灌溉对非饱和带中砷迁移转化过程的影响

通过场地灌溉试验，探讨了灌溉活动对非饱和带中砷迁移转化过程的影响机理。结果表明:灌溉过程中非饱和带中砷的迁移转化受多个地球化学过程共同控制，非饱和带ｐＨ 值、Ｅｃ值、ＳＯ２－４ 和 ＨＣＯ－３ 与 Ａｓ的竞争吸附以及氧化还原条件的波动都会影响土壤孔隙水中砷的质量浓度。灌溉活动导致土壤处于相对还原环境，铁氧化物矿物还原溶解，被吸附或与之共沉淀的砷被释放进入水相，灌溉结束后，土壤逐渐恢复相对氧化环境，重新生成铁氧化物矿物，土壤孔隙水中砷以吸附／共沉淀形式被其固定。因此，通过改变非饱和带氧化还原条件导致铁氧化物矿物的沉淀／溶解是灌溉作用下非饱和带水体中砷迁移转化的主要原因。      

灌溉活动对大同盆地表层土壤中砷迁移的影响

大同盆地是我国原生高砷地下水典型分布区。高砷地下水常被用作灌溉水源,灌溉回流对表层土壤中砷迁移和富集有着重要影响,但具体机制尚不清晰。通过场地灌溉模拟试验,并结合室内分析,探讨了灌溉活动对表层土壤中砷迁移转化的影响机制。结果表明,灌溉回流不仅导致地表土壤载砷量显著增加,而且引起潜水位快速上升。近地表还原性环境的强化使得含砷铁氧化物还原溶解增强,从而导致了砷的释放。此外,土壤孔隙水离子强度增加促进了离子交换态砷的迁移。灌溉停止后,伴随潜水位回落,氧化环境的增强有利于结晶态铁氧化物的形成,水砷通过吸附和共沉淀作用重新被铁氧化物固定。因此,高砷地下水灌溉通过改变近地表氧化还原环境可促进砷的迁移,砷和铁的输入最终导致表层土壤总砷和铁含量增加。      

砷在金属矿山中的赋存形态及迁移机制

金属矿山在采矿、选矿、冶炼的过程中经常会产生环境污染的问题, 其中矿山酸性废水(acid mine drainage, 简称AMD)所带来的砷污染是最为严重的重金属污染问题之一。总结了砷在金属矿山中的赋存形态及其在不同矿物中活化、迁移的化学过程和形态转化规律, 认为: ①黄铁矿和毒砂是金属矿山中最普遍的含砷矿物; ②砷随着原生矿物的氧化溶解活化出来, 在AMD中主要以砷酸盐和亚砷酸盐的形态存在, 其中亚砷酸盐的迁移性更强; ③AMD中次生矿物(如黄钾铁钒、针铁矿、臭葱石等)吸附沉淀可以减缓砷的迁移速率、减少砷的迁移量但不能阻止砷的迁移。含砷矿物的次生氧化过程和次生矿物中砷的稳定能力研究可以对砷在矿山环境中迁移机制的深入理解和砷污染治理方案的制定提供新的思路和研究方向。      

山东地质环境中砷的分布特征

山东地质环境砷含量一般为(10^-6)：各类岩石4．87～7．89，土壤10．89，水系底泥6．23。根据砷的分布特点。总体上可将山东分为鲁中南-鲁东山地丘陵区、鲁西北-鲁西南平原区2个大的砷的地质环境(背景)区及7个亚区。每个亚区内，山地丘陵区砷的地球化学背景较低，而平原区砷的背景相对高些。但总体上，全省处于正常的和相对比较低的背景，还未发现原生地质环境形成高砷背景对人体危害的案例。     

招远市界河流域水土污染特征及修复技术研究

随着招远市社会经济的发展,人类对环境质量的要求越来越高,人类工程活动对土壤造成的污染问题也逐渐显露,加强土壤环境管理是我国环境保护的一项基础性工作,具有十分重要的意义。为查明界河流域地下水及土壤现状,在界河流域自上游到下游布设监测点位,共取水质分析样品66组和土壤样品19组进行化验,分析了地下水和土壤污染监测数据,总结了招远界河流域的水土污染特征,认为界河上游和中游流域土壤以有机污染为主,下游土壤污染为重金属污染,部分区域叠加有机污染形成复合污染,主要重金属成分为镉、砷、汞。结合环境工程领域的环境修复技术,提出了适宜的水土修复方案,为招远市环境修复提出可行性建议。     

鲁北平原浅层地下水中砷的来源探析

为了阐明养殖场中所排放的含砷废水对浅层地下水水质的影响,通过对在鲁北平原养殖场附近采集的水样中砷含量与全区采集水样的砷含量进行了对比分析研究,初步明确了养殖场所排放的含砷废水已经对附近地下水造成了一定的污染,养殖场所排放废水的砷已成为浅层地下水中砷的一个重要来源。此结论为养殖场附近浅层地下水的防污、治污和限制砷在饲料中的添加提供了一定的参考依据。     

吉林市某冶炼厂土壤重金属污染风险评价

为了解研究区土壤重金属环境质量状况,对土壤进行样品采集和测试。采用单因子污染指数法和内梅罗（Nemerow）综合污染指数法,依据《土壤环境质量标准》（GB15618--2008）第二级标准对土壤中Ni和Cd的污染状况进行环境风险评价。结果表明, Ni的污染范围主要在距中心点3000 m范围内,超标点共15个,大部分超标点为轻微污染或轻度污染。个别点存在重度污染和综合污染现象。此外,对土壤重金属超标点位的玉米作物进行测试分析,发现其Ni和Cd含量均不超标,说明土壤的污染程度对于当地的玉米作物没有影响。     

微生物介导下高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型

微生物活动对地下水水化学组分、氧化还原环境及砷的迁移转化有重要影响。研究高砷地下水系统的氧化还原分带性,有助于进一步理解微生物作用下地下水中砷的迁移转化规律,并为高砷地下水原位修复技术提供理论依据。在综述前人的研究成果的基础上,阐明了不同生物地球化学阶段砷的吸附、释放及固定过程,并刻画出高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型。在地下水环境中,微生物依次消耗(还原)溶解氧、NO-₃、Fe(Ⅲ)、SO2-₄和CO₂等组分,氧化有机物获取能量。在溶解氧和NO-3还原阶段,地下水处于偏氧化环境,此时Fe(Ⅲ)还原受到抑制,其负载的砷不会释放到地下水中;当Fe(Ⅲ)还原时,地下水处于还原环境,会导致与之共存的砷释放,形成高砷地下水;而当SO2-₄还原时,地下水处于强还原环境,产生的HS-与Fe2+形成的铁硫化物吸附或共沉淀砷,会降低地下水中的砷浓度。      

江汉平原高砷地下水监测场水化学特征及砷富集影响因素分析

江汉平原高砷地下水的发现引起了广泛的关注,通过对该区高砷地下水监测场39个地下水样品的分析,揭示了高砷地
下水的水化学特征。同时,结合沉积物砷含量分析和高砷地下水的垂向分布特征,探讨了地下水中砷富集的影响因素。结果表
明,地下水水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型,pH 值为中性偏弱碱性,Fe、Mn质量浓度很高。25m深度的监测井水中砷质量
浓度最高,对应的沉积物中总砷质量浓度也较高。井水中浓烈的H2S气味,偏负的氧化还原电位,高质量浓度的NH4-N、溶解有
机碳(DOC)、HCO- ₃ 、S2- 与低质量浓度的NO- ₃ 、SO2₄- 均指示该区为典型的富含有机质的还原性地下水环境。该条件下沉积物
中有机物质的生物降解作用和铁锰氧化物、铁锰氢氧化物的还原是江汉平原高砷地下水形成的主要原因。      

江汉平原第四系沉积物中砷的垂向分布规律及其对地下水中砷浓度的影响

含水层沉积物是江汉平原地下水中砷的主要来源，沉积物地球化学特征对地下水的水化学具有重要控制作用。为查明江汉平原第四系沉积物中砷的垂向分布及赋存环境，在典型高砷地下水分布区内选取２个深钻（ＪＨ００２孔及 ＹＬＷ０１孔，深度分别为２３０ｍ 和２０１ｍ）采集沉积物样品进行了地球化学分析。结果表明全新统和上更新统含水层沉积物以黏土、粉土、淤泥质黏土、粉砂、细砂为主，指示着弱水动力的沉积环境；２个钻孔沉积物地球化学特征相似，ｗ（Ａｓ）＝２．０～２２．６ｍｇ／ｋｇ（平均９．０ｍｇ／ｋｇ），ｗ（Ｆｅ）＝１１．８～５５．０ｍｇ／ｇ（平均３７．８ｍｇ／ｇ），ｗ（Ｓ）＝０．１～２．１ｍｇ／ｇ（平均０．４ｍｇ／ｇ）。中、下更新统沉积物岩相变化较大，以砂和砾石居多，局部含有黏土夹层，指示着沉积时较强的水动力沉积环境；其中ＪＨ００２孔沉积物 ｗ（Ａｓ）＝２．７～１６０．５ｍｇ／ｋｇ（平 均４０．９ｍｇ／ｋｇ），ｗ（Ｆｅ）＝２０．１～１７９．５ｍｇ／ｇ（平均５０．５ｍｇ／ｇ），ｗ（Ｓ）＝０．１～１７．７ｍｇ／ｇ（平均４．９ｍｇ／ｇ）；ＹＬＷ０１孔沉积物砷、铁、硫质量分数均低于ＪＨ００２孔，ｗ（Ａｓ）＝５．２～５６．１ｍｇ／ｋｇ（平 均１６．２ｍｇ／ｋｇ），ｗ（Ｆｅ）＝１０．９～１１７．５ｍｇ／ｇ（平 均３６．４ｍｇ／ｇ），ｗ（Ｓ）＝０．３～７．８ｍｇ／ｇ（平均１．８ｍｇ／ｇ）。ＹＬＷ０１孔中、下更新统沉积物颗粒较ＪＨ００２孔更细，所处的水动力条件更弱，砷、铁、硫质量分数均低于ＪＨ００２孔，说明沉积历史环境影响着砷、铁、硫等元素的分布。沉积物地球化学数据聚类分析结果表明全新统和上更新统砷与铁具有显著的相关性，而中、下更新统沉积物砷与硫化物矿物紧密相关。结合不同深度含水层水化学特征差异指示上更新统含水层中含砷铁氧化物的还原性溶解导致浅层地下水中砷的富集，富硫的中、下更新统深层含水层中强还原环境下砷受到硫化物矿物的固定作用难以释放进入地下水中。      

基于土壤地球化学分区的重金属污染风险评价——以山东省郯城县某镇为例

以郯城县某镇生态地球化学调查取得的土壤地球化学数据为基础,利用因子分析法将研究区划分为3个土壤地球化学分区,10个土壤地球化学亚区。每个土壤地球化学亚区的元素间彼此存在相关性,而重金属元素的含量往往决定了该土壤地球化学分区或亚区的污染状况。首次尝试以土壤地球化学分区为评价单元,对郯城县某镇耕地土壤中8项重金属污染状况进行了评价。结果表明,该区耕地土壤重金属元素含量属弱至低等变异程度,均一化程度较高,重金属污染风险低,但个别土壤分区存在Hg,Ni,Cr含量分异程度大,点位高于背景比例偏高的现象;单项污染指数中Ni,Cr的值相对偏高,表明存在单个因子人为污染的现象;内梅罗污染指数指示I-3亚区为该镇最高,存在一定的污染隐患;地累积指数指示了I-3亚区中Ni、II-1亚区中Hg的值均>1,为轻微污染等级。此次评价工作也表明,基于土壤地球化学分区的耕地土壤重金属污染评价结果与土壤环境质量评价图件反映的信息较为吻合。     

Evaluation on environmental quality for heavy metal elements of Xihe soil

According to "Environmental quality standard for soil" and using As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn elements as evaluation index, the author evaluated soil environmental quality in Xihe area of Shenyang. The results show that the soil in Xihe area is polluted rifely by heavy metal elements. The polluted areas are mainly distributed near the upstreams of Xihe River, Shenxin River and Shenliao irrigation canal. There exist large distinctions among the heavy metal elements to the pollution degree. Cd pollution area is the biggest and the most serious in pollution degree.     

A sand control and development model in sandy land based on mixed experiments of arsenic sandstone and sand: A case study in Mu Us Sandy Land in China

Serious desertification caused by human activity and climate change, in addition to water loss and soil erosion related to arsenic sandstone in the Mu Us Sandy Land, lead to severe scarcity of soil and water resources, which causes worse local agricultural conditions accordingly. Many physical properties of arsenic sandstone is complementary with that of sand, arsenic sandstone is therefore supposed to be blended to enhance water productivity and arability of sandy land. Container experiments are carried out to study the enhancement of water holding capacity of the mixture, the blending ratio of arsenic sandstone and sand, and the proper size of the arsenic sandstone particles, respectively. The results of the experiments show that particle size of 4 cm with a ratio of 1 ： 2 between arsenic sandstone and sand are the proper parameters on blending. Both water content and fertility increase after blending. Water use efficiency in the mixture is 2.7 times higher than that in sand by the water release curves from experiments. Therefore, a new sand control and development model, including arsenic sandstone blending with sand, efficient water irrigation management and reasonable farming system, is put forward to control and develop sandy land so that water-saving agriculture could be developed. Demonstration of potato planting about 153.1 ha in area in the Mu Us Sandy Land in China indicates that water consumption is 3018 m3/ha in the whole growth period. It means that about 61% of irrigation water can be saved compared with water use in coarse sand without treatment. Recycle economic mode and positive feedback of sand resource-crop planting-soil resource are constructed, which changes sand into arable soil and make it possible to develop water-saving agriculture on it. The proposed model will be helpful for soil-water resources utilization and management in the Mu Us Sandy Land.     

Evaluation on environmental quality for heavy metal elements of Xihe soil

According to ＂Environmental quality standard for soil＂ and using As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn elements as evaluation index, the author evaluated soil environmental quality in Xihe area of Shenyang. The results show that the soil in Xihe area is polluted rifely by heavy metal elements. The polluted areas are mainly distributed near the upstreams of Xihe River, Shenxin River and Shenliao irrigation canal. There exist large distinctions among the heavy metal elements to the pollution degree. Cd pollution area is the biggest and the most serious in pollution degree.     

表面活性剂在土壤污染治理中的应用

环境问题日益严重,污染土壤修复的要求便越来越迫切,应用表面活性剂治理污染土壤也得以广泛研究。对于以淋洗为主的表面活性剂治理土壤污染法,表面活性剂的吸脱附行为、增溶能力和毒性是淋洗工艺取得优良效果的关键。文中重点阐述了离子型、非离子型、复配表面活性剂体系和生物表面活性剂在土壤重金属污染、有机污染和土壤-重金属复合污染治理中的应用。概述了影响表面活性剂治理效果的因素,讨论了此类方法的缺陷并从污染物的迁移转化和降解规律、治理工艺与组合治理技术3方面对未来的工作进行了展望。     

青州市南张楼村土地质量地球化学特征及特色土地资源评价

本文以青州市南张楼村为研究区,基于村级土地质量地球化学调查数据,开展土壤养分、土壤环境、土壤质量及特色土地资源评价.结果 显示,土壤养分N以较缺乏、中等为主;P以丰富为主;K以中等、较丰富为主;土壤养分地球化学综合等级以较丰富为主,土壤养分总体水平较好.土壤环境单指标Zn存在小面积的污染风险,污染等级为风险可控,其他指...     

山东东部表层土壤重金属潜在生态风险评价模型探讨

针对当前土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别土壤重金属污染评价的方法。并对瑞典学者(Hakanson)提出的潜在生态危害指数法进行了改进,用以计量重金属潜在生态风险。采用建立的模型对山东省东部地区土壤重金属潜在生态风险进行了评价,结果表明:该区土壤重金属元素污染程度为:Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As;而重金属潜在生态风险大小则依次为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Cr>Zn。总体来看,山东省东部地区存在一定程度的重金属污染,其潜在生态风险为强和很强的土壤占工区面积的13.75%,这种综合危害特征主要受Hg和Cd元素制约,主要分布在莱州-招远-烟台和牟平-乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带,且已对农作物安全产生影响。认为地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生活等)的共同作用,是造成局部环境中潜在生态风险较高的重要原因。     

氯化钙对水土环境污染特征分析

某生产CaCl2化工厂因环境问题被停止生产,厂区周边土壤和地下水受到不同程度的污染。为掌握污染土壤中污染因子的含量和地下水受污染情况,布置了土壤采样点和地下水监测点,利用厂区周边已有机民井进行水样采集,通过室内检测、分析研究等工作,得出在厂区周边土壤60~300 cm深度范围内存在Ca^2+,Cl^-富集,鉴于土壤的天然吸附和自净能力,目前条件下,厂区及周边地下水污染状况受影响较小。通过抽水试验、渗水试验和弥散试验,圈定了污染物的影响范围,查明了污染物的影响程度,并在此基础上进行了污染物影响变化情况的预测分析,为后续区域污染地块的风险评估和修复治理工作提供了数据支持。     

甘肃黄土高原作物生长期土壤干旱及气候生产力特征分析

分析了近40年甘肃黄土高原区域作物生长期土壤干旱和气候生产力特征,结果表明:(1) 土壤干旱和气候生产力在空间上表现为全区一致,区域内相关性很好.(2) 时间演变规律上,土壤干旱有加重的趋势、气候生产力呈下降的趋势.(3) 土壤干旱和气候生产力变化阶段性明显,年际变化具有3～5a的振荡,4a周期最为明显.