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《西南农业大学》 2004年
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重庆市主要农地土壤镉铅区域分布、环境容量及对酸雨的响应

黄进  
【摘要】: 农业环境保护及农业可持续发展是当今重要的研究课题。随着国民经济和工农业生产的迅速发展,重金属引起的农业土壤污染已经成为严重的环境问题,日益引起社会的广泛关注。社会经济的发展使重庆市部分农地土壤遭受重金属的污染,根据重庆市1999年对近郊蔬菜基地重金属现状进行的调查,部分蔬菜土壤受到Cd污染,部分蔬菜受到Cd和Pb污染。作为我国酸沉降危害严重区之一,酸雨危害加速重金属在农田生态系统中的迁移、循环。目前,重庆市乃至国内农地污染研究存在局限,主要是针对单一问题的研究较多,缺乏对农地污染整体状况的调查:对不同农业生态区农地污染的主要矛盾缺乏了解,具有针对性的分区治理难以实现。 基于上述原因,本文针对重庆市农业土壤的污染状况,采取抽样调查、室内模拟等研究方法,揭示重庆市主要农地土壤重金属镉、铅的含量和分布特征,探讨重庆市主要农地土壤镉、铅的环境容量,并且进一步分析酸雨淋溶对土壤镉、铅的迁移影响,以期为重庆市农业环境质量保护,农业非点源污染的防治和农产品安全生产保障提供科学依据。 以首次对重庆市全境范围内农地—作物(水稻、玉米)进行的大规模土壤—作物同步取样为基础,共获得重庆市39个区、县(市)主要农地土壤(紫色土和黄壤)样品430个:稻米、玉米籽粒样品共430个。分析重金属Cd、Pb含量,同时,室内模拟研究土壤中Cd、Pb在酸雨淋溶下的化学行为特征。 结果表明,重庆市主要农地土壤Cd含量范围为0.040~4.740mg·kg~(-1),几何平均值为0.357mg·kg~(-1),比重庆区域土壤Cd背景值(0.133mg·kg~(-1))高了1.68倍,比世界正常土壤平均值(0.060mg·kg~(-1))高了4.95倍。土壤Pb含量范围7.425~309.175mg·kg~(-1),几何平均值为51.989mg·kg~(-1),比重庆区域土壤Pb背景值(均值17.930mg·kg~(-1))平均增加189.95%,比世界正常土壤平均值(15.000mg·kg~(-1))平均增加246.59%。Cd—Pb含量之间有极显著相关性,表明两种重金属具有同源性,Cd变异系数大于100%,说明受外来污染影响较大,Pb外来富集量很高,但土壤中变异系数远远小于Cd,土壤中Pb污染可能均匀和普遍。 重庆市主要粮食作物玉米Cd、Pb的平均含量分别为0.060、1.835mg·kg~(-1),稻米Cd、Pb的平均含量分别0.088、0.673mg·kg~(-1)。稻米中Cd、Pb两种重金属元素的平均含量和变异程度均高于玉米,说明稻米重金属含量更容易受环境条件和人为因素的影响。重庆市两种作物均存在超标现象:稻米Cd和Pb超标率分别为72.81%和5.10%,最大超标倍数分别为2.20和2.31倍:玉米Cd和Pb超标率分别为65%和38.1%,最大超标倍数分别为5.61和3.90倍。大样本土壤-作物同步监测结果显示,土壤Cd含量与稻米、玉米Cd含量有显著相关性,土壤Pb含量与稻米、玉米Pb含量无显著相关性。 根据皮尔逊X~2拟合检验及频数分布直方图,重庆市主要农地土壤重金属Cd、Pb含量分 西南农业大学硕士学位论文 布规律均为对数正态分布,cd含量大部分集中在0.3 15一。.525mgkg一’之间,Pb含量大部分集 中在35一65mg·kg一l之间,与全国土壤元素背景值(o.o74mg·kg一’、23.6mg·kg‘’)相比,ed、Pb的 含量大部分超过全国土壤背景值,两种重金属存在明显的累积现象。 采用Kriging插值法,运用地理统计软件Arclnfo对重庆市主要农地土壤重金属Cd、Pb 含量的分布特征作了分析,制作了重庆市农地土壤中两种重金属元素的含量分布图,直观反 映重庆市不同区域Cd、Pb污染状况的相对高低。 用现今采集到的北暗、巴南、长寿、聂江、江北、撞南6个区、县紫色土样品与1991年 完成的“重庆市土壤背景值研究”课题对应的留存样进行Cd、Pb含量分析比较,结果表明,以 上6地区紫色土Cd、Pb含量分别比1991年增加了2.48倍和2.26倍。6个地区Cd的积累速 率分别为0.0一、0.003、0.0一。、0.013、0.032 mg·kg‘’yr一’,平均累积速率为o.o29mg·kg-’yr‘I; Pb积累速率分别为1.925、1.502、1.670、1.1一5、3.71一、2.540 mg·kg一’yr一’,平均累积速率为 3.388mgkg一’yr一!。环境容量能较好地指导环境污染控制与管理工作的开展。根据环境容量模 型的参数,以静环境容量表征土壤容纳Cd、Pb能力,结果表明除巴南区以外,其他5个区、 县紫色土Cd的容量损耗均超出静环境容量控制范围。6个区、县紫色土Pb的容量损耗较小, 现存环境容量大于警戒控制环境容量值,容量损耗小于安全控制环境容量值。 以紫色土和黄壤作为供试土壤进行模拟酸雨淋溶试验。 结果表明,酸雨淋溶量与土壤重金属Cd、Pb的残留量之间的关系可以用对数方程y=a Ln (x)+b(ro.95)进行描述,对数方程表明了酸雨淋溶量与Cd、Pb残留量之间并非简单的线性 关系,重金属在土壤中迁移除了受到酸雨pH的影响,同时还受土壤Eh,有机质含量,cEc、 土壤胶体、有机和无机配体的数量等因子的影响。 酸雨增加了土壤重金属臼、Pb的迁移性。随着酸雨pH值的降低,重金属的淋溶量越大,在 土壤中的残留量减少,但是不同pH之间淋溶率的差异小,说明酸雨虽然增强了土壤中金属迁 移性,但迁移缓慢?
【学位授予单位】:西南农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X53

【引证文献】
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8 ;环保新举措——污染物总量控制[N];淮南日报;2006年
9 洪和胜;拓展环境容量 推进可持续发展[N];台州日报;2007年
10 记者 常国梁 通讯员 常斌 建泉;泰兴:腾出环境容量保大项目[N];泰州日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张静;深圳湾水环境综合评价及环境容量研究[D];大连海事大学;2010年
2 李鸣;鄱阳湖重金属污染特征研究及环境容量估算[D];南昌大学;2010年
3 丁东生;渤海主要污染物环境容量及陆源排污管理区分配容量计算[D];中国海洋大学;2012年
4 虞兰兰;基于三维海洋生态动力学模式的莱州湾氮、磷营养盐环境容量研究[D];中国海洋大学;2012年
5 周建东;城市风景名胜公园环境容量研究[D];南京林业大学;2009年
6 李秉荣;包头生态城市建设研究[D];内蒙古农业大学;2005年
7 唐洪杰;长江口及邻近海域富营养化近30年变化趋势及其与赤潮发生的关系和控制策略研究[D];中国海洋大学;2009年
8 葛长字;浅海鱼类网箱养殖的关键生态过程及容量评价[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2006年
9 王长友;东海Cu、Pb、Zn、Cd重金属环境生态效应评价及环境容量估算研究[D];中国海洋大学;2008年
10 王小云;流域环境泥沙氮、磷平衡吸附与饮用水源地水质评价[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱羿;电厂温排放的水环境数学模拟及热环境容量计算[D];河海大学;2005年
2 孙述海;旅游专项规划环境影响评价研究[D];吉林大学;2005年
3 张海燕;基于环境容量的产业结构优化设计[D];华东师范大学;2009年
4 郝兴明;阿合奇县草地资源优化配置与牧区环境容量的研究[D];新疆农业大学;2005年
5 郝欣欣;山东省辖沂沭河水系地表水环境容量研究[D];山东大学;2005年
6 蔡惠文;象山港养殖环境容量研究[D];中国海洋大学;2004年
7 陈莉莉;青岛奥运帆船赛场海域环境质量分析及环境容量估算[D];中国海洋大学;2005年
8 杨常亮;阳宗海总磷输入与水质响应模型的建立与应用研究[D];昆明理工大学;2007年
9 苏文俊;海岛型城镇的环境容量研究[D];复旦大学;2009年
10 黄进;重庆市主要农地土壤镉铅区域分布、环境容量及对酸雨的响应[D];西南农业大学;2004年
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