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灌溉水中重金属对土壤和农作物污染风险

收藏本文 2024-04-12 点赞:19228 浏览:83877 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:中国经济的迅速发展,地区富营养化等水体污染而导致水质型缺水,更加剧了水资源紧张的矛盾。污水灌溉在一定上缓解用水的供需矛盾。生活及工业污水中会含有一定量的重金属或有机污染物,如果用污水灌溉有可能会造成有毒污染物在土壤和作物中积累。北京是一个具有悠久历史的超大规模城市,其污灌历史相对较长。但是,到为止,对北京市大范围的污灌区土壤重金属积累的情况仍缺乏系统、全面的研究。近年来,环境保护措施的不断完善和环保技术的不断提高,污水中的重金属已经发生变化,因此污灌对整个灌区环境的动态影响究竟如何,仍有待研究。尤其是北京市等缺水城市拟开展大规模的中水回用,因此深入研究污灌对土壤重金属积累的影响,对于评估中水回用的环境风险也有一定的参考价值。本研究选取的北京市一个典型污灌区——通州区西南凉水河及凤港河污灌区,污灌区土壤重金属积累的系统研究。以通州区西南凉水河及凤港河污灌区为例,污灌区土壤、农作物重金属积累的系统研究。探讨As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn8种重金属的污染现状,污染物的来源和途径,室内土柱模拟,野外土壤剖面调查,评估污灌区土壤重金属对浅层地下水的污染风险,合理评价污水灌溉对通州凉凤污灌区生态环境的影响。1.对北京市通州凉凤灌区表层0-20cm土壤重金属的调查,北京市凉凤灌区土壤Hg污染比较严重,Cu、Pb污染居中,As、Cr、Zn为轻微污染,与1975年凉凤灌区的土壤调查值相比,土壤中Hg、Pb、Cu含量有上升趋势,分别增加了11.40%,40%,26%;Hg含量与污水灌溉有密切关系,同时也受到土壤母质等其他因素的制约。2.在土壤表层重金属含量初步分析的基础上,分析污染物的空间性,利用半变异函数,描述土壤属性的空间模型,克立格法插值,分析灌区土壤重金属的空间分布特征,确定污染源,为防治土壤污染、合理污灌依据。用地统计学方法对通州区凉凤灌区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量的空间结构的研究,8种重金属均具有很好的可迁移性特点,其中As、Cd、Cr、Cu、Hg元素用球型模型拟合,Ni、Pb、Zn元素用指数模型拟合,拟合效果较好(R2的F检验达到,P0.01)。Hg的高含量区主要在凉水河一带,As,Cu,Hg,Pb4种元素的高含量区在凉水河一带也有分布;相对于凉水河,风港河一带As,Cr,Hg,Pb,Zn5种重金属含量较低;土壤中Hg、Cu、Pb3元素在区域不同超过土壤基准值,表现出较高的污染风险性在灌区土壤中,Hg主要来污水灌溉,灌区土壤中Cd、Cr、Pb也来污水关键词:土壤论文重金属论文小麦论文污灌论文风险评价论文

    摘要7-9

    ABSTRACT9-12

    章 文献综述12-22

    1.1 污水灌溉的性12

    1.2 国内利用现状12-14

    1.2.1 我国城市污水再生利用的发展12-13

    1.2.2 污灌区分布13-14

    1.3 国外城市污水的再生利用14-15

    1.3.1 美国14

    1.3.2 以色列14

    1.3.3 日本14-15

    1.4 对污水灌溉的认识误区15

    1.5 污水中的污染物15-16

    1.5.1 金属污染物15

    1.5.2 非金属污染物15-16

    1.6 污灌对环境的影响16-17

    1.6.1 污灌对土壤污染及土壤肥力的影响16-17

    1.6.2 污灌对地下水的影响17

    1.6.3 污灌对作物产量及品质的影响17

    1.7 土壤重金属污染评价17-19

    1.7.1 化学评价17-18

    1.7.2 生态毒理评价18

    1.7.3 风险评估18-19

    1.8 污水灌区环境质量评价中的问题19-20

    1.8.1 评价标准、或评价指数问题19

    1.8.2 评价综合中的权重问题19

    1.8.3 污水灌溉环境质量评价方法19-20

    1.9 研究目的与特色20-22

    章 试验设计22-29

    2.1 野外调查22-27

    2.1.1 研究区域概况22

    2.1.2 样品采集22-23

    2.1.3 样品处理23-24

    2.1.4 样品分析24-27

    2.2 土柱淋滤试验27-29

    章 北京市通州凉凤灌区土壤重金属积累及其变化趋势29-39

    引言29-30

    3.1 数据处理30-33

    3.2 结果与讨论33-38

    3.2.1 分析及主成分分析33-35

    3.2.2 不同灌溉区的土壤重金属浓度差异35-36

    3.2.3 污灌区土壤重金属的来源和变化趋势36-37

    3.2.4 优先控制重金属的筛选37-38

    3.3 38-39

    章 污灌区重金属含量的空间特征39-53

    引言39

    4.1 方法与数据分析39-41

    4.1.1.地统计学方法简介39-40

    4.1.2.普通克立格法40-41

    4.1.3.数据处理41

    4.2 结果41-51

    4.2.1 空间结构特征41-44

    4.2.2 土壤重金属的空间分布特征44-51

    4.3 讨论51-52

    4.4 52-53

    第五章 北京市通州灌区小麦重金属含量的动态变化及健康风险53-60

    引言53-54

    5.1 与方法54

    5.1.1 样品采集54

    5.1.2 小麦样品处理及测定54

    5.1.3 土壤重金属性测定54

    5.1.4 数据处理54

    5.2 结果54-57

    5.2.1 灌区小麦重金属含量统计54-55

    5.2.2 小麦籽粒对重金属的富集系数55-56

    5.2.3 土壤重金属的全量、态及其性系数56-57

    5.3 讨论57-59

    5.3.1 小麦重金属含量的变化趋势及其健康风险57-58

    5.3.2 小麦重金属含量与土壤重金属含量的性58-59

    5.3.3 利用土壤重金属含量及其性评价植物重金属含量的适宜性59

    5.4 59-60

    第六章 重金属在土柱土壤中的分布以及对浅层地下水的影响60-70

    引言60

    6.1 实验及方法60-62

    6.1.1 土柱设计方案及填土方式60-61

    6.1.2 方案设计61-62

    6.1.3 试验样品的处理及测定62

    6.2 结果与讨论62-68

    6.2.1 凉水河污水灌溉对土壤污染物积累的影响62-64

    6.2.2 人工配置污水对土壤的影响64-66

    6.2.3 淋滤液中重金属含量与土壤中重金属含量的关系66-67

    6.2.4 淋滤液中重金属含量的变化趋势67

    6.2.5 污染物对浅层地下水的污染风险67-68

    6.2.6 不同灌溉水质对土壤的影响68

    6.3 68-70

    第七章 野外条件下污灌土壤重金属的剖面分布特征70-77

    引言70

    7.1 与方法70-71

    7.1.1 研究区域概况70-71

    7.1.2 采样设计71

    7.1.3 样品分析及测定71

    7.2 结果71-73

    7.2.1 不同剖面重金属浓度的比较71-72

    7.2.2 三个样带之间的比较72

    7.2.3 重金属在土壤剖面的纵向迁移72-73

    7.3 讨论73-74

    7.3.1 不同样带剖面土壤中重金属含量差异分析73

    7.3.2 不同重金属在土壤剖面的迁移转化73-74

    7.4 74-77

    第八章 与展望77-79

    8.1 77-78

    8.2 展望78-79

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