大型铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降特征研究

为探索铜冶炼厂周边农田区大气重金属沉降的时空变异特征,以冶炼厂为中心,四周等距离均匀分设8个监测点,于2012年5月至2013年4月,根据酸沉降检测技术规范,采收大气干湿沉降混合样品,利用原子吸收分光光度法分析样品中cu、cd、Pb、zn、cr含量,计算各监测点所代表区域各类重金属沉降通量。结果显示,研究区重金属cu、cd、Pb、zn、cr的年沉降通量分别为638、6．56、70．0、225、22．7mg·m^-1·a^-1。五种重金属沉降量具有一定的时间变化特征,其中cd、zn和cr的月际间变化显著（P〈O．05,n=96）,Pb、zn、cr季节间变化显著（P〈O．05,n=32）,而cu无显著的月间或季间变化。空间上,cu、cd、Pb年沉降通量有极显著性差异（P〈0．Ol,n=8）,以铜冶炼厂西南方向的九牛岗监测点最高,而zn和cr则无显著性差异。     

河北典型农田大气重金属干沉降通量及来源解析

重金属是影响农田土壤环境质量和农产品品质的主要污染物,大气沉降是农田重金属的来源之一。长期以来,由于观测资料缺乏,对于我国农业区大气重金属的沉降量和来源认识一直不清楚。本研究基于河北典型农田连续1年的外场观测,测试分析了大气气溶胶9个粒径段中25种金属元素的含量,结合干沉降阻抗模型估算了这些金属的干沉降量,并利用PMF模型对其来源进行了解析。结果表明,该区域25种金属元素在细粒子（D_P ≤ 2.1 μm,D_P为空气动力学直径,下同）、粗粒子（2.1<D_P ≤ 9 μm）和巨粒子（D_P>9 μm）中的质量浓度存在较大差异。重金属（如：Zn、Cd和Pb等）主要富集在细粒子,而地壳源的金属（如：Al、Fe和Th等）主要富集在粗粒子。大多数金属元素的浓度呈现冬春季高于夏秋季的变化特征。Cr是细粒子和粗粒子中质量浓度最高的重金属,其次为As、Zn、Pb、V和Sb。重金属中,Cr的大气干沉降量最高,达350.7 mg·m^-2·a^-1,其次是As、Sb和V,分别为153.4 mg·m^-2·a^-1、103.1 mg·m^-2·a^-1和102.3 mg·m^-2·a^-1。研究区域大气中金属元素的主要来源为道路扬尘、工业、矿尘、燃煤和机动车排放。巨粒子中的金属主要来自矿尘源（62.0%）,细粒子中的金属主要来自燃煤、机动车和工业源（67.7%）。颗粒物的粒径越小,人为排放源的贡献越大,重金属的污染风险（富集因子）也越高。农田重金属污染防治需要充分考虑大气沉降的输入及来源的变化。     

大气氮素沉降研究进展

人为干扰下的大气氮素沉降已成为全球氮素生物化学循环的一个重要组成部分。作为营养源和酸源, 大气氮沉降数量的急剧增加将严重影响陆地及水生生态系统的生产力和稳定性。本文从大气氮沉降对土壤和水体环境、农业和森林生态系统以及生物多样性等方面综述了近年来国内外大气氮素沉降的研究现状及其对生态系统的影响, 并总结探讨了前人采用的大气沉降氮测定方法, 展望了我国大气氮沉降的研究前景。     

大气干沉降向农田生态系统输入硫素通量研究

利用气象梯度资料（温度、风速、气压），计算近地面湍流特征参数（u*、θ*、L)，然后采样阻力模式计算SO2、硫酸盐（SO∧2-4）粒子的干沉降速率（Vd），结合SO2、硫酸盐（SO∧2-4）粒子浓度测量，建立了大气硫（S）干沉降通量观测方法。在此基础上，以1998年11月至1999年4月中国科学院红土壤生态试验站农田小气候观测站气象梯度参数连续自动观测和大气SO2、硫酸盐SO∧2-4粒子浓度现场测定研究了该地大气硫干沉降。结果表明，1998年11月～1999年4月非降雨日大气SO2的日平均Vd为0.383～0.633cm/s（6个月均值0.473cm/s），硫酸盐（SO∧2-4）粒子Vd为0.196～0.219cm/s（6个月均值0.205cm/s）；大气干沉降硫输入通量为S4.35～16.32kg/hm∧2（6个月均值S8.73kg/hm∧2），其中91%～98%（6个月均值93.1%）来自于SO2干沉降的贡献。大气干沉降硫输入占大气沉降硫输入总量（干沉降 湿沉降）的61.9%～93.0%（6个月均值80.2%）。     

江西红壤地区农田生态系统大气氮沉降通量的研究

2004年12月至2005年11月在江西鹰潭中国科学院红壤生态实验站进行了为期1a的大气氮沉降的外场观测试验。本文对观测得到的数据资料进行分析,定量给出了农田生态系统大气氮化物浓度和氮沉降通量。结果表明,鹰潭地区农田下垫面大气中NH3、NOx和ON(有机氮)的平均浓度分别为24.6、3.54、7.2μgm-3。气溶胶中铵盐、硝酸盐、ON的平均浓度分别为4.16、4.64、0.92μgm-3。降水中NH4+离子、NO3-离子、ON的平均浓度分别为0.89、0.73、0.26mgL-1。全年大气氮沉降总量为N6.26gm-2,其中干沉降为N3.19gm-2,占总沉降量的51%;湿沉降为N3.07gm-2,占总沉降量的49%。无机氮沉降为N5.47gm-2,占总沉降量的87.4%;有机氮沉降为N0.79gm-2,占总沉降量的12.6%。与草地、森林、湖泊等其他下垫面相比,江西红壤地区农田下垫面大气氮沉降量相对较大,对农田生态系统氮素平衡将产生重要影响。     

我国红壤区大气氮沉降及其农田生态环境效应

大气氮沉降作为营养源和酸源,沉降数量的急速增加,将严重影响生态系统的生产力和稳定性,对农田生态系统的影响日益显现。本文简要介绍了大气氮沉降的概念、来源和研究方法,梳理了近年来我国红壤区大气氮沉降的形态、数量及其对农田生态系统的影响,提出了红壤农田生态系统大气氮沉降当前存在的问题及今后的发展趋势。     

农作物叶片对大气沉降重金属的吸收转运和积累机制

近年来,农产品的重金属超标问题已经引起了公众的广泛关注,也是国内外学者研究的热点.要实现农产品重金属污染的有效防控,首先需要解决的就是重金属来源问题.目前已有的研究大多集中在根系对土壤中重金属的吸收机制研究,且已基本探明作物根系对重金属的吸收转运机制,包括根际离子的活化,根细胞的吸附和扩散、跨膜运输,根皮层细胞的横向运...     

闽西北农田生态系统中大气氮湿沉降研究

在福建省三明市将乐县连续3年定位收集湿沉降,研究闽西北地区农田生态系统大气氮素湿沉降的浓度、沉降量以及时间变化规律。结果表明:降水中TN、TIN、DON、NH4+-N和NO3--N的平均浓度分别为1.22,0.83,0.38,0.53,0.30mg/L,无机氮与有机氮的比例达到2.18,且在每次降雨中总氮的浓度均超过水体富营养化阈值(0.2mg/L)。该地区湿沉降氮输入量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。在湿沉降输入氮中NH4+-N、NO3--N和DON占总氮的比例分别为43.77%,24.78%和31.45%,湿沉降以无机氮(TIN)为主,平均年无机氮(TIN)沉降量为8.71kg/hm2,占总氮(TN)沉降量的68.55%。总氮(TN)年输入量为4.17～18.00kg/hm2,平均值为12.71kg/hm2。大气中氮素湿沉降对生态环境有一定的风险。     

大气N沉降的增加对森林营养和胁迫敏感性的影响

概述了大气Ｎ沉降的发展趋势,讨论了Ｎ沉降增加对森林营养和胁迫的影响。提出在一些地区,大气Ｎ沉降已超过了森林生态系统的Ｎ需求;Ｎ沉降的大量增加对植物生长的刺激作用和对菌根的危害,可造成植物体内其它养分缺乏,导致森林养分失调;植物体内的高Ｎ水平将增加森林对胁迫的敏感性。     

重庆主城区空气降尘中重金属的特点及其在表层土壤中的累积量研究

探索不同功能区空气降尘中重金属通量特征并对其进行污染评价,对于了解空气降尘输入对土壤中重金属累积影响具有重要意义。对重庆主城的居住区(JZ)、文教区(WJ)、商业区(SY)、郊区(JQ)、交通区(JT)和工业-居住混合区(GJ)逐月进行空气降尘通量和Cr、Ni、Cd、Pb含量的测定。结果表明,工业–居住混合区的空气降尘通量平均值最高,文教区的最低。6类功能区秋季的降尘量相对较低。Cd、Cr、Ni和Pb的平均降尘量在不同功能区分布存在差异。空气降尘中4种重金属元素的平均含量为:Cd 2.14 mg/kg、Cr 66.36 mg/kg、Ni 27.69 mg/kg、Pb 98.33 mg/kg。6类功能区降尘中Cd、Cr、Ni和Pb 4种重金属含量一般冬季较高。地积累指数法的分析表明降尘中Cd污染最严重。经推算,以空气降尘的方式向土壤中输入的重金属,使重庆主城区土壤中Cd、Cr、Ni和Pb等4种重金属元素的浓度在累积100a后仍将低于《土壤环境质量标准》中的二级标准。土壤中重金属元素增加速度最快为Cd,其次为Pb和Cr,Ni的增长为负值。     

典型冶炼厂大气沉降区农田耕层土壤重金属（Cd、Cu、Pb）输入输出平衡研究

为探究不同大气沉降区农田耕层土壤镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）的质量平衡特征,以距离贵溪冶炼厂34 km（背景区）、6 km（中沉降区）、1 km（高沉降区）的0~20 cm农田耕层土壤为研究对象,通过化学质量平衡方法对土壤重金属的主要输入途径（大气沉降、灌溉水、农药肥料）和输出途径（地表径流、土壤淋溶、籽粒带走）开展为期三年的监测与定量分析。结果表明：背景区、中沉降区、高沉降区由大气沉降导致的Cd年均输入通量分别为0.84、2.26、9.01 mg?m-2?a-1,分别占比43.18%、38.33%、100%;Cu年均输入通量分别为17.62、99.68、747.6 mg?m-2?a-1,分别占比80.76%、86.24%、100%;Pb年均输入通量分别为13.93、27.43、73.17 mg?m-2?a-1,分别占比97.75%、92.36%、100%。背景区和中沉降区由灌溉水导致的Cd年均输入通量分别为1.05、3.60 mg?m-2?a-1,分别占比54.62%和60.82%;农药肥料带入的重金属年均输入量占比小于5%,可忽略不计。不同沉降区土壤的主要输出途径均为地表径流和土壤淋溶,输出占比介于86.66%~100%;籽粒带走的重金属输出占比介于2.88%~13.34%。2019—2021年,背景区、中沉降区、高沉降区土壤Cd、Cu、Pb的年均净输入通量均大于0,Cd年均净输入通量分别为1.54、1.96、4.38 mg?m-2?a-1;Cu年均净输入通量分别为12.72、28.02、184.0 mg?m-2?a-1;Pb年均净输入通量分别为13.03、21.31、55.04 mg?m-2?a-1。综上,建议加强研究区域大气污染源和灌溉水质的长期监测并采取一定的控制措施,同时避免秸秆直接还田。本研究可为区域农田环境质量保护及重金属污染修复治理提供理论支持。     

近20年山东省典型农田土壤中重金属含量变化特征及积累速率估计

以山东省基本农田为研究对象,于2009年采集60个0 ～ 20 cm耕层土壤样本,分析了土壤中Cu、Zn、Pb、Cd有效态含量和全量,并与1989年调查资料比较,研究近20年山东省土壤重金属全量和有效态含量变化特征.结果表明:山东省农田土壤Zn、Cu、Pb全量均有样点超过国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995),其中有28.78％的样点Cu超标,5.26％的样点Zn超标,8.00％的样点Pb超标,所有调查样点均未发现Cd超标.近20年,山东省农田土壤中Pb全量变化幅度最大,与1989年相比,褐土区增加了5.81倍;Cd全量在棕壤中变化幅度最小,仅增加了1.33倍.Zn、Cu、Pb、Cd全量在3种土壤中变化幅度为:褐土＞潮土＞棕壤.与1989年相比,山东省农田土壤有效态Cu含量增加1.22 ～ 1.70倍,Zn增加了11.50 ～ 16.60倍.山东省土壤重金属积累速率,褐土≈潮土＞棕壤.Cu、Zn、Pb的积累速率和年变化速率明显高于20世纪七八十年代太湖地区水稻土,Cd的积累速率和年变化率远远低于太湖地区水稻土.     

芜湖市工业区土壤重金属污染状况研究

通过对芜湖工业区(四褐山区、马塘区)土壤中重金属污染状况的调查,结果表明:土壤中重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量绝大部分高于土壤元素背景值。在四褐山工业区,Cu污染最严重,Cd次之;在马塘工业区,Cd污染最严重,Zn次之。土壤中重金属含量基本上与土壤pH呈负相关关系,而重金属总量与可浸提态含量呈正相关关系。土壤中重金属污染来源主要是污水,大气粉尘沉降也是一个重要因素。     

土壤吸附重金属的影响因素研究现状及展望

重金属元素在土壤中的吸附特征是重金属污染研究的重点之一。重金属元素在土壤中的吸附反应极为复杂,受多方面因素的影响。土壤对重金属的吸持依赖于土壤的类型、物理化学性质,如土壤的矿物特性,有机组成,土壤溶液的组成和pH,也与重金属离子本身的特征,外加阴阳离子、人工有机和无机络合剂有关。在今后的土壤吸附研究中应该结合形态分析和放射性同位素示踪的方法,并加强对根际土壤这一新领域的研究。     

污泥施田后土壤和玉米植株中重金属分布特征

对施污泥剂量分别为10、30和60thm-2的土壤,采用修正的BCR三步连续提取法分步提取并分析Pb、Cd、Cu、Zn的不同形态。利用高压密封消解技术和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析Pb、Cd、Cu、Zn在玉米器官中的分布及其转移富集特征。施污泥土壤中重金属主要以残渣态存在。施污泥量为常规用量的6倍时,即相当于连续6年施污泥的土壤中重金属Pb、Cd、Cu、Zn的含量基本未超过我国土壤环境质量标准。4种重金属在弱酸性土壤中残渣态含量比例的高低依次为CuZnCdPb。施污泥土壤上Pb、Cd在玉米各器官中的平均含量顺序为:茎叶根籽粒;Cu为:根茎叶籽粒;Zn为:根籽粒茎叶。玉米对于各元素的EC值按高低顺序依次为CuZnCdPb。     

泉州走马埭典型土壤重金属的赋存形态分析

采用改进的Tessier连续萃取方法研究了泉州走马埭国家农田示范保护区典型土壤中重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)的化学形态分布,通过土壤重金属的赋存形态分析比较了6种重金属的生物可利用性。研究结果表明,土壤中不同重金属元素化学形态分布具有不同的特点:Cr和Ni主要以残渣态存在,其余形态所占的比例很小;Cu以残渣态含量最高,碳酸盐结合态含量最低;Zn以残渣态为主,可交换态含量最低;Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,水溶态含量最低;Pb以残渣态和铁锰氧化物结合态为主,水溶态含量最低。土壤中除Cd外,Zn、Cu、Cr、Pb、Ni在正常自然条件下相对比较稳定。     

猪粪与农田土壤中重金属累积污染的相关分析

为调查猪粪和农田土壤中Cu、Zn、As、Hg、Cr、Cd、Pb、Ni 8种重金属元素的累积和相关关系,文章抽取了30篇已发表文献中关于8种重金属的浓度数据进行分析。原始分析包括上海周边、浙江、江苏、福建、山东、陕西、山西、青海、北京、河南、吉林、湘江下游、河北保定、广东东莞、新疆乌鲁木齐和石河子等地,共包括超过2 000个猪粪样品和1 700个土壤样品,取其中的均值共550个进行分析。分析发现:猪粪中Cu超标最严重,Zn次之;土壤中Cu、Zn累积不多,但是多来自猪粪;土壤中Cd超标最为严重,其次为Cr,且主要污染源不是来自猪粪。     

昆山市农业土壤基本性质与重金属含量及二者的关系

研究了昆山市农业土壤基本性质和土壤中的重金属含量,并对二者的相关关系进行了分析。结果表明:昆山市农业土壤基本全为壤土,土壤pH值平均为6.50,土壤有机质平均含量为30.53g/kg,土壤CEC平均值为17.51cmol/kg,且各区之间变幅不大;昆山市主要污染重金属Cd、Pb和Hg全量大小排序基本为黄泥土>青泥土>青紫土>乌栅土;土壤重金属含量和土壤理化性质间的关系复杂,如全量As与pH值、有机质含量和全N含量呈极显著负相关,而全量Hg与土壤中有机质含量、全N含量、碱解N含量、CEC呈极显著正相关。