随土层深度的增加而逐渐减少。退化湿地表层有机质含量为8.51~17.13g/kg,约为典型沙地的2~3倍,且2号和3号退化湿地分别在10—16cm,30—33cm,22—28cm存在有机质富集层,但含量低于表层;4块样地土壤全氮含量范围为0.01~0.60g/kg,其剖面分布特征与有机质相似。硝态氮在各样地间剖面分布特征不明显,但其表层含量均高于下层,表层最高者为3号退化湿地,为0.58mg/kg,最低者为典型沙地,约0.24mg/kg;4块样地土壤全磷、速效磷和铵态氮含量范围分别为0.10~0.20g/kg,0.80~3.15mg/kg和2.81~3.33mg/kg,其均在退化湿地与典型沙地剖面不同层次间无明显差异。4块样地表层土壤速效钾含量最高。速效钾在1~3号退化湿地与典型沙地中的平均含量分别为27.76,54.95,43.57,23.42mg/kg,其在退化湿地中的含量明显高于典型沙地;土壤含水量与有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效钾呈显著相关(P0.05),而全磷与其他7个指标之间的相关性不显著。     

不同轮灌模式对污灌农田冬小麦-夏玉米轮作系统重金属镉阻断效应

为探讨不同轮灌模式对华北粮食核心区污灌农田重金属镉阻断效应,通过典型污灌区田间试验,对土壤重金属镉在冬小麦-夏玉米轮作系统中的迁移、累积进行了研究。结果表明,苗期微污染水灌溉对籽粒中镉累积影响并不明显,返青拔节期、孕穗期微污染水灌溉可显著增加籽粒中镉累积及食品安全风险。同时,返青拔节期、孕穗期微污染水灌溉抑制了籽粒灌浆及籽粒均匀度,降低冬小麦产量,但对夏玉米产量影响并不明显。因此,苗期采用微污染水灌溉,返青拔节期和孕穗期采用清水灌溉可以有效阻断镉在籽粒中的累积;在确保夏玉米籽粒安全的前提下,中度污灌农田土壤10-20cm土层有效镉含量可以作为夏玉米籽粒中镉含量以及是否符合粮食卫生标准的评价指标,其评价模型近似为y=0.0853x-0.0036,估算有效镉临界值为1.21mg/kg。     

广东省东南部菜地水田砷含量空间分布

针对稀疏采样条件下农用地土壤砷含量空间分布难以高效准确识别的问题,以广东省东南部农用地为例,采集表层土壤(0~20 cm)样本104个,借助空间分析与多元回归建模手段,分菜地、水田和果园3类农用地分析土壤砷含量统计特征、模拟揭示土壤砷含量空间分异的成因与空间分布格局。结果表明:1)研究区农用地土壤砷含量总体上达标,但个别样点土壤砷含量值高达137.80 mg/kg,显著高于国家土壤环境质量二级标准(GB156182-1995);2)3类农用地中菜地土壤砷含量最高、水田次之、果园相对较低,均值分别为11.04、9.89和2.54 mg/kg;3)各类农用地土壤砷污染来源不同,菜地砷污染主要在不同地形条件下,受河流污水灌溉和烟囱排放的废气沉降随地表径流累积影响,在空间上呈现北部偏高、其他地区偏低的分布格局;4)水田砷污染受河流污水灌溉影响显著,空间上呈现南北部偏高、中部地区偏低的污染格局。研究结果对在稀疏采样监测地区开展农用地土壤重金属污染制图与精细防控策略的制定提供了一种行之有效的方法。     

有机酸淋洗对土壤Cd纵向迁移及有效性的影响

针对保定市污灌区土壤重金属污染现状,采用土柱模拟淋洗试验,以自然Cd污染土壤为对象,研究了EDTA、柠檬酸、草酸3种淋洗剂对污染土壤中镉纵向迁移的影响,以及有效态镉在表层污染土壤中(0-20cm)的变化规律。结果表明:淋洗后表层污染土壤中Cd含量均随着有机酸添加量的增加而降低,随着EDTA添加量增加各处理较对照分别降低了4.72%,8.96%,19.38%,30.46%;不同柠檬酸添加量处理较对照分别降低了0.42%,1.14%,16.9%,27.9%;不同草酸处理较对照分别降低了4.23%,5.70%,14.01%,17.75%。随着有机酸添加量的增加,底层全镉(20-50cm)迁移深度增加,最大迁移深度可达到40cm,含量随着深度的增加而减少,3种有机酸对污染土壤镉迁移能力顺序为EDTA>柠檬酸>草酸。除低柠檬酸添加量处理下(<75kg/667m2)表层污染土壤有效镉含量较对照略有降低外,土壤有效态镉的含量均随着各有机酸添加量的增加而增加,且两者之间呈显著的线性正相关。     

粉煤灰堆场附近农田土壤硒环境污染评价

对贞观山煤灰库附近农田土壤、土壤剖面、灌溉水、母岩以及稻米,蔬菜等农作物中Se含量特征及污染现状进行了系统分析与评价.结果显示:煤灰库周围的农田土壤Se含量范围为0.15～6.12mg/kg,受到不同程度污染.土壤Se含量空间分布特征表明.离煤灰库越近的农田土壤Se污染越严重.农田土壤Se污染主要是由Se含量超标地表水灌溉以及煤灰库的长期处置所引起的,受母岩的影响不大.研究区稻米Se含量较高,为0.04～1.12mg/kg,部分稻米样品Se含量超标严重,并且受土壤Se污染影响明显.长期食用Se含量超标大米对人体健康会产生潜在危害.     

Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) in den Böden der Rieselfelder der Stadt Münster (Westfalen)

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in soils of the Münster (Westfalia) irrigation fields From 1901 to 1975 municipal sewage waters with a daily amount of finally about 40.000 m³ were seeped in the irrigation fields of the city of Münster (Westfalia). Soil samples of former seeped sites and non-seeped neighbour sites have been examined with regard to 6 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of the German “drinking water regulation”. The irrigation caused an enrichment of PAH in the topsoils of the former irrigation basins up to an average concentration of 0,57 mg PAH/kg soil, while the topsoils outside of the irrigation fields show an average concentration of only 0,14 mg PAH/kg soil. Significant correlations between different soil properties, e.g. the organic matter content, and the concentration of PAHs are not evident. After termination the irrigation of sewage water, single irrigation bassins were filled with substratum, which is contaminated with scoriaceous materials. The average PAH concentration of such an area amounts to 7 mg PAH/kg topsoil. The PAH distribution in a soil profile shows a decreasing concentration by depth but a clear enrichment in oxidized gleyic horizons (Go) of different age. Probably the PAHs were leached under recent conditions by chemical bond to dissolved organic carbon (DOC) and finally adsorbed by Fe oxides. Since the end of irrigation Fluoranthene, the most mobile PAH compound, was leached down to 110 cm depth. A contamination of the superficial groundwater at such sites cannot be excluded.     

污水灌溉对林地土壤中磷的数量与形态影响

为避免城市生活污水携带的N、P进入水体,新西兰罗托鲁阿市处理后的污水直接喷灌至Whakarewarewa森林,同时建立污水灌溉林地处理系统长期定位试验地,以评价林地生态系统对污水携带营养物质的同化能力。为了解长期污水灌溉对土壤中P的数量、形态、环境的影响,对该灌溉系统中的土壤进行了剖面采样分析。结果表明:土壤TP(全磷)、Olsen P、M3P(Mehlich-3 P)在所有灌溉区的表层土壤(0～10 cm)均有显著(p<0.05)增加,部分指标的显著增加达深层土壤。随灌溉进入土壤的P大多被保存在上层土壤(0～40 cm)中。土壤中各形态的磷所占比例因长期污水灌溉而改变,灌溉前占优势的NaOH Po(以NaOH浸提得到的有机磷)经长期灌溉后被NaOH Pi(以NaOH浸提得到的无机磷)所取代,上层土壤WSP(水溶性磷,Wa-ter-soluble P)变化明显。以Olsen P 60 mg kg-1和M3P 150 mg kg-1为环境临界值可预测土壤剖面中P的淋失危机,WSP可望成为适用更广的土壤P淋失环境危机预测指标。     

典型农业区农田土壤重金属潜在生态风险评价

采用野外采样和室内分析相结合的方法,以典型农业区山东禹城的农田表层土壤（0-20 cm）为研究对象,分析了土壤中重金属Cr、Ni、Pb、As、Hg、Cd、Cu和Zn的含量,探讨了土壤中重金属的含量与不同人类活动的关系并进行了潜在生态风险评估。结果显示,8种重金属的含量均超过黄河下游潮土区的背景值。潜在生态风险评估表明,当地的农田土壤Cr、Ni、Pb、As、Cu、Zn有轻度的生态风险,Hg和Cd存在较大的生态风险。城市化进程、畜禽养殖和污灌是造成土壤Cd高生态风险的主要因素,城市化进程和污灌也是造成土壤Hg高生态风险的主要因素。禹城各区域土壤受8种重金属的综合潜在生态风险程度大小依次为城郊农田〉污灌农田〉典型施肥农田〉井灌农田〉引黄灌农田,不同人类活动区域土壤Cd生态风险和8种重金属的综合潜在生态风险存在显著差异。     

灌区土壤盐分空间变异及多因素响应关系

[目的]研究土壤含盐量空间特征和分布格局,分析土壤盐分空间格局与地下水、土壤物理特性参数间的空间响应关系,为灌区盐渍化防控提供理论依据。[方法]以黄河南岸灌区吉格斯太灌域为例,网格化布点,分层采样测定土壤含盐量、表层土壤含水量、颗粒组成、干容重并换算热容量及导热率,同步监测地下水埋深及含盐量,采用经典统计方法和地统计方法分析土壤含盐量空间分布特征及其与物理特性和地下水等因素间的空间相关性。[结果]灌域处于非盐化—轻度盐化状态,土壤含盐量呈中等空间变异程度,总体呈现相对独立的随机分布,空间结构特征可以用高斯模型和指数模型描述。土壤含盐量与地下水埋深呈显著负相关,与地下水含盐量呈显著正相关,地下水埋深1.6 m区域发生轻度盐渍化风险较高。0—20 cm土壤含盐量与黏粒含量、容重、含水量、导热率及热容量显著空间正相关,相关范围约2～6 km;与砂粒含量呈显著空间负相关,相关范围约2～4 km。20—60 cm土壤盐分与0—20 cm土壤黏粒、砂粒含量、导热率、热容量及含水量呈显著相关,相关范围与土壤表层略有差异。[结论]黏粒含量较高,含水率较大,地下水埋深1.6 m的区域是灌域盐渍化防控的重点区域。     

不同灌溉方式和作物类型对西北干旱区耕地土壤盐渍化的影响

土壤盐渍化是西北干旱区耕地发展的主要限制因素之一。近10年来,新疆石河子垦区耕地的灌溉方式和作物类型都发生了很大的变化,并对耕地土壤的盐渍化产生了影响。为此,基于不同作物类型、不同灌溉方式下典型耕地地块的实验数据,采用配对T检验、曼-惠特尼U检验等统计分析方法,研究了垦区灌溉方式和作物类型对耕层土壤盐分的影响。结果表明：（1）漫灌相对于滴灌来说,会降低土壤耕层的总含盐量,但是却使得耕层表层盐分积聚;漫灌条件下盐分在水平方向分布比较均匀,而滴灌条件下其分布离散程度较高。（2）作物类型对土壤耕层总含盐量及盐分在耕层土壤中的水平和垂直分布影响均不显著,短期的作物改种（棉地改为玉米地）对土壤耕层盐分含量没有明显影响。     

风沙区雨养耕地水分与养分动态及其对作物产量的影响

风沙区由于林带的缺少,雨养耕地风蚀现象严重,就地起沙,形成了风蚀地以及风积地在短距离内交错分布的特点。通过对风沙区雨养耕地土壤水养状况的定位研究得出:没有防护林带保护的雨养耕地有3种类型,即风蚀地、积沙地、过渡地段。沿主害风方向,上风地段为风蚀沙地,下风地段为风积沙地。风蚀沙地水分状况最好,风积沙地最差;表层土壤(0~20cm)养分状况比下层(20~60cm)差,风积沙地肥力最低,过渡地段最好。沙区雨养耕地特点明显,一年中土壤含水率变幅比降水量小得多,水养同步作物生产力水平高;农作物产量与土壤中全N、全P、全K含量关系不密切,与土壤表层有机质、有效P、K含量及下层有效N的含量呈明显的正相关。     

不同水氮耦合管理下耕层土壤的氮动态

以中国科学院封丘农业生态试验站水氮耦合长期试验地为研究平台,采集了不同水氮耦合管理下耕层0～10 cm、10 ～ 20 cm和0～20 cm土壤,测定了六种形态的氮(无机氮、有机氮、酸解有机氮、酸解铵态氮、溶解性有机氮和微生物生物量氮)和三种与氮周转密切相关的生物性指标(脲酶活性、蛋白酶活性和硝化势).三因素方差分析结果表明,施氮和耕层深度对六种形态氮均有显著作用,而灌水对这六种形态氮无显著作用.单因素方差分析结果显示施氮明显提高了耕层0 ～ 20 cm土壤无机氮、有机氮、脲酶活性及硝化势,而对土壤酸解有机氮和酸解铵态氮无显著影响;六种形态的氮、蛋白酶活性及硝化势均不受灌水量的影响.不同水氮耦合管理下耕层0 ～ 10 cm土壤六种形态氮、脲酶活性、蛋白酶活性及硝化势几乎均明显地高于10～20 cm土壤.通过对不同水氮耦合管理下耕层土壤氮动态的研究,本研究得出最佳的水氮耦合管理模式是灌水至20 cm土层的田间持水量和每季施氮190 kg hm-2.     

不同施氮水平再生水灌溉对设施番茄根际土壤供氮的影响

通过田间小区随机区组试验研究不同施氮水平再生水灌溉对设施番茄土壤供氮能力和产量的影响,对不同施氮处理再生水灌溉设施番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮含量、番茄生物量和产量、氮肥利用效率、表观氮素损失量进行对比分析。结果表明:再生水灌溉氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮含量保持在40mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮含量差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;再生水灌溉氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥利用效率和产量均显著高于常规施氮处理,而土壤供氮能力与常规施氮处理差异不大。因此,再生水灌溉条件下,施氮水平控制在189～216kg/hm2之间,可有效削减0-30cm根层土壤表观氮素损失,提高根际土壤供氮能力,显著提高番茄关键生育阶段氮肥利用效率和番茄产量。     

咸水畦灌农田土壤水热盐动态及油葵生长的试验与模拟

为探究中国西北旱区咸水畦灌条件下农田土壤水热盐动态及其对作物生长的影响,采用大田试验和WASH-C模型(Layered Soil Water-Solute-Heat Transport and Crop Growth Model,土壤水热盐迁移和作物生长耦合的模拟模型)模拟相结合的方法,分析油葵全生育期内不同灌水量和矿化度处理下土壤剖面水盐分布特征、温度变化及油葵生长规律。试验设置包括2个灌水量水平(分别为油葵畦灌需水量的100%、50%)和3种畦灌水矿化度(分别为0.7、4.0、8.0 g/L)。结果表明,土壤剖面的水、盐、热分布在根区(0～40 cm)的变动幅度要大于深层(40～100 cm),灌水量越多,水分、盐分变幅越大。随着灌水次数的增加,土壤剖面在0.7 g/L矿化度下出现脱盐现象,4.0、8.0 g/L矿化度下出现积盐现象,并且灌水量越大,相应的脱、积盐率越高。试验前期各层地温变化幅度较后期大,温度变化幅度随土壤深度增加而减小。0.7g/L、100%油葵需水量下的作物LAI和产量最大,8g/L、50%油葵需水量下最小,两处理的LAI分别为8.41、3.80 cm~2/cm~2,产量分别为5.49、3.08t/hm~2,差异显著(P0.05)。模拟结果表明,WASH-C能够较好地模拟各时期土壤中根区、深层含水率的分布特征,所有模拟结果的R2不低于0.53。在咸水矿化度小于等于3g/L的情景模拟下,作物根区不会产生明显的积盐现象。合理的咸水畦灌制度有利于充分利用咸水资源并提高油葵的水分利用效率和产量。