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。

珠江三角洲污灌区地下水重金属含量及其相互关系

为了解污灌区地下水重金属含量特征,采集地表水样5组、地下水样14组进行化学组分定量分析。结果表明:污灌区地下水8种重金属元素中,仅有Ni和As两种元素超标,超标率分别为14.3%和42.9%。8种重金属含量在污灌区地表水、工厂废水以及地下水中存在明显的对应关系。Ni、Zn、Se、Cd这4种元素间存在显著或极显著的正相关关系,Cu与Pb和Cd分别呈极显著和显著的正相关关系,Cr仅与Ni呈显著的正相关关系,As与其它7种元素的相关性均不明显。聚类分析结果显示8种重金属可分为4类:Pb和Cu一类,Se、Cd、Ni、Zn一类,Cr和As均单独一类。Pb和Cu与Fe的相似性最好,Se、Cd、Ni、Zn与Mg2+存在较好的相似性,Cr与HCO3-的相似性最好,As与SO24-存在一定的相似性。

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征。结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低。Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升。Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系。

开封市化肥河污灌区小麦重金属含量及其健康风险评价

在野外调查和室内化学分析的基础上,应用美国环境保护局健康风险评价模型,对开封市化肥河污灌区小麦子粒重金属(Cd、As、Pb和Cu)所致健康风险进行了评价。结果表明,污灌区小麦子粒已经发生重金属富集。由膳食途径所致健康风险中,化学致癌物Cd和As的个人年风险均在10-4a-1水平,超过了国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险水平(5×10-5a-1);非化学致癌物Pb和Cu的个人年风险均低于ICRP最大可接受风险水平;化学致癌重金属的个人年风险占总年风险的99.8%。污灌区各样点小麦子粒重金属个人总年风险超过ICRP最大可接受风险水平6～42倍,对人群存在着明显的健康风险。对照区因农药和化肥的施用,也存在一定的致癌重金属健康风险危害,但远小于污灌区。

开封市化肥河污灌区土壤重金属潜在生态风险评价

以开封市化肥河污灌区为例,采用潜在生态风险指数法对土壤重金属污染进行了生态风险评价。结果表明:单个重金属的潜在生态风险以Cd最为严重,Ecd变化在300～1086之间,各样点均达到极度生态危害水平,其余重金属均为轻度危害,危害程度依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Ni。在研究的5种重金属中,镉元素对生态风险的贡献率最高,是构成潜在生态风险的主要因子。污灌区土壤重金属综合生态风险指数为608.51,达到很强生态危害程度。与污灌区相比,对照区3个样点的生态总风险程度相对较轻,但也存在着比较明显的镉风险。

基于污染损失率法的土壤重金属污染评价——以开封市化肥河污灌区为例

以开封市化肥河污灌区为例,应用污染损失率法开展了土壤环境质量评价.结果表明,污灌区大部分样点土壤Cd和As的单项污染损失率明显高于其他重金属,对综合污染损失率的贡献大.各重金属单项污染损失率的大小顺序为Cd>As>Zn>Cr>Pb>Cu.从各样点重金属综合污染损失率来看,大部分样点属于中度污染(Ⅳ级),占总样点数的76.93%;样点No.13和No.12属于重度污染(Ⅴ级);样点No.1属于轻度污染(Ⅲ级).污染损失率法与综合污染指数法的评价结果基本一致,前者对样本中超标较严重的污染因子有更强的分辨率.

奎河两岸污灌区浅层地下水氮污染特征及同位素示踪分析

地下水中氮污染主要包括铵态氮和硝态氮,特别是当铵(NH_4^+)作为地下水的主要污染物时,由于其在含水层中迁移规律复杂,且难以去除,成为研究该问题的难点。在奎河徐州段两岸通过钻孔对浅层地下水进行取样测试分析,研究区浅层地下水中氮的存在形式主要为NH_4^+,其次为NO_3^-。通过对δ^(15)N-NH_4^+同位素分析可知,地下水中约27.3%的NH_4^+来源于化肥,约72.7%NH_4^+来自于动物粪便、生活污水等高δ^(15)N值的污染源;对δ^(15)N-NO_3^-同位素分析可知,地下水中约有15.2%的NO_3^-来源于化肥和土壤有机氮,63.6%的NO_3^-来源于动物粪便和污水;约21.2%的地下水样本中δ^(15)N-NO_3^-值超出了污染源的同位素值,可能产生了反硝化作用。

宁夏引黄灌区末段区域农业水资源配置研究

为探索农业水资源配置的新模式,以"自然—人工"二元水循环理论为基础,以宁夏引黄灌区末段区域(石嘴山市)为研究区,分析农田水循环过程,提出"引沟济渠"农田灌溉水源调配新思路。以农田灌溉水质要求、灌溉水量需求以及水资源管理用水红线为约束,借助MATLAB优化工具进行模拟计算,结果表明:在满足农田灌溉水质的前提下,取用惠农渠水4.83亿m^3、第五排水沟水0.92亿m^3、唐徕渠水0.82亿m^3、第三排水沟水0.31亿m^3,可节约黄河水1.23亿m^3;在上游排水沟水质较差情况下水质是主要约束条件,在上游排水沟水质较好情况下排水量是主要约束条件;实施"引沟济渠"模式应本着"差水控量,好水用尽"的原则,充分利用上游排水沟的来水。该农业水资源利用模式可节约渠灌水,做到"一水多用、多水联用",为干旱区灌区水资源配置提供借鉴。

污水灌溉区土壤非饱和带氮分布特征

以徐州市铜山区奎河段两岸的农业灌溉区为例,结合当地典型的4种不同种植方式,对非饱和带土壤中的硝酸盐氮和铵氮质量比及其分布特征进行分析。结果表明:土壤中硝酸盐氮质量比为3.8~128.1mg/kg(平均33.0mg/kg),铵氮质量比为2.3~5.7mg/kg(平均3.8mg/kg);非饱和带土壤中氮主要来自常年施肥和污水灌溉;由于不同种植方式具有不同的施肥和灌溉条件,因此土壤中氮的分布亦不同;在接受地表灌溉和施肥补给之后,硝酸盐氮主要以下渗迁移为主;铵氮在下渗过程中会产生吸附作用,其质量比与土壤中黏土颗粒的含量呈一定的相关性,但在常年灌溉的水稻-冬菜种植点,在表层土中尽管黏土颗粒含量不高,铵氮质量比仍然较高。

开封市水资源现状和引黄用水分析及对策

阐述了开封市和黄河水资源现状,分析了开封市引黄用水状况及存在的主要问题,从加强田间工程建设、建设引黄调蓄工程、地表水与地下水联合调度、发展节水灌溉等方面提出了相应对策。

最大熵模糊综合评价法在污灌区土壤重金属污染等级划分中的应用

以开封市化肥河污灌区为例,运用最大熵模糊综合评价法开展了土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As)污染评价。结果表明:在污灌区13个样点中,属于3级重污染的样点达11个,占总样点数的84.62%,只有位于化肥河上游的两个样点属于2级水平,污染较轻;在所有污染因子中,Cd和As的污染最为突出,其中Cd平均权重值为0.541 9,是最主要的污染因子。与内梅罗法综合指数法评价的结果相比较,最大熵模糊综合评价法能够显示更多的土壤污染信息,引入目标函数和隶属度,重视不同污染因子的权重,具有更高的准确性。

小清河污灌区农田土壤重金属形态分析及风险评价

选取小清河污灌区农田为研究区域,采集31个表层土壤样品,测定了土壤重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As和Pb)含量,采用改进的BCR顺序提取法对土壤重金属的形态进行分析,并基于潜在生态风险指数法和风险编码法(RAC)对土壤中重金属的生态风险进行评估.结果表明,小清河污灌区土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、As、Pb平均含量分别是0.37、51.61、32.62、68.49、34.12、40.77、32.26 mg·kg^(-1).土壤中Cr、Zn、Ni、As以残渣态占绝对优势,Cu以残渣态和可氧化态为主,Pb则以可还原态为主,而Cd表现出了形态多样的分布特征;重金属生物活性大小排序为:Cd> Pb> Cu> Zn> As> Ni> Cr;潜在生态风险指数法的评价结果表明,Cd处于中度-很强风险水平,As处于轻微-中度风险水平,其他重金属为轻微风险水平.综合潜在生态风险指数RI值在51.23—199.33,处于轻微-中等风险水平,Cd、As是土壤重金属的主要风险源,其对综合潜在生态风险指数的贡献率分别为57%、31%;RAC评价结果表明,土壤Cd处于中度-高风险水平,Zn处于低-中度风险水平,其他重金属为低风险水平.

小清河污灌区有机化合物污染及对人体健康影响的调查与试验研究

作者对小清河重点污染源、河水及污灌区地下水、粮食、蔬菜进行了有机化合物的色—质联机定性分析和部分样品的液相色谱定量测定,开展了污灌对人体健康影响的流行病学调查,辅助以有机化合物的 Ames 致突变试验,研究了小清河及污灌区有机化合物污染和对人体健康影响的程度。结果表明:小清河重点工业污染源、河水、污灌区地下水、粮食、蔬菜中分别检出537、93、56、34和32种有机化合物,确认“三致”有毒有机物存在,污灌区人体健康水平有所下降。但 Ames 试验表明目前河水与地下水中有机化合物浓度尚没产生明显的致突变活性,此与流行病学调查的癌症和新生儿畸形发病率与对照村无显著性差异的结果相吻合。

锦州市小凌河污灌区土壤污染调查研究

通过对锦州市小凌河污灌区土壤实地调查采样,和多项目监测分析,采取土壤综合污染指数法划定质量等级,确定环境风险水平。指出污灌区土壤主要污染指标和受污染程度。进一步提出对小凌河水体污染的控制措施,确保灌区粮食质量的安全。

开封市化肥河污灌区小麦镉、砷含量及其健康风险评价

在野外调查和室内化验分析的基础上,应用美国环境保护局的健康风险模型和内梅罗综合指数法,对开封市化肥河污灌区小麦种子中Cd和As的健康风险进行了评价。结果表明:(1)与对照区相比,污灌区小麦种子中Cd和As发生了明显的富积。(2)小麦种子Cd和As的个人年健康风险都在10-4a-1量级,样点超过国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平5.0×10-5a-1的6～41倍,且As>Cd。(3)污灌区小麦种子Cd和As的单项和综合风险指数表明,Cd和As通过膳食途径已经对人体构成潜在健康风险。(4)对照区小麦种子Cd和As的健康风险、单项和综合风险指数均小于污灌区。