目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究概述 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與評(píng)述 3
1.2.1 重金屬污染來(lái)源及分布特征 3
1.2.2 重金屬脅迫下土壤微生物環(huán)境演變機(jī)理 4
1.2.3 重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理論體系 4
1.2.4 重金屬長(zhǎng)效穩(wěn)定化修復(fù)技術(shù) 5
1.2.5 研究評(píng)述 6
1.3 主要研究?jī)?nèi)容 6
1.4 研究技術(shù)路線 7
參考文獻(xiàn) 8
第2章 研究區(qū)域概況 12
2.1 東北松嫩平原黑土區(qū)概況 12
2.1.1 自然地理概況 12
2.1.2 氣候特征 13
2.1.3 土壤質(zhì)地及河流水系 13
2.2 東北某省典型鎘污染區(qū)概況 15
2.2.1 自然地理與氣候概況 15
2.2.2 工業(yè)發(fā)展 16
2.2.3 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值狀況 16
2.3 西北某省典型汞污染區(qū)概況 16
2.3.1 自然地理概況 16
2.3.2 地質(zhì)條件 17
2.3.3 環(huán)境樣本采集 17
參考文獻(xiàn) 18
第3章 農(nóng)田土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化影響因素分析 20
3.1 概述 20
3.2 材料與方法 21
3.2.1 試驗(yàn)材料 21
3.2.2 樣品養(yǎng)護(hù) 22
3.2.3 老化方案構(gòu)建 22
3.2.4 樣品測(cè)試 24
3.2.5 統(tǒng)計(jì)分析 25
3.3 土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化及有效態(tài)分析 26
3.3.1 土壤理化特性分析 26
3.3.2 土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性 28
3.3.3 土壤孔隙特征演變 33
3.3.4 重金屬化學(xué)形態(tài)分布 36
3.3.5 重金屬DTPA浸提濃度 39
3.4 土壤重金屬穩(wěn)定化作用機(jī)理分析 41
3.4.1 溶解有機(jī)碳分析 41
3.4.2 穩(wěn)定化材料結(jié)構(gòu)特征 44
3.4.3 功能性材料官能團(tuán) 45
3.5 本章小結(jié) 46
參考文獻(xiàn) 46
第4章 農(nóng)田土壤重金屬傳輸擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)機(jī)制探索 50
4.1 概述 50
4.2 材料與方法 51
4.2.1 試驗(yàn)材料 51
4.2.2 穩(wěn)定化方案 52
4.2.3 老化方案構(gòu)建 52
4.2.4 模擬酸雨淋溶 52
4.2.5 土壤重金屬浸出毒性特征分析 53
4.2.6 樣品測(cè)試 54
4.2.7 統(tǒng)計(jì)分析 54
4.3 重金屬毒性浸出特征分析 54
4.3.1 土壤理化特性分析 54
4.3.2 重金屬浸出毒性效應(yīng) 59
4.3.3 模擬酸雨淋溶條件下重金屬釋放特征 61
4.4 重金屬穩(wěn)定化長(zhǎng)效機(jī)制 66
4.4.1 XPS分析 66
4.4.2 土壤團(tuán)粒分析 69
4.4.3 穩(wěn)定化材料老化分析 70
4.5 本章小結(jié) 71
參考文獻(xiàn) 72
第5章 農(nóng)田土壤重金屬富集過程及遷移路徑特征 76
5.1 概述 76
5.2 穩(wěn)定化材料對(duì)銅和鋅吸附機(jī)理研究 77
5.2.1 模擬方案設(shè)計(jì) 77
5.2.2 凍融條件下穩(wěn)定化材料理化性質(zhì)變化 80
5.2.3 凍融條件下穩(wěn)定化材料對(duì)重金屬吸附性能的影響 82
5.2.4 穩(wěn)定化材料各指標(biāo)對(duì)生物炭吸附性能的影響 84
5.2.5 穩(wěn)定化材料吸附機(jī)理解析 86
5.3 穩(wěn)定化材料對(duì)土壤理化性質(zhì)及重金屬富集的影響 87
5.3.1 野外場(chǎng)地布置與研究方法 87
5.3.2 穩(wěn)定化材料對(duì)土壤理化性質(zhì)影響分析 90
5.3.3 土壤理化特性與重金屬富集效應(yīng)分析 94
5.4 融雪期土壤Cu和Zn遷移特征及阻控機(jī)制研究 97
5.4.1 大氣PM2.5中Cu和Zn濃度變化特征 97
5.4.2 雪被中Cu和Zn濃度變化特征 98
5.4.3 融雪期生物炭對(duì)土壤中重金屬濃度分布特征的影響 99
5.4.4 穩(wěn)定化材料對(duì)土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響 101
5.4.5 穩(wěn)定化材料對(duì)土壤重金屬淋濾特征的影響 102
5.4.6 穩(wěn)定化材料對(duì)土壤重金屬污染程度的影響 105
5.5 本章小結(jié) 108
參考文獻(xiàn) 109
第6章 污染農(nóng)田作物生理脅迫及土壤環(huán)境演變研究 111
6.1 概述 111
6.2 材料與方法 112
6.2.1 試驗(yàn)材料選取 112
6.2.2 試驗(yàn)方案設(shè)置 113
6.2.3 樣品測(cè)試 114
6.2.4 統(tǒng)計(jì)分析 116
6.3 灌溉條件下農(nóng)田土壤鎘運(yùn)移及累積過程 116
6.3.1 穿透試驗(yàn)設(shè)計(jì) 116
6.3.2 土壤溶質(zhì)運(yùn)移理論 118
6.3.3 保守離子在土柱中的穿透曲線 120
6.3.4 重金屬在土柱中的穿透過程 122
6.3.5 污水灌溉條件下重金屬積累特征 124
6.3.6 污水灌溉條件下重金屬運(yùn)移模擬及預(yù)測(cè)分析 125
6.3.7 污染農(nóng)田重金屬在土壤剖面積累趨勢(shì)預(yù)測(cè) 128
6.4 污染農(nóng)田鎘有效形態(tài)及土壤環(huán)境演變特征 131
6.4.1 土壤理化特性分析 131
6.4.2 土壤有效態(tài)重金屬含量 134
6.4.3 土壤氮礦化過程 136
6.4.4 土壤碳礦化過程 138
6.4.5 土壤酶活性特征 140
6.4.6 土壤微生物多樣性 145
6.4.7 土壤環(huán)境因子與穩(wěn)定化處理冗余分析 147
6.4.8 土壤環(huán)境-生物-化學(xué)互作效應(yīng)關(guān)系解析 149
6.5 污染農(nóng)田作物生理過程及重金屬富集效應(yīng) 152
6.5.1 作物根系形態(tài) 152
6.5.2 作物長(zhǎng)勢(shì)發(fā)育狀況 154
6.5.3 作物葉綠素變化 156
6.5.4 作物生物量 157
6.5.5 各器官重金屬的遷移富集 158
6.5.6 作物生境改良效應(yīng)評(píng)價(jià) 160
6.6 本章小結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 167
第7章 污染農(nóng)田土壤環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及管控技術(shù)探索 174
7.1 概述 174
7.2 農(nóng)田土壤汞污染特征分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 175
7.2.1 研究理論與方法 175
7.2.2 環(huán)境多介質(zhì)汞污染水平與空間分布 176
7.2.3 汞污染遷移擴(kuò)散及賦存形態(tài)特征 189
7.2.4 汞污染地塊生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 195
7.3 農(nóng)田土壤汞污染修復(fù)技術(shù)及長(zhǎng)效性研究 196
7.3.1 材料與方法 197
7.3.2 穩(wěn)定劑制備及工藝優(yōu)化 203
7.3.3 穩(wěn)定劑的改性及汞吸附特征研究 209
7.3.4 改性穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果評(píng)價(jià) 212
7.3.5 改性穩(wěn)定劑的長(zhǎng)效性評(píng)價(jià) 213
7.4 基于全周期管理的汞污染風(fēng)險(xiǎn)管控技術(shù) 217
7.4.1 汞污染的源頭防治 217
7.4.2 汞污染的分類風(fēng)險(xiǎn)管理 217
7.4.3 汞污染地塊的長(zhǎng)期環(huán)境管理 218
7.4.4 汞污染全周期管控體系構(gòu)建 219
7.5 本章小結(jié) 222
參考文獻(xiàn) 223
第8章 重要研究發(fā)現(xiàn)與展望 226
8.1 重要研究發(fā)現(xiàn) 226
8.2 污染農(nóng)田綠色、健康、低碳修復(fù)展望 228