最佳农田污灌面积的确定方法

1 引言 实践证明城市污水经预处理后是可以农灌的。农灌所需的污水量,随时间变化幅度很大,在某些季节污水全部用于农灌还不够,然而某些季节又不需任何污水灌溉,这就涉及到与之相匹配的污灌面积。若行灌面积太大,污水农灌量很大,污灌渠投资也大;反之投资较少,因此存在一个优化的污灌面积,使污灌渠的投资效益最好。本文以浙江省N市为例,根据当地降雨量,农作物各生长期的需水量,计算了不同污灌面积的污水利用率,进而提出了污灌的最佳面积。2 农灌需水量 N市主要农作物有小麦、大麦、早稻、晚稻等,各农作物灌溉需水量定额如表1。N市农作物生育期的降雨量如表2。 从表2可以看出,春花11～5月时80％保证率的降水量为328mm,已完全可满足大、小麦及油菜籽的生长要求,因此不需要考虑大麦等春花的灌溉。     

钼矿区污灌菜地土壤重金属污染的生态风险预警评价

通过对钼矿区地下水进行重金属含量分析,发现地下水已受重金属污染。该受污染地下水为矿区菜地唯一灌溉用水。本文研究钼矿区污灌菜地土壤的重金属污染现状及生态风险。选取矿区、尾矿区、选矿区周边菜地的土壤样本60个,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪（ICP-AKS）测定土壤样品中Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量,采用生态风险指数进行生态风险预警评价。结果表明：矿区、尾矿区、选矿区周边受污染菜地尾矿区农田土壤的生态风险指数（IER）分别为59．42、80．60、154．83,其预警类型均为重警;污染程度为矿区菜地〈尾矿区菜地〈选矿区菜地。     

皂角苷络合洗脱污灌土壤中重金属的研究

选择白银污灌土样为供试样品,采用振荡离心法研究了生物表面活性剂皂角苷(saponin)在不同浓度、pH值和离子强度条件下对供试土样中重金属的解吸影响,并采用Tessier法对解吸前后土样中的重金属形态进行了测定.结果显示,随皂角苷浓度增加,重金属解吸率随之增加,在皂角苷浓度为3%时,Cu、Cd、Pb、Zn解吸率分别达到43.87%、95.11%、83.54%和20.34%,而水及合成表面活性剂单独冲洗对重金属解吸率最大不超过5%;并且发现随土壤pH值增加,重金属解吸率逐渐减小;离子强度对Pb、Zn影响不大,而Cu、Cd随离子强度增大解吸率减小.比较冲洗前后重金属形态的变化,发现Cu、Cd、Pb、Zn元素的可溶态、碳酸盐结合态减少均达50%以上,Pb残渣态也减少60%左右,并且重金属氧化物结合态和有机态含量也有减少.说明皂角苷与重金属形成稳定的可溶性络合物,大大降低了土壤对重金属的吸附,从而降低了土壤中重金属的毒性和生物可利用性,表明皂角苷对污灌土样中重金属具有较好的淋洗去除效果.     

陕北某化工企业周围污灌区土壤-作物系统重金属积累特征及评价

对陕西北部某化工企业污灌区土壤-作物系统的重金属积累状况及空间分布进行了深入研究.结果表明,污水排放导致了周围农田土壤中Cd和Cu的聚集,其中Cd的积累量超过国家土壤环境二级标准;土壤Cu、Zn和Pb的单因子污染指数均小于1,Cd的单因子污染指数为1.21,属轻度污染,4种重金属综合污染指数为0.74,属警戒线等级.在剖面上,所有重金属元素均表现出明显的表聚现象,主要聚集在土壤表层0~10 cm范围内,在空间分布上,污水排放企业污灌区土壤和作物重金属Cu、Zn和Cd的强烈聚集区出现在企业排污口附近100 m范围内,而Pb集中在200 m范围内,并随着距企业距离的增加重金属含量呈降低趋势.在企业污水灌溉的影响下,玉米籽粒中Cu、Pb和Cd的平均含量分别为4.74、0.129和0.036 mg·kg-1,明显高于对照区,其中Pb达到5.7%的超标率.玉米籽粒中重金属单因子污染指数均小于1,大小为PbCuZnCd,综合污染指数为0.53,属安全清洁等级;4种重金属元素中,除Cd在作物中与土壤中有效态和全量之间均呈现极显著的正相关关系外,其余元素作物中和土壤中含量相关性均未达到显著水平.因此,该化工企业周围,尽管由于污灌引起重金属在土壤中的累积,但由于在农作物中的积累有限,暂时未对人体健康造成威胁,但由于交通及烟尘引起的Pb的超标应引起重视.     

污灌区土壤中重金属污染状况与磁化率的相关性分析

根据乌鲁木齐某典型石油化工废水灌溉区土壤样品重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cd)总量结果,对其进行风险评价,并依据相关性分析结果,尝试用土壤磁化率指示污灌区重金属污染程度。结果表明:研究区土样中8种重金属含量均未超过GB 15681—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》。除Pb以外,其余7种重金属含量均超出新疆农田土壤背景值,其中As、Hg和Cd超出背景值较多。内梅罗综合指数评价结果表明,土壤样品中除Pb以外,其余7种重金属均表现出不同程度的污染,其中Hg与Cd属于重度污染。地质累积指数评价结果表明,土壤样品中As、Hg和Cd的污染状况较重。相关性分析结果表明,该污灌区土壤磁化率与重金属含量之间存在一定程度的相关性,具有很好的指示作用。     

农田土壤重金属垂直分布迁移特征及生态风险评价

为探讨农田土壤环境中重金属的垂直分布迁移特征及潜在生态风险,以我国湖南省湘潭县某镇为研究对象,系统分析了8种常见毒性重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni)在农田土壤剖面中的含量及垂直分布迁移特征,并通过Hakanson潜在生态风险指数法对其进行评价.结果 表明:研究区域土壤Cd、Cr、Cu、Zn、Pb...     

太原污灌区土壤重金属和盐分含量的空间变异特征

在面积为2.7万hm^2的太原污灌区布设土壤取样点49个,测定了耕层土壤中重金属Hg、Cd、Pb、盐分、氯离子含量及pH，应用地统计学的方法分析了数据的统计特征值和结构特征，结果表明：铅和盐分服从正态分布，氯离子服从对数正态分布，其它无分布类型，拟合得到Hg、Pb、盐分的半方差函数模型为指数型，镉和氯离子为球型，pH为高斯型，这些测定项目有在一定范围内存在空间相关性性。用Kriging内插法对未测点重金属及盐分进行最优估计，并绘制了等值线图，可更直观地反映出污灌区土壤重金属及盐分的空间变异特征。     

某污灌区污水-土壤-地下水污染物分布特征

通过对某污灌区灌溉水、土壤及地下水的取样分析,研究了灌区污染物的分布特征。结果表明:灌区主要污染物为重金属Zn、多环芳烃和农残六六六。不同污染物分布特征不同。重金属主要富集于土壤表层,如Zn大部分富集于耕植层中(0～30cm),但浓度过高,其可向深部迁移。多环芳烃按分子量可分为三类,小分子量芳烃迁移过程中降解转化显著;中分子量芳烃迁移至深部土壤和地下水,土壤各深度吸附量几乎相同;大分子量芳烃化学性质稳定,易吸附沉积于表层土壤和底泥中。农残六六六迁移深度至少可达50m。     

某铀尾矿库周围农田土壤重金属污染与评价

为能够定量评价铀尾矿库周围农田土壤重金属污染程度,采用地积累指数和内梅罗污染指数2种方法相结合来进行土壤中重金属污染综合评价。研究结果表明,铀尾矿库周围部分农田土壤中重金属Cd、Ni、As、Cu、Hg、Zn含量存在积累和超标情况,尤以Cd的超标率最大,Ni和As次之;Pb、Cr含量能够满足标准限值要求。总体上,铀尾矿库周围农田土壤中未受重金属污染(清洁、尚清洁)、轻度污染的分别约占1/3;土壤受重金属中度污染占21.4%,重污染占12.2%。主要污染因子为Cd,其次是Ni和As,该区大部分土壤环境质量未受到Cr、Pb、Cu和Zn的影响。铀尾矿库周围土壤正以Cd、Ni、As等重金属复合污染的形式出现积累,应加强对铀尾矿库周围农田土壤重金属的污染防治。     

基于APCS-MLR和PMF的污灌与工业复合区农田土壤重金属来源解析

基于开封市污灌与工业复合区农田表土样品,测定8种重金属（Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 Cd、 Pb、 As和Hg）含量,利用绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）模型和正定矩阵因子分解（PMF）模型,结合相关性分析和系统聚类分析对土壤重金属来源和贡献率进行解析.结果表明：①研究区ω（Cr）、 ω（Ni）、 ω（Cu）、 ω（Zn）、 ω（Cd）、 ω（Pb）、 ω（As）和ω（Hg）平均值分别为52.19、 25.00、 42.03、 323.53、 1.79、 53.45、 9.43和0.20 mg·kg^-1,其中Cr、Ni和As低于潮土背景值,Cu、 Zn、 Cd、 Pb和Hg高于潮土背景值. ②8种重金属有4种来源：自然源、农业污水灌溉源、工业大气沉降源和交通运输源,Cr和Ni主要为自然源,Cu、 Zn、 Cd和Pb主要为农业污水灌溉和交通运输,As主要为自然源和农业污水灌溉,Hg主要为工业大气沉降. ③APCS-MLR和PMF源解析结果表明工农业活动是研究区土壤重金属的主要来源.研究区9个采样小区APCS-MLR平均贡献率为76.01%（自然源和农业污水灌溉源）、 22.71%（工业大气沉降源和交通运输源）和1.28%（未知源）,PMF平均贡献率为59.66%（自然源和农业污水灌溉源）和40.34%（工业大气沉降源和交通运输源）,其中LZ、 XZ、 NLT、 PT、 YLZ和BC的两种模型源解析结果基本一致,WL在APCS-MLR模型更优,SG和QT在PMF模型更优.研究结果可为土壤重金属污染防治和环境修复提供科学依据.     

河南某污灌区土壤-作物-人发系统重金属迁移与积累

开展污灌区土壤-作物-人发系统(SCHS)重金属迁移与积累研究,对于维护农田生态系统和人体健康具有重要意义.以河南某污灌区为例,采集土壤和小麦籽粒样品各27份、人发样品355份,用原子吸收法测定Cu、Zn、Pb、Cd含量,用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法测定As含量,开展重金属在SCHS中的迁移与积累探讨.结果表明,污灌区土壤和小麦籽粒发生了不同程度的重金属污染.土壤Cu、Zn、Pb、Cd和As平均含量分别为40.63、203.47、22.10、1.84、26.87 mg·kg-1,小麦籽粒中上述重金属平均含量分别为10.10、25.83、0.87、0.56、0.35 mg·kg-1,都高于对照区.污灌区人发中上述重金属平均含量分别为14.11、143.13、13.24、0.19、1.97 mg·kg-1,高于对照区,人发多数重金属含量随年龄增长呈增加趋势,男性高于女性.污灌区人发对小麦籽粒重金属的富集系数(BAF人发/小麦)远大于小麦籽粒对土壤重金属的富集系数(BAF小麦/土壤),人发对大多数重金属的放大作用显著.在SCHS中,大多数重金属沿土壤→小麦籽粒→人发的迁移与积累曲线呈不规则"V"形,长期污灌样点的土壤和小麦籽粒重金属污染程度、人发重金属含量都高于"清污"混灌的样点.     

河南某矿区周边优势植物重金属富集特征及其药用健康风险评价

筛选适宜矿业废弃地生长的药用植物并评价其重金属富集能力及药用风险,以实现在降低矿区重金属污染风险的同时提高土地利用效率。选取河南某矿区坡顶位置自然生长的9种优势药用植物,对整株植物及0~10 cm根际土进行采集,应用转运系数、生物富集系数、危害商法及人体健康风险评估模型开展分析,研究各植物对9种重金属的富集和转移特性,探讨药用植物对人体潜在的健康风险。结果表明：植物根际土壤中Cd、As有效态占比超过20%,存在中等风险;小飞蓬（Conyza canadensis）中As、Cu元素含量较高,白茅（Imperata cylindrica）、小飞蓬及狗尾草（Setaira viridis）中的Cr、Ni元素含量较高,白茅、小飞蓬及金银花（Lonicera japonica）中Pb元素含量较高;金银花还对土壤中Cd、As、Cu、Pb、Hg、Ag等元素有较强的吸附能力,艾草（Artemisia argyi）对Cr元素富集能力强,同时艾草及金银花重金属富集量对人体危害程度较低;小飞蓬、五节芒（Miscanthus floridulus）对土壤中Cd、As、Cu、Pb、Hg、Ag等重金属的吸附及转运能力较强,但其对人体健康风险较大;猪毛菜（Salsola collina）、盐肤木（Rhus chinensis）对Cd、As、Cu、Pb、Hg、Ag等重金属的吸附及转运能力较弱,对重金属具有耐受性,属于重金属低蓄积量植物。在今后研究及生态建设中,需要针对具体目的选择适宜的植物进行栽培及修复。

     

县域尺度耕地土壤重金属污染评价中的标准选择研究

为提升区域土壤重金属污染风险评价的科学性与准确性,本研究以太湖沿岸某产粮大县为研究对象,分别基于国家《土壤环境质量/农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）与地区土壤环境负载容量对研究区耕地土壤中As、Hg、Cr、Cd、Pb五种重金属进行污染风险评价.结果显示,两种评价方式在区域整体评价结果上趋于一致,却在各类土壤重金属污染程度评价上存在一定差异.有别于"一刀切式"的浓度标准评价模式,土壤环境负载容量法通过"双界面"标准进行污染总量控制,可以在一定时空范围内较为准确的反映外源污染累积变化情况.为提升区域耕地土壤重金属污染评价的准确性,建议相关评价在普适性国标的基础上引入土壤环境负载容量评价作为有益补充,继而为县、镇尺度土壤污染责任主体认定与风险控制区划提供参考借鉴.     

芜湖市城市郊区土壤重金属污染的初步研究

通过对安徽省芜湖城市郊区四山、西江、鸠江、马塘４个典型农业区域土壤重金属Ａｓ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｒ污染现状的调查与分析，建立了城市郊区土壤重金属污染研究的一般程序和方法．在分析了各典型调查区域环境背景特征的基础上，计算出各区域土壤重金属污染指数，应用对应分析技术，研究了各调查区土壤重金属的污染特征．结果表明，芜湖城市郊区土壤重金属污染已相当显著，且各区域间土壤重金属污染具有一定的差异，总体上鸠江区较其他区域污染严重．各区域间Ｐｂ、Ｈｇ污染水平差异明显，但Ａｓ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｃｒ污染差异不大．根据研究结果分析了控制芜湖城市郊区土壤重金属污染的成因．     

黔中喀斯特地区临近矿区耕地土壤重金属污染评价及其源解析

土壤健康状况是制定土壤可持续发展策略的基础.为阐明黔中喀斯特地区矿区周边耕地土壤重金属（Cd、Hg、As、Pb和Cr）的空间分布特征、污染现状及其来源,本研究按网格法采集378份耕地土壤样本,测定五项重金属含量,基于污染负荷指数法和潜在生态风险指数法评价重金属超标程度,运用地统计学分析重金属空间特征,应用正定矩阵因子分解法解析重金属来源.研究结果表明：Cd、Hg、As、Pb和Cr的平均含量分别为0.41、0.28、26.1、53.7和82.3 mg·kg^-1;污染程度从高到低为Hg>Pb>As>Cr>Cd,对耕地土壤潜在生态危害的影响程度从大到小为Hg>Cd>As>Pb>Cr,Hg是最主要的污染因子;在空间分布上,Hg的含量高值区呈面状分布,Cd、As、Pb和Cr含量高值区多呈点状分布,Cd、Hg和Pb受结构性因素和随机性因素共同影响,As和Cr主要受结构性因素影响;PMF定量解析出大气源贡献率为19.12%,自然源贡献率为18.81%,岩性源贡献率为31.46%,工业源贡献率为30.61%.大气沉降和工业活动是导致...     

Heavy metal pollution in Tianjin Bohai Bay, China

The contamination levels and distribution characters of heavy metals in coastal waters and sediments from Tianjin Bohai Bay,China were examined.Pb and Zn were found as the main heavy metal pollutants in the coastal waters of the bay.High levels of Pb and Zn appeared especially near the estuary,indicating that river discharge was the main pollution source.Moreover,atmospheric deposition resulted in Pb contamination in the middle of the embayment.Analysis of data for the period 1987-2004 indicated that Pb ...     

渭河陕西段水体重金属污染现状及其来源探析

基于重金属及常规监测指标实测数据,对渭河陕西段水体重金属的污染现状进行评价,利用主成分分析等对重金属(Hg、As、Pb、Cd、Cr、Ni、Ca和Zn)与常规监测指标(NH₃-N浓度、COD、EC、DO浓度和pH)的相关性及其来源进行研究。结果表明:渭河陕西段水体中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn浓度均在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ~Ⅱ类标准限值内,Ni浓度低于《集中式生活饮用水地表水源地特定项目》标准限值;渭河陕西段水体存在Hg污染。重金属与常规监测指标有不同程度的相关性,其中As、Cr、Ni与NH₃-N呈显著正相关;As、Pb、Cd与EC呈极显著正相关;As与DO呈极显著负相关。主成分分析表明,第一主成分主要包括As、Pb、Cr、Ni、Cu,与NH₃-N同源,主要与工业、生活等人为活动污染有关;第二主成分主要包括Cd和Zn,主要为地球化学来源。     

猪场废水灌溉农田土壤重金属污染及风险评价

为了了解因灌溉猪场废水引起重金属积累的潜在生态风险影响,采集了河北省京安猪场区域农田清灌区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层(0～20cm)共52个土壤样品,并测定了样品中Zn、Cu、Cd、Cr、Pb和As含量。根据背景资料和主成分分析判断重金属污染来源,并应用地积累指数和Hakanson潜在生态风险评价指数进行重金属污染及潜在生态风险评价分析。结果表明,研究区Zn、Cu和As的污染源主要为猪场废水,Pb污染源主要为化肥,而Cd和Cr主要来源于土壤母质,研究区农田土壤重金属为轻微或中等程度污染,潜在生态风险指数RI为低值。     

济源市平原区农田重金属污染特征及综合风险评估

铅锌冶炼区农田重金属污染问题受到广泛关注.本研究通过区域调查和空间分析明确济源市东部平原区农田土壤-小麦重金属污染特征,应用富集因子、潜在生态风险指数法和Monte Carlo模拟方法评估区域土壤重金属生态风险以及小麦Cd和Pb健康风险.结果表明：土壤Cd、Pb、Cu和Zn平均含量分别为1.51、97.1、29.0和79.5 mg·kg^-1,均高于河南省土壤元素背景值.其中74.2%和10.8%的样点Cd、Pb含量分别超过农田土壤风险筛选值,61.3%和40.9%的样点小麦Cd、Pb含量分别超过国家食品安全限量标准.富集因子研究结果表明土壤Cd污染程度最高.高风险区主要分布在西南部、西北部和中东部以铅锌冶炼为主的工业区.健康风险评估结果显示研究区小麦Cd非致癌风险和致癌风险高于国际推荐安全值的概率分别高达27.5%和100%.济源市小麦田Cd、Pb累积显著,需引起当地有关部门足够关注.空间分析与风险评价结果相结合,可以有效辨识高风险区域,进而为研究区污染防治和管控提供理论依据.