污灌条件下农田土壤重金属的空间变异与模拟

土壤重金属污染影响农田环境质量及食品安全.以天津市武清区北部农产品商品基地(包括10个乡镇)为例,运用地统计学方法和ArcGIS技术,分析了农田土壤中Cu、Zn、Pb、As、Hg 5种重金属元素含量的空间变异性和相关性;借助最优空间插值模型模拟它们的空间分布特征.结果表明,Hg元素属于空间弱相关,Cu、Zn、Pb和A8元素有中等程度的空间相关性.插值结果进一步表明,在研究区北部5种重金属元素含量均较高;Cu含量以北京排污河为中心,向其两侧递减;Zn和As含量呈岛状区域分布,高值区主要分布在排污河附近;Pb和Hg含量分布表现为北部和东南部较高,与污灌范围和强度有明显关联.其中主要污灌区大沙河乡的土壤重金属污染最为严重.     

干旱区污灌农田作物系统重金属Cd Pb生态行为研究

通过对干旱区污灌农田主要农作物体中重金属 Cd、 Pb生态行为的调查研究得出：①不同作物对所选元素吸收累积的顺序为：玉米 >小麦；不同元素在作物体内迁移能力为： Cd>Pb。②作物不同部位元素累积态势为：根 >茎 >籽，这一态势不受土壤环境各元素含量高低的影响。③同一元素在不同剂量区作物体内吸收累积程度的差别显著。     

长期污灌农田土壤重金属污染及潜在环境风险评价

以西安市某典型污灌区农田土壤为研究对象,分析长期污水灌溉对表层土壤重金属含量及富集状况的影响,采用内梅罗指数法和Hakanson潜在生态危害指数法对其污染现状及潜在环境风险进行评价.结果表明:长期污灌已导致农田土壤Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 7种重金属相对自然背景有不同程度累积,其富集比例依次为100％、82.69％、100％、100％、80.77％、98.08％和100％,仅有土壤As平均含量低于其背景水平;以国家土壤环境质量标准二级限量值作为污染评价阈值,其中Cd和Hg污染表现突出,按其污染指数平均值排序为Cd＞Hg＞Ni＞Cu＞Zn＞As＞Cr＞Pb;土壤重金属综合潜在环境风险为“强”等级,Hg、Cd的环境影响占据主导;随污灌年限增长,离灌渠越近,农田土壤重金属的污染水平和环境风险越高.鉴于该区土壤重金属已呈现较强生态危害性,应及时采取必要防治措施,调整土地利用结构,确保农田环境及农产品安全生产.     

我国农田污灌发展现状及其对作物的影响研究进展

水资源短缺尤其是农田灌溉水资源不足的现状已制约了我国农业的发展,如何利用生活污水和工业废水进行农田灌溉已经成为当前的研究热点。该文就污水灌溉的现状及其对土壤、作物、地下水的影响进行了详尽综述,力求为我国农田污水灌溉的发展提供一些理论依据。     

污灌对作物品质的影响

污水灌溉在我国具有悠久历史,尤其像北京、天津等城市大面积连续污灌有20多年的历史,1982年全国污灌面积已达2千万亩之多,发展速度之快达惊人程度。目前全国(主要大、中城市)日排污量已超过1亿吨、     

保定市郊农田污灌用水质量评价

以保定市环境监测站2003年监测数据为背景值,比照农田灌溉水质标准的相关指标,并采用综合指数法和内梅罗水质指数法,对保定市引污干渠所排污水的污染物含量及污染程度进行了分析评价.结果表明:保定市引污干渠所排污水的CODCr、Cd、Zn和挥发酚的实际含量,均超过国家农田灌溉水质标准所限定的旱作和蔬菜作物最高含量.其中,污水的CODCr实测值高达599mg/L,分别是农田灌溉水质标准所限定的旱作作物灌溉水最高含量(300mg/L)和蔬菜作物灌溉水最高含量(150mg/L)的1.997倍和3.994倍.保定市引污干渠所排污水属中度污染水质,不适宜直接作为农田灌溉用水.     

污灌农田土壤无脊椎动物与土壤重金属污染及土壤理化性质的相关性

研究了污灌农田土壤重金属污染程度、有机质含量和理化性质对土壤无脊椎动物的影响规律.结果表明:土壤重金属污染程度与土壤无脊椎动物群落多样性和个体数量具有极显著的负相关性,分别建立了土壤重金属综合污染指数、Cd污染指数和As污染指数与群落Simpson多样性指数、McIntosh多样性指数、蜱螨目和弹尾目种群数量的回归模型.研究表明土壤无脊椎动物群落多样性指数和种群数量可以指示土壤重金属污染程度.     

太原市小店区污灌土壤重金属形态分布特征

在太原小店污灌区,采用田间试验,系统研究了污灌土壤中不同形态重金属Pb,Cr,Cd的含量和在1 m土壤中的垂直分布规律,以及玉米、小麦和大豆对Pb,Cr,Cd的吸收分布特性。结果表明,试验区土壤中全量Pb,Cr,Cb含量均为太原市环境背景值的2~5倍;Tessier法浸提态Pb,Cr,Cb含量均随土壤深度增加而逐渐减少,种植玉米、小麦和大豆对其分布规律没有影响;污灌土壤中Pb和Cr以残渣态为主,Cd以有机物结合态和铁锰氧化物结合态为主。     

污灌对水果质量影响的初步研究

乌鲁木齐市四宫污灌区的污灌面积达3,552亩,灌溉着大面积果树。所用污水为医院废水及机械、印染、食品、制药等工业废水和生活污水的混合体,生活污水约占60％—70％。污水未经处理,直接用于灌溉。     

污灌对塿土镍形态的影响

本文采用田间调查的方法研究了长期污灌对土镍形态的影响，探讨了用土壤镍形态作为指标评价土壤镍污染的可能性。结果表明，污灌带入到土壤中的镍聚集在土壤耕层，未向下迁移转化，污灌能明显增加耕层土壤碳酸盐结合态，铁锰氧化物结合态和有机质结合态镍的量，对残渣态镍没有影响。     

污灌条件下土壤碱度和石膏应用对重金属元素动态行为的影响

采用室内土柱淋洗试验方法,研究了污水灌溉条件下土壤碱度和石膏应用对土壤中重金属元素动态变化的影响。结果显示,Fe元素在土壤中累积,但它在碱性土壤中的累积程度大于在非碱性土壤或石膏应用后的碱性土壤中的累积程度。Mn和Zn元素在碱性土壤中累积而在非碱性土壤或石膏应用后的碱性土壤中淋溶。Cu元素在非碱性土壤中累积而在碱性土壤(不论石膏应用与否)中淋溶。Ni元素在所有土壤条件下均产生淋溶,但石膏的应用增大了Ni元素的淋溶程度。土壤碱度以及石膏在碱性土壤中的应用明显地改变了重金属元素的动态行为。某些重金属元素在土壤中的累积不会影响试验用污水的较长期灌溉使用。     

污灌时间对土壤肥力及土壤酶活性的影响

通过时空互代、野外调查和采样分析的方法,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间下(0～52 a)耕地土壤肥力及土壤酶活性特征.结果表明:与对照点相比,污水灌溉区土壤有机质、全氮、全磷含量,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均相对较高,而土壤阳离子交换量、过氧化氢酶和脱氢酶活性无明显的变化规律;污水灌溉区土壤全氮、蔗糖酶、磷酸酶与污灌时间之间表现出显著正相关性(P＜0.05),其他指标与污灌时间之间均无显著相关性;土壤肥力(有机质和全氮)、重金属(总Cr和总Cd)与水解酶(脲酶和磷酸酶)之间表现出显著正相关性,交换态Cr与脱氢酶活性之间呈现出显著负相关性.上述特征反映了污水灌溉时间对土壤肥力及土壤酶活性具有复杂的影响效应,而这些效应是决定污水灌溉区土地生产力能否高产的重要因素.     

西安市郊区污灌对土壤某些生物活性的影响

西安市污灌已有30多年的历史,目前污灌面积约占可耕地面积的16.2%。但是,随着西安地区的工业发展,工业及生活废水排放量日趋增加,长期污灌,造成农田污染,尤为严重的是含有一些重金属物质的工业废水,进入土壤后,不易被土壤微生物所降解,而常常被植物吸收利用,影响人、畜、家禽的健康。但是,西安地区工业及生活废水又是不可低估的水源和肥源,如经处理后,或适当加以引灌,又可培肥土壤,使作物增产。污灌对土壤生物活性的影响如何,这是影响作物增产的主要原因之一。本文试图从污灌对土壤某些酶、呼吸强度、有机质、土壤微生物活性的影响进行研究,并以人工施加毒物的方式进行模拟试验,为西安市污灌区农业环境质量评价提供参考。     

重金属对农田节肢动物的影响研究进展

综合分析了近年来重金属对农田节肢动物影响的研究概况。通过解析农田节肢动物对重金属的富集及生理机制,分析了节肢动物对重金属的代谢和解毒、重金属影响节肢动物的生长发育和繁殖、重金属影响节肢动物的种群生态等内容,发现重金属可通过多种方式传递和富集在农田节肢动物体内,对其产生各种生理、生态的毒性影响。这种毒性作用受重金属种类、暴露途径、机体的生物学特性、地球化学特性等多种因素的综合影响而表现出差异性。最后,针对目前存在的问题提出了未来的研究方向。     

我国污灌污水中重金属含量特征及年代变化规律

通过查阅文献数据库,统计发表的我国各地污灌污水中的重金属含量,并对数据进行统计分析,总结近30a来我国污灌污水中重金属的含量特征及年代变化规律。文献数据统计结果表明,近30a来我国污灌污水中重金属Pb、Cr、Zn、Ni的含量均值或中位值随年代逐步降低,Hg、As平均含量呈先上升后下降的趋势,Cu、Cd平均含量则是呈现先下降后上升的趋势;近30a来污灌污水中8种重金属浓度的平均值或中位值均低于农田灌溉水质标准(GB5084—2005),但污灌污水中重金属浓度的90%分位值均超过该农田灌溉水质标准,污灌污水中重金属浓度75%分位值20世纪80年代Hg、Pb、Cd超标,90年代Hg、Cr、As超标,近10aCd、As超标。对污灌污水中Hg、Cd、As在污染源头控制中需要优先控制。     

小尺度矿山酸性废水污灌农田土壤重金属统计分析与空间分布研究——以贵州某矿区下游农田为例

以贵州某矿区酸性废水排放下游0.3～1.5 km范围内的15.2万m2农田为研究对象,采样分析研究区域污染源、地表水、地下水、土壤和农作物重金属含量,结合统计分析和空间插值模拟方法,研究矿山酸性废水排放对下游农田土壤和农作物的影响。结果表明矿区废水的外排使其下游农田灌溉水pH降低,土壤酸化;研究区域农田土壤重金属含量均未超过国家标准风险筛选值,农作物中仅有Cr含量超标,农作物与土壤重金属含量相关性不显著;普通克里金空间插值分布图显示pH、Fe、Mn、Cu、Hg和Pb含量分布整体呈现随着与矿山排水源距离增加而增加。这可能与土壤中低pH促进几种重金属在土壤中的迁移有关。As、Cr整体分布趋势随着与排放源距离增加而降低,这说明土壤As、Cr分布主要受到污灌水的影响。本研究结果表明,矿山酸性废水排放降低研究区域灌溉水pH和导致土壤酸化是最主要的影响。     

新乡市污灌土壤中重金属含量及植物质量评价

研究了新乡市污灌土壤受重金属污染的情况,同时对污灌土壤中所种植的蔬菜进行分析、测定.试验结果表明:污灌土壤中的Zn、Cu、Pb、Cr含量在国家标准以内,Ni、Cd含量超标,土壤已明显受到Ni、Cd的污染.按照国家食品卫生标准评价植物体中的重金属污染程度,结果显示:Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的超标率分别为100%、100%、70%、60%、100%.重金属污染主要表现为Cd和Cr的污染.