广西中东部9县区农田土壤Se输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中Se的输入通量进行了初步研究,确定大气干湿沉降是Se的主要输入途径。研究区大气干湿沉降通量平均值为6.36 g/(hm~2·a),灌溉水输入通量次之,施肥输入通量明显较低,三者对土壤Se输入的贡献率分别为70.93%、27.35%和1.72%,其中不同县区三者比例略有不同,但大气干湿沉降贡献比例大部分在50%以上。因此,大气干湿沉降是研究区Se的主要输入途径。研究区Se输入通量与进入农田土壤的As、Cd、Cr~(6+)、Hg、Pb 5种重金属元素总量在各地区间的差异以及三种输入途径所占比例方面表现基本一致,说明外源输入在带入有益元素Se的同时也带入了一定量的重金属元素,因此要严格预防和控制外源输入造成的土壤重金属污染。     

黑龙江省松嫩平原南部土壤硒元素循环特征

硒(Se)是生态环境中重要的微量元素,其丰缺与人和动植物健康有着密切关系。选择黑龙江省松嫩平原南部,在多目标区域地球化学调查获取的Se元素数据基础上,采集大气干湿沉降、灌溉水、化肥等土壤硒输入端元,以及植物收割、下渗水等输出端元样品,计算土壤Se输入输出通量,研究土壤硒循环特征,并预测土壤Se未来发展趋势。结果发现:研究区总体上为土壤低Se区,Se不足和潜在Se不足面积占总面积的35.20%;土壤Se的主要输入途径为大气干湿沉降,可达总输入量的70%～90%,主要输出途径为土壤下渗水,约占总输出量的73%;研究区土壤Se为净积累状态,预测表明20年后土壤Se不足和潜在Se不足面积将从目前的35.20%下降到31.7%。     

安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降地球化学特征及评价研究

以安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降物为研究对象,共采集6处干湿沉降物样品24件,对大气干湿沉降元素含量特征、通量特征进行对比分析,对干湿沉降元素含量及分布特征加以统计研究,并开展大气干湿沉降环境地球化学评价.结果显示：1）大气干湿沉降元素主要以矿物相形式存在或吸附在固体颗粒上,且受周边环境影响;2）干沉降中Cd、Se的高含量会对研究区土壤污染造成较大影响,湿沉降中部分样点pH超灌溉水水质标准,所有点均达到地表水Ⅱ类环境质量标准;3）区内重金属元素年沉降通量密度为,As年沉降通量低,Hg、Ni、Pb、Cr、Cu、Cd偏低,Zn偏高;4）大气干湿沉降重金属元素通量一般表现为丘陵山区小于城镇及工矿区,主要受燃煤燃烧、尾气排放及人为活动等影响;5）大气干湿沉降物环境地球化学单指标和综合指标评价结果均为一等.     

成都经济区农业生态系统土壤镉通量研究

以四川成都经济区农业生态系统中的重金属Cd为对象,对其在土壤中的输入输出通量进行初步探索。综合各方面的因素,确定以大气干湿沉降、灌溉水、化肥为输入途径和农作物为输出途径进行研究。经过计算,经济区大气干湿沉降通量平均值为17.76g/hm2·a,灌溉水和化肥通量明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为86%、10%和4%。对于6个不同的地区,三者比例略有差别,大气干湿沉降所占比例最高达94%,最低也达到了77%。Cd通过农作物收割输出的量相对较小。土壤Cd年净增量主要受大气干湿沉降的制约,因此大气环境质量应是重点监控的对象。以耕作土体为研究介质,经估算,当前的Cd年平均通量可引起土壤Cd的质量分数升高0.006mg/kg。     

广西中东部9县区农田土壤As输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中的As输入通量进行了初步研究。综合各方面因素,计算获取了大气干湿沉降、施肥和灌溉水输入通量。结果表明,研究区大气干湿沉降和施肥As输入通量基本相当,平均值分别为9.92 g/(hm^2·a)和7.83 g/(hm^2·a),灌溉水通量最高,平均值为14.98 g/(hm^2·a),三者对土壤As污染的贡献率分别为30.31%、23.92%和45.77%。9个不同县区大气干湿沉降、施肥和灌溉水As输入通量占比略有不同,其中6个县区灌溉水和施肥输入通量占主导地位,另外3个县区大气干湿沉降输入通量比例较高。因此,灌溉水是研究区农田土壤As的主要输入途径,应重视灌溉水水质控制。在未考虑农田土壤As输出通量的情况下,以当前的As年平均输入通量估算得到耕层土壤As的质量分数每年升高0.01 mg/kg。与土壤As含量现状相比,As年增量比例很小,因此判断在短期内,外源输入对土壤As分布现状影响不大。该区土壤p H值较低,铁氧化物含量较高,因此外源输入农田土壤的As生物有效性较低。     

北京市有机氯农药填图与风险评价

采用1个样/km2的密度、1个分析组合样/16km2的方法,对北京市784km2范围内的土壤、大气干湿沉降物、大气颗粒物中HCH、DDT的含量和空间分布特征进行有机氯农药填图.查明2000年北京市地表土壤HCH和DDT的平均含量分别为8.80±11.83ng/g、108.99±301.90ng/g.2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT平均含量分别为10.09±9.60ng/g、12.99±13.51ng/g,HCH和DDT的年沉降通量分别为996.57±939.96g/a·km2、1291.53±1342.28g/a·km2.2006年大气颗粒物PM10和PM2.5中的HCH含量分别为0.294±0.205ng/m3和0.217±0.137ng/m3,DDT的平均含量分别为1.037±1.301ng/m3和0.522±0.773ng/m3,显著高于2002-2003年度大气颗粒物中HCH(PM100.01786ng/m3,PM250.01731ng/m3)和DDT(PM100.01672ng/m3,PM2.50.02353ng/m3)的含量,表明北京市或周边地区仍在使用含HCH和DDT化学成分的农药.以2000年北京地表土壤和2006年大气干湿沉降物中HCH和DDT的含量为基础,对2020年土壤中HCH和DDT的时空演变的预测显示,即使干湿沉降物中HCH和DDT的沉降通量每年以5%的速率递减,到2020年土壤中HCH和DDT的环境质量仍不能显著改善,而控制和削减北京及周边地区含HCH和DDT成分农药的使用将是改善北京地表土壤环境质量的关键措施.     

广西中东部9县区农田土壤Cd输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中的Cd输入通量进行了初步研究,确定大气干湿沉降、化肥和灌溉水为Cd的主要输入途径。研究区大气干湿沉降通量平均值为5.01 g/(hm2·a),化肥和灌溉水通量则明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为90.65%、3.02%和6.33%,其中不同县区三者比例略有不同,但大气干湿沉降所占贡献比例均在60%以上,最高达到97.74%。因此,大气干湿沉降是研究区Cd的主要输入途径,大气环境质量监控应该给予足够的重视。如果不考虑农田土壤Cd的输出通量,当前的Cd年平均输入通量可引起土壤Cd质量分数升高0.002×10-6·a。研究区内象州县Cd输入通量最高,并且主要以活动态形式存在于表层土壤中,生物可利用性高。     

农田生态系统区域生态地球化学评价的示范研究:以成都经济区土壤Cd为例

选择成都经济区作为典型研究区,以Cd为代表,在生态地球化学填图的基础上开展农田生态系统生态地球化学评价的示范性研究。布置采集了58个大气干湿沉降、86个化肥、121个灌溉水、276个农作物样品,分析和计算了Cd等重要元素的含量和通量。结果显示,研究区局部地段地表土壤Cd环境质量较深部有恶化之势,部分水稻籽实Cd含量已超过无公害食品标准;大气干湿沉降物输入到农田生态系统中的Cd平均通量为17.76g/(hm2·a),占总输入通量的85.20%,是研究区外源Cd的主要输入途径;下渗水(2.34g/(hm2·a))和作物收割(1.87g/(hm2·a))是Cd的主要输出途径;全区外源输入Cd可使土壤中的Cd含量以0.006mg/kg的年速率递增;在Cd输入-输出通量不变的情况,预测未来20a研究区三级土壤面积将增加2~3倍,适耕土地面积将全面缩小;研究区因酸雨沉降和施肥等因素使土壤pH值下降的平均速率为0.106a-1,其中化肥施用的贡献率为89.62%。预警研究显示,目前研究区95%的水稻生产是安全的,但预测20a后研究区土壤质量退化明显,近70%安全土壤等级降为一般土壤,须报警土壤面积也将由目前的不足4%快速上升至27%。     

鲁西南平原区大气干湿沉降元素输入通量及来源浅析:以巨野县为例

大气干湿沉降是农耕区表层土壤中某些元素的主要输入途径,其沉降物质中的重金属等元素对土壤环境质量有着很大的影响。对山东省巨野县大气干湿沉降的调查研究发现,随着近年来区内煤炭开采和化工工业的快速发展,区内大气干湿沉降物质总量有明显升高,显著高于我国其他一些地区。同时,区内重金属元素沉降通量也较高,其中Pb、Cr、Cu、Ni可达我国其他地区的2～3倍。大气沉降物质中Cd、Pb、Hg等的富集程度较高,其富集因子(EF)的高值区与煤炭开采和煤炭化工排放源分布吻合,说明工业区大气干湿沉降是Cd、Pb、Hg等重金属污染元素进入土壤环境的重要途径,工矿业活动对区内大气干湿沉降的增加有重要影响。此外,富集因子显示燃煤尘是大气沉降物及当地土壤S、Se的主要来源,而大气沉降物中Ni、Cr、As主要源自土壤扬尘,Ca和Mg与区内石材开采或水泥制造密切相关。     

成都经济区As等元素大气干湿沉降通量及来源研究

2004年8月—2005年8月在四川省成都、德阳等6万km2的农田区进行了为期一年的大气样品采集,共采集干、湿沉降样品28件,分别测试干、湿沉降中B、Mo、Mn、Zn、As、Cd、Hg、Pb、K、Ca、Na和Mg元素含量,计算获得各元素的年沉降通量;其中4种有害元素年沉降通量平均值分别为As2.77mg.m-2.a-1、Cd1.77mg.m-2.a-1、Hg0.10mg.m-2.a-1、Pb45.95mg.m-2.a-1。应用主成分分析对大气干湿沉降中各元素进行区分,取得了相当好的结果。其中第一主成分为Hg、Pb、Zn、Cd、Mo和As;第二主成分为K、Mg、Na、Mn和B;第三主成分为Ca。主成分对原始变量解释度达到94.88%,第一主成分说明Hg、Pb、Zn、Cd、Mo和As是影响大气质量的主要因素。将各干湿沉降接收点元素沉降通量与相应点位土壤元素含量进行相关分析表明,Pb、Hg在两种介质中相关性显著,说明土壤中Pb、Hg积累与大气干湿沉降具有密切关系,其他元素来源则更为复杂。通过不同地区重金属元素沉降通量的比较发现,各地区元素沉降通量差异明显,其中成都和德阳两地As、Cd、Hg、Pb沉降量显著较高,说明沉降中污染元素来源与不同地区工矿企业类型和数量有关。     

江西鄱阳湖地区土壤酸化与人为源氮的关系

江西鄱阳湖地区是我国土壤酸化严重的地区之一,对比研究区多目标区域地球化学调查与第二次土壤普查资料发现,研究区土壤酸化趋势严重,强酸性土壤占研究区面积比例由58.22%上升到78.44%;赣江、抚河水系入湖区和饶河流域表层土壤酸化明显。研究区因施肥、大气干湿沉降和灌溉输入到农田的氮素分别为123.84 kg.hm-.2a-1、74.13 kg.hm-.2a-1、11.02 kg.hm-.2a-1。研究区因人为氮带入农田的H+为18.67 kmol.hm-.2a-1。化肥氮是引起土壤酸化的主控因素,氮沉降也是影响土壤酸化的主要因素之一。土壤pH与氮含量呈较差负相关,说明土壤中的有机氮对土壤酸化作用有限,增施有机肥和复合肥,适当减少氮肥,特别是铵态氮肥的比例,可以补充盐基物质的相对不足,达到缓解土壤酸化的作用。土壤pH与钙含量呈极显著正相关,适量增施含钙物质可以有效地防止表层土壤酸度降低。     

吉林省西部地区大气干湿沉降元素通量及来源

通过检测吉林省西部地区大气干湿沉降中各元素含量,追踪其可能来源,探讨影响吉林西部大气环境质量的主要因素。在吉林省西部均匀布置大气干湿沉降采集点共55个,采样密度为15 个/万km²。样品的检测在国土资源部长春矿产资源监督检测中心进行。采用主成分分析和富集因子法对结果进行分析。吉林省西部大气中常量元素Al、Ca、Fe、K、Mg、Na以及N、C元素均表现出较高的沉降通量,采样点湿样部分与干样部分元素平均沉降通量及比值显示,所有元素均为沉淀部分大于溶解部分;各元素富集因子均值和主成分分析结果显示,影响大气综合质量评价的主要因子F₁（F、Ni、Mo、Co、Cr、Cu、Mn、Zn、P、Hg、Ca、Fe、Mg）中除Zn外,其余元素的富集因子均接近1或远小于1,说明大气中的这些元素主要输入源为自然源或是自然界中沙土、岩石风化的尘埃。影响大气综合质量评价的次要因子F₂（U、Th、Pb、C、As、Al、K、Na、B、N）中的各元素除U、Th、K、Na来源于自然源外,其余元素主要来源为人为源或受人为污染的可能性大。各元素主要以固态形式存在于大气沉降样品中。来自于自然源或自然界中沙土、岩石风化的尘埃是影响吉林省西部大气质量的主要原因,人为污染是次要原因。     

鄱阳湖流域年降水时间序列的小波分析

对鄱阳湖流域内的赣州、宜春、南昌和庐山4个气象站近60年的年降水量序列进行小波分析,研究了鄱阳湖流域降水时间序列的周期性变化规律。结果表明,鄱阳湖流域年降水量存在两个明显的周期变化,分别为30～35a和12～15a,2011年正处在30～35a周期转化的节点上,未来30a鄱阳湖流域可能将进入降水偏少的周期;而12～15a周期尺度在2000年以前比较明显,2000年以后12～15a周期特征趋于消失。通过对ENSO指数的变化周期尺度的研究,发现厄尔尼诺现象的出现周期与鄱阳湖流域年降水量周期十分相似,两者具有很高的相关性。     

鄱阳湖流域抚河径流特征及变化趋势分析

抚河是鄱阳湖流域第二大河流,其径流变化研究对揭示鄱阳湖水文情势演变规律和鄱阳湖生态环境保护具有重要的科学意义。本文采用鄱阳湖流域抚河上、中、下游8个主要水文站的实测资料,分析了抚河径流年内分配特征及变化规律;应用Mann-Kendall非参数检验与回归分析等方法,研究了近几十年内抚河年、月径流变化规律及与降雨的关系。结果表明:(1)抚河径流年内分配不均,但不均匀性在流域内空间差异较小;(2)受水利工程调蓄影响,径流年内分配越来越均匀;(3)不同年代年径流特性存在差异,20世纪70年代至90年代初,径流相对稳定,90年代中期到2002年,呈较明显上升趋势,2002年后,表现为下降趋势;(4)月径流变化有增有减,基本规律为枯水期(11月~次年3月)月径流量基本呈上升趋势,洪水期(4~6月)月径流基本呈下降趋势;(5)抚河的年降水量在2002年附近发生突变减少,与年径流量突变时间基本吻合,说明气候变化降雨量减少对近10年鄱阳湖流域抚河入湖径流的减少影响显著。     

长江倒灌鄱阳湖原因及发生条件的量化指标

江湖倒灌对鄱阳湖流域水动力变化和流域水环境保护等方面有重要影响,正确认识江湖倒灌原因和倒灌发生条件对明晰江湖倒灌作用机理、研究倒灌强度和倒灌影响范围等方面具有重要意义。在剖析江湖倒灌原因的基础上,从非恒定流洪水波传播的角度出发,结合鄱阳湖为“河相”、“湖相”时江湖倒灌的特点,提出了长江作用强度指标和鄱阳湖作用强度指标,在此基础上引入江湖作用综合强度函数,依据实测资料,分析研究了江湖作用综合强度函数的关系表达式、江湖倒灌发生条件及量化指标。经验证,所提出的江水倒灌量化指标可区分江湖顶托和江湖倒灌现象,可实现对鄱阳湖为“河相”、“湖相”时的江湖倒灌预测,且提高了预测江湖倒灌起止时间、总历时和年内发生次数的准确率,成果可用于江湖关系研究和鄱阳湖流域水资源综合利用工程实践中。     

Toward a geochemical mass balance of major elements in Lake Qinghai,NE Tibetan Plateau: A significant role of atmospheric deposition

Sediments in Lake Qinghai archive important information about past environmental changes. In order to faithfully interpret the sediment records and constrain the elemental cycles, it is critical to trace various sources of sediments in the lake. The results show that the elemental input–output budgets are imbalanced for most major elements between riverine fluxes and mass accumulation rate (MAR) of Lake Qinghai sediments. A realistic model must include contributions of dry/wet atmospheric deposition that allow the major element mass balance for the lake to be defined. The budget estimation is based on mass balances of Si and Al, which are relatively immobile and carried to the lake via particulate forms. Estimated annual budget of dry atmospheric deposition is ∼1.3 ± 0.3 × 10³ kt/a (accounting for ∼65% of the total inputs) to the lake sediments, assuming local loess within the catchment as a candidate for dry atmospheric deposition to the lake. The resultant flux of 300 ± 45 g/m²/a falls within the flux average of the desert area (400 g/m²/a) and the loess plateau (250 g/m²/a), consistent with the geographical setting of Lake Qinghai. The role of atmospheric deposition would be more significant if wet deposition via rainfall and snow were taken into account. This highlights the potential importance of dust as a significant source for sediment preservation flux for other catchments worldwide. The results also indicate that nearly all Ca input was preserved in the lake sediments under modern conditions, consistent with Ca²⁺ supersaturation of the lake water.     

长江倒灌鄱阳湖原因及发生条件的量化指标

江湖倒灌对鄱阳湖流域水动力变化和流域水环境保护等方面有重要影响,正确认识江湖倒灌原因和倒灌发生条件对明晰江湖倒灌作用机理、研究倒灌强度和倒灌影响范围等方面具有重要意义。在剖析江湖倒灌原因的基础上,从非恒定流洪水波传播的角度出发,结合鄱阳湖为"河相"、"湖相"时江湖倒灌的特点,提出了长江作用强度指标和鄱阳湖作用强度指标,在此基础上引入江湖作用综合强度函数,依据实测资料,分析研究了江湖作用综合强度函数的关系表达式、江湖倒灌发生条件及量化指标。经验证,所提出的江水倒灌量化指标可区分江湖顶托和江湖倒灌现象,可实现对鄱阳湖为"河相"、"湖相"时的江湖倒灌预测,且提高了预测江湖倒灌起止时间、总历时和年内发生次数的准确率,成果可用于江湖关系研究和鄱阳湖流域水资源综合利用工程实践中。