保定市污灌区土壤的Pb、Cd污染与土壤酶活性关系研究

本文应用一元线性与非线性回归事寻优模型，着重研究了保定市污灌区土壤重金Ｐｂ、Ｃｄ污染与土壤酶活性之间的关系。结果表明，污灌区土壤Ｐｂ、Ｃｄ含量比清灌区有明显的增加，且均高于国内外重点城市的土壤背景值，已接近或达到轻度污染程度。     

鞍山宋三污灌区土壤重金属污染状况评价

通过对1989年和2003年鞍山市宋三污灌区土壤中重金属含量的分析表明,As、Cr、Cu、Pb在土壤中的累积量较小,均不超标;而Hg、Cd在土壤中的累积显著,污染严重,Cd的超标率由23.0%提高至40.0%,Hg的超标率由0.0%提高至33.3%。污灌区Cd、Hg的污染应引起重视。     

郑州市郊污灌区蔬菜重金属污染状况

通过对1996年—2000年郑州市郊污灌区蔬菜中重金属含量的监测结果统计和相关评价模式分析得出:污灌区蔬菜中镉、铅、铜、砷的含量变化不大,锌、铬含量有逐年增高趋势,但均未超标,个别蔬菜中Hg含量出现超标现象,应予以重视。     

新乡市寺庄顶污灌区土壤及小麦重金属污染特征的研究

通过田间采样及室内样品分析,对新乡市寺庄顶污灌区土壤和小麦子实中重金属污染特征进行了初步探讨。结果表明,土壤中cr含量达标,Cd、Ni、Zn和Cu的含量超标,其平均含量分别为65．31、1196．64、2799．25和145．78mg·kg-1,是国家土壤环境二级标准的108．85、19．94、9．33和1．46倍;污染最严重的Cd主要以铁-锰氧化物结合态存在,所占比例平均为56．84％,Ni主要以铁-锰氧化物结合态和残渣态存在,所占比例平均为37．44％和39．55％,Zn主要以残渣态存在,所占比例平均为78．24％,Cu主要以有机结合态存在,所占比例平均为57．70％。小麦子实中cd污染最严重,其平均含量为2．55mg·kg-1,是国家食品卫生标准的25．5倍,这主要是由于土壤中Cd总量严重超标且迁移能力最强的可交换态所占比例较高引起的,Ni、Cr和Zn含量分别是国家食品卫生标准的12．98、6．12和1．32倍,表明长期污水灌溉对寺庄顶灌区小麦的食品安全造成严重威胁,应引起足够的重视。     

南宁市郊区土壤中汞污染状况调查

分析了来自南宁郊区５个不同地点的土壤汞污染状况。结果表明,这５个不同地点的土壤中的汞含量明显高于全国平均水平。其中汞含量最高的是安吉地区,达到１．６４７ｍｇ／ｋｇ。同时还对种植在这些土壤中的蔬菜的汞含量进行了调查。结果表明,这些地区的蔬菜的汞含量明显偏高。研究结果也说明,蔬菜中汞的含量与土壤中的汞污染程度有明显的相关性。     

土壤汞污染研究进展

对国内外学者近些年来对土壤汞污染研究的工作进展作了系统的综述。主要包括土壤汞污染的途径、迁移方式和治理办法。其中重点介绍了大气汞的干湿沉降、土壤汞的释放及生物修复治理土壤污染。最后,还介绍了土壤汞形态的分析方法以及土壤挥发性汞释放通量的测量方法。     

辽宁省污灌区土壤重金属污染特征与生态风险评价

针对当前污灌区土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别模型评价土壤综合环境质量,并对潜在生态风险指数法进行改进,用以计量重金属潜在生态风险。采用建立的方法对辽宁省污灌区土壤环境质量和重金属潜在生态风险进行了评价,结果显示:Cd是辽宁省污灌区首要重金属污染物,而Hg、Pb、Ni污染较为普遍;重金属的来源主要是灌溉污水和农田施肥;以工业废水为灌溉用水的灌区污染情况比以河水为灌溉用水的灌区污染严重;污灌区重金属元素污染程度大小依次为:Cd>Pb>Ni>Hg>Cu>Cr>As,而重金属潜在生态风险从大到小则依次为:Cd>Hg>Pb>Cu>Ni>As>Cr。总体来看,辽宁省污灌区存在一定程度的重金属污染,且具有较为明显的复合型污染特点,其潜在生态风险超出警戒水平,各灌区应根据各自污染特点和风险等级制定相应的污染防治对策。     

太原小店污灌区农田土壤多环芳烃的污染特征及其来源

[目的]对太原小店污灌区农田土壤多环芳烃(PAHs)的污染特征及来源进行分析,为该区农田土壤环境质量评价及土壤污染防治对策的制定提供科学依据。[方法]采集太原小店污灌区15个表层土壤样品,利用GC/MS分析16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的含量,并对其来源和生态风险进行探讨。[结果]所有样品的16种PAHs均被检出,其检出率为100%。研究区农田土壤中总PAHs的浓度为0.315~7.661μg/g,平均值为3.568μg/g。在组成上,2,3环含量约占总量的64.2%,4环含量约占总量的14.2%,5,6环含量约占总量的21.6%,低环和中环PAHs含量所占的比例较高。根据特征比值法及调查结果判定,农田土壤中PAHs污染来源一方面与灌溉水质及灌溉历史有很大的关系,另一方面,主要通过燃煤或化石燃料产生的PAHs在大气干湿沉降和风力输送作用下进入到土壤环境中。[结论]与国内外其他地区的相关研究比较,小店污灌区农田土壤PAHs含量处于中高等污染水平。依据Maliszewska-Kordybach建议的分级标准评价,该区域所有采样点PAHs总量均超标;但基于我国《土壤环境质量标准(征求意见稿)(GB15618-2008)》提出的16种多PAHs污染物总量的农业用地标准值,该区域均未超出此标准。     

Effects of long-term waste water irrigation on soil organic matter, soil microbial biomass and its activities in central Mexico

 The effect of long-term waste water irrigation (up to 80 years) on soil organic matter, soil microbial biomass and its activities was studied in two agricultural soils (Vertisols and Leptosols) irrigated for 25, 65 and 80 years respectively at Irrigation District 03 in the Valley of Mezquital near Mexico City. In the Vertisols, where larger amounts of water have been applied than in the Leptosols, total organic C (TOC) contents increased 2.5-fold after 80 years of irrigation. In the Leptosols, however, the degradability of the organic matter tended to increase with irrigation time. It appears that soil organic matter accumulation was not due to pollutants nor did microbial biomass:TOC ratios and qCO₂ values indicate a pollutant effect. Increases in soil microbial biomass C and activities were presumably due to the larger application of organic matter. However, changes in soil microbial communities occurred, as denitrification capacities increased greatly and adenylate energy charge (AEC) ratios were reduced after long-term irrigation. These changes were supposed to be due to the addition of surfactants, especially alkylbenzene sulfonates (effect on denitrification capacity) and the addition of sodium and salts (effect on AEC) through waste water irrigation. Heavy metals contained in the sewage do not appear to be affecting soil processes yet, due to their low availability. Detrimental effects on soil microbial communities can be expected, however, from further increases in pollutant concentrations due to prolonged application of untreated waste water or an increase in mobility due to higher mineralization rates. Received: 28 April 1999     

再生水灌区地下水硝态氮空间变异性及污染成因分析

为了深入了解北京市再生水灌区地下水硝态氮空间分布规律及污染成因,该文基于地统计学理论、结合ArcGIS软件的地统计分析功能,绘制表达了该区域地下水硝态氮随机性和结构性的半变异函数图和空间分布图。结果表明,研究区域地下水硝态氮含量服从对数正态分布,且与1阶高斯克里格模型拟合最好,从获得的参数可知,地下水硝态氮的空间变程为9639.36m,为反应灌区硝态氮的分布特征,2个监测点的距离不应大于变程;其块金效应为0.43,表明地下水中的硝态氮含量的变化是结构性因素与人为因素共同作用的结果,同时还发现土地利用类型、地下水的开采强度与区域地下水是否容易遭受硝态氮的污染有很大的相关性,监测井深度越小、地下水位降幅越大,地下水硝态氮增幅越大,再生水蓄积区(坑塘水面)对应区域产生地下水硝态氮污染的风险较小。研究结果可为再生水的安全利用提供参考。     

井渠结合灌区用水效率指标尺度效应研究框架

现有灌溉用水效率尺度效应的研究大部分集中在地表水灌区,而较少涉及地下水利用灌区,该文针对井渠结合灌区存在地下水回归利用的实际情况,以河北省石津灌区为背景,在国际水管理研究院（IWMI）提出的水收支方法的基础上引入回归水利用指标,提出了在井渠结合灌区进行用水效率指标尺度变化规律研究的工作框架。在所提出的框架中,评价指标选择IWMI体系,数据获取手段主要为资料收集和试验观测,尺度划分方式按照现有灌区管理模型分为灌区,干渠,分干,支渠和田间5个尺度。研究成果展现了灌溉用水效率尺度效应研究所涉及到的指标选取、尺度划分、水收支解析、水平衡要素数据获取方式、回归水分析5个方面的工作过程。该框架对于开展中国北方井渠结合灌区的节水灌溉尺度效应研究有着一定的参考价值和借鉴意义。     

不同灌期对农田氮素迁移及面源污染产生的影响

通过分析从秋灌到秋浇后河套灌区乌拉特灌域典型区不同类型土壤剖面（0～160 cm）、浅层地下水中和沟道中氮素质量分数的变化过程,以便为灌区氮素污染控制提供相应的理论指导。研究结果表明：秋灌期深层土壤剖面（120～160 cm）中NO-3-N累积不明显,秋浇后3种类型土壤剖面（80～160 cm）中NO-3-N平均质量分数分别增加了1.25、2.72和2.89 mg/kg。土壤剖面中的NH+4-N质量分数分布相对较均匀。3种耕地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N质量分数的变化具有季节性的增高或降低。盐荒地土壤剖面中NO-3-N和NH+4-N都处于积累状态,对整个灌区农业面源污染物的排泄有减缓作用。浅层地下水中NO-3-N和NH+4-N质量分数在秋浇期的增幅大于秋灌期。农田土壤、浅层地下水和沟道中的氮素质量分数有着较好的时间相关性,秋浇期河套灌区土壤中NO-3-N最易发生淋洗,且是灌区产生农业面源污染最严重的时期。     

生态景观型灌排系统面源污染防治试验及生态响应

设计由灌排合一生态环沟、生态景观型斗渠和斗沟组成的新型土地整治灌排系统,以上海市临港土地整治项目区为试验场地进行不同灌排系统面源污染防治效果对比试验,最后引入生态服务价值模型分析其产生的生态响应。结果表明:1)生态景观型灌排系统涵盖稻田-萍-鱼-蔬菜种植版互利共生系统和生态环沟-迂回式生化塘-斗沟湿地面源污染防治系统,实现了稻田养鱼和农业现代化经营共赢;同时在土地整治灌排系统稻田排水口处设置迂回式生化塘,为农业面源污染防治提供了一种新思路;2)生态景观型灌排系统通过植物吸收和截留、基质和底泥吸附及细菌和微生物降解等作用,在水稻生长周期6-10月面源污染防治效果均明显高于其他灌排系统,COD、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为77.57%、78.99%、69.77%、73.74%;3)生态景观型灌排系统带来的(正,负)生态响应中,正响应为4.95万元,是负响应的45倍,气候调节、水源涵养、废物处理、生物多样性保护、土壤保持和提供美学景观等功能均显著增强。     

不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量和灌溉水生产力的影响

在黑河中游边缘绿洲通过田间试验研究不同土壤条件下节水灌溉对棉花产量及灌溉水生产力(Irrigation Water Productivity,IWP)的影响,为区域农业土壤的合理利用和制定不同土壤的灌溉对策提供依据。田间试验涉及不同肥力和粒级组成梯度的5种土壤(砂土S1、S2;壤砂土S3和砂壤土S4、S5三个质地类型),设三个灌溉水平:常规充分灌溉(I1)、减量10.5%节水灌溉(I2)和减量21.0%节水灌溉(I3)。结果表明,与充分灌溉相比,减量10.5%和21.0%的节水灌溉,在棉花不同生育期的地上单株生物量和叶面积及收获时的茎干生物量有所降低,但籽棉产量增加了11.6%和11.2%。在减量10.5%和21.0%的节水灌溉下棉花IWP分别为0.51 kg m-3和0.57 kg m-3,较传统灌溉(0.41 kg m-3)提高24.4%和39.0%。不同质地土壤棉花生物量、产量及棉花IWP有显著差异。棉花IWP随土壤黏粉粒和有机质含量的增加而增加,但在黏粉粒和有机质含量最高的土壤出现下降,呈多项式关系。土壤质地与灌溉量对棉花霜前花率、生物量及产量有显著的交互效应。有机质和黏粉粒含量最高的砂壤土S5在充分灌溉下营养生长过旺、吐絮期延后,导致霜前花率降低、籽棉产量和IWP降低。节水灌溉可显著提升棉花IWP,在水资源紧缺的边缘绿洲区,对新垦的砂质土壤种植耗水量较低的棉花、并进行节水灌溉管理,是实现区域节水和合理土地利用的适宜选择。     

内蒙河套灌区咸淡水交替灌溉模拟及预测

为探索一种适合内蒙河套灌区特点、对区域土壤及地下水环境影响最小的咸淡水轮灌模式,预测长期微咸水灌溉条件下区域环境的变化,在田间试验及土壤水盐信息空间结构性分区的基础上,构建了描述非饱和—饱和水盐运动的耦合模型及其算法。通过对耦合模型的率定检验表明,模型计算值与实测值拟合较好,耦合模型能进行较好的循环计算,误差在允许范围以内,表明耦合模型具有较高的可靠性。基于耦合模型的咸淡水灌溉模式的数值模拟研究发现,“淡水-咸水-咸水”的咸淡水交替灌溉模式对区域土壤及地下水环境的影响在所有方案中最小;采用“淡咸咸”灌溉模式进行长期微咸水灌溉,整个研究区在非生育期的脱盐量大于生育期的积盐量,并且盐分主要通过排水沟系统排出区域外,土壤总体呈脱盐趋势;在模拟期内地下水位只有微小幅度的下降,地下水矿化度及含水层中的盐分呈下降趋势。在黄河水量逐年减少的形势下,“淡咸咸”灌溉模式为河套灌区提供了一条使区域环境可持续发展的开源途径,耦合模型的构建将为内蒙古河套灌区节水改造工程实施后及开发利用微咸水后的区域水土环境的预测预报提供参考及简便实用的途径。     

节水防污型农田水利系统构建及其效果分析

不合理的农田水肥管理是造成农业面源污染的主要原因之一。为了探寻灌区水稻节水、增产和减污相统一的措施,提出运用由田间、草沟、塘堰湿地和骨干沟"四道防线"组成的系统净化农田排水,并在广西桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站开展了系统的试验研究。通过站内不同水肥处理下对田间节水、水稻增产、氮磷流失减少指标的分析,优选水稻田间最优水肥管理模式,即采用间歇灌溉模式、施氮肥总量不变、适当减少氮肥基肥增加追肥用量;在站外根据现有的水系分布构建"四道防线"系统,分析了各道防线对农田排水的净化效果以及提高净化效果的主要措施。由"四道防线"构成的节水防污型农田水利系统对农田氮磷排放具有良好的净化效果,实现了减少农田面源污染和修复农田水环境的目的。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下,滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时,不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时,黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时,黄瓜表现出来的耐盐性最强,EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多,IWUE越低,而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少,IWUE越高。通过研究,在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区,当没有足够的淡水用于作物灌溉时,可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下,利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。