土壤石灰对CH4、N2O排放以及旱稻和水稻中镉、铅累积的影响

季雪婧

考虑到日益严重的环境污染问题和灌溉水源的不足，我们开展了一项盆栽实验。栽种旱稻（Huyou2、Hanyou737）和水稻（Taigeng8、 Yixiang2292）品种，以研究土壤石灰对甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）排放，以及对旱稻和水稻中镉和铅生物利用度和累积的影响。与水稻相比，旱稻土壤中甲烷（CH4）的排放减少了90%。经过白云石处理的旱稻和水稻土壤，甲烷（CH4）的排放分别减少了45%和39%；经过石灰处理的旱稻和水稻土壤，甲烷（CH4）的排放分别减少了35%和33%。经过白云石处理的旱稻和水稻土壤，一氧化二氮（N2O）的排放分别减少了44%和52%；经过石灰处理的旱稻和水稻土壤，一氧化二氮（N2O）的排放分别减少了37%和44%。在旱稻和水稻土壤中，使用白云石后，DTPA可萃取的镉分别减少了37-53% 和 43-80%；使用石灰后，镉的减少量分别为16-37% and 24-72%。在旱稻和水稻土壤中，使用白云石后，DTPA可萃取的铅分别减少了27-44% and 25-53%；使用石灰后，铅的减少量分别为16-40% and 11-42%。白云石使旱稻和水稻籽粒中镉的累积量分别降低了47-88%和62-79%；石灰使旱稻和水稻籽粒中镉的累积量分别降低了31-86% and 45-52%。白云石使旱稻和水稻籽粒中铅的累积量分别降低了58-91% and 66-78%；石灰使旱稻和水稻籽粒中铅的累积量分别降低了32-71% and 44-71%。我们的研究结果表明，石灰在土壤中的使用显著降低了土壤甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）的排放，减少了稻粒中镉和铅的累积。但是，与石灰相比，白云石的效果更好。总之，该研究结果说明，在镉和铅污染的土地上可以种植旱稻且使土壤甲烷（CH4）的排放量最小化。通过使用3?g?kg−1的土壤石灰，可以使旱稻中镉和铅的毒性、累积，以及一氧化二氮（N2O）排放达到最小化，并使土壤中的养分组成得到优化。

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发布时间: 2020-06-03

美国中西部农业水域和城市水域的硝酸盐排放季节性差异

金慧敏

土地利用/土地覆盖是影响流域硝酸盐排放时间一个关键因素。美国北卡罗莱纳州立大学联合中美科研人员基于在美国西部伊利湖地区长期（> 30年）水质监测项目，利用季节性指数对农业水域和城市水域的硝酸盐排放进行了季节性比较。结果表明，两个流域的每月的氮素浓度随着季节的不同发生不同的变化。农业水域硝酸盐负载量的季节指数是城市水域的3倍，达到统计性差异(p<0.0001)。同时，按照非季节性的Mann-Kendall测试，两个水域的每月硝酸盐负载指的历史季节性指数呈现显著下降趋势(p<0.05)。两个流域的季节性硝酸盐排放的差异主要是由于它们不同的氮源，以及不同的物理和生物地球化学的环境。农业水域月硝酸盐负载的季节性指数的下降的部分原因可能是由于研究区域的气候变化，特别是冬季温度的升高。都市化也可能是城市水域因子下降的一个关键因素。从这项研究中获得的信息有实际意义，可以制定适当管理措施以减轻美国中西部的硝酸盐污染。

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发布时间: 2016-09-01

神奇的地毯状植物覆盖技术

金慧敏

地毯状植物覆盖技术是在上季作物收获后种植覆盖植物，在覆盖作物长到适宜时期用较重的辊筒碾压土地，在地表形成地毯状的覆盖植物残体层，然后用免耕播种机直接在地毯状的覆盖植物层上播种下一季作物。地毯状植物覆盖技术有利于保持水分、控制杂草、减少耕作次数，节省能源等。但是任何一项技术都有优点和不足，应用地毯状植物覆盖技术需要选择好覆盖植物种类，到碾压时要有足够的生物量足以覆盖地表控制杂草，又不至于生成很多种子影响下一季作物生长。 宾夕法尼亚州立大学研究员克莱尔·基恩（Clair Keene）和他的研究团队发现用黑麦作覆盖植物时应该在籽粒灌浆中期进行碾压以免生成的种子影响下一季玉米或大豆作物产量，毛叶苕子可以为下季作物提供氮素，但是碾压后残存的毛叶苕子会影响下一季作物生长。克莱尔·基恩认为地毯状植物覆盖技术有很好的应用前景。 论文信息：Cover Crop Termination Timing is Critical in Organic Rotational No-Till Systems. Agronomy Journal, 2017; 109 (1): 272 DOI: 10.2134/agronj2016.05.0266

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发布时间: 2017-03-31

蚯蚓堆肥技术中固体牛粪的向心性：为农业和环境可持续发展提供一项更加清洁的资源和生物废弃物回收选择

季雪婧

本研究报告了蚯蚓堆肥技术中固体牛粪对减少环境中生物废弃物污染的重要性。人口需求的增长导致畜牧业生产的增加，从而产生了大量牲畜粪便垃圾，尤其是产生了很多牛粪。农业、工业、林业、乡村和城市地区丢弃的生物废弃物和对其不恰当处理导致了营养流失、环境污染和健康风险。在可用的有机废弃物处理方法中，蚯蚓堆肥是一项对农业、工业、乡村和城市地区产生的有机固体废物进行生物转化的环境友好型技术，而这些有机固体废物恰恰是环境污染的存储源。在蚯蚓堆肥处理有机废弃物过程中，牛粪在矿化、养分恢复、蚯蚓和微生物活动所进行的肥料生产中起着核心作用。但是蚯蚓堆肥研究中总是将牛粪用作修正材料，还未对牛粪的重要性进行系统研究来突出其核心作用。因此，本综述主要强调牛粪在蚯蚓堆肥中的关键作用。本综述主要目标是讲清蚯蚓对牛粪的生物转化以及对牛粪和其他环境相关的生物废弃物的转化、蚯蚓堆肥对农业可持续发展的机制和益处。分析表明，牛粪是蚯蚓堆肥技术中不可或缺的修正材料，一方面通过降低与生物废弃物有关的污染风险来确保农业和环境的可持续发展，另一方面促进良性生物肥料的生产。

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发布时间: 2021-04-30

联合国报告推荐废水的资源价值：灌溉、施肥、发电

金慧敏

全球每年产生的330立方千米生活污水足以灌溉4000万公顷土地，相当于所有当前灌溉土地的15％或通过沼气发电供1.3亿户（据联合国周二发的布总结报告）。 联合国环境计划署（UNEP）和斯德哥尔摩环境研究所（SEI）公布了题为“卫生、废水管理与可持续发展：从废物处置到资源回收”的报告，给出了当前废水管理的知识和实践概述，并演示了用于回收国内废水中发现的资源和再利用机会：农业、能源生产和其他应用中。 全球市政产生的废水中含有可作为相当于化学肥料的25％氮和15％磷。它也可以携带大量的铁、氯化物、硼、铜和锌。在短短一天，一个城市的1000万次冲水释放的氮、磷和钾足够大约50万公顷农地施肥。 循环再利用方式处理废水将显著有助于实现最近通过的2030年可持续发展议程。此外，在加快实现可持续发展目标6中保证供水和卫生的过程中，废水资源回收和再利用可能会带来巨大的经济和社会效益，推动许多其他目标的实现。 世界银行估计，例如在印度，足够的卫生设施可减少医疗保健和供水成本，由此每年节约540亿美元。在老挝首都万象废水能产生足够的沼气，每天可让公交车司机行驶1万公里。 印度沿海城市产生废水中营养物质日值估计为1750万美元。另一项研究估算，美国城市污水中（包括金和银），每吨污泥有280美元的经济价值。 UNEP/ SEI的报告建议，应建立可持续的卫生和废水管理系统，技术上、文化上和制度上适当，经济上可行，能抵御灾害。 该研究还演示了怎样解决文化和情感挑战，包括“难吃的因素”。例如，在布基纳法索瓦加的杜古，尿被更名和储存后重新包装，以清楚地表明该产品已经从废物变成了安全的肥料。在玻利维亚的埃尔阿托，药草作为着色和除臭措施加入到经处理的尿液。 在瑞典的霍洛，较低的人口密度使得集中污水处理在财务上不可行，因此在使用用者、地方当局、研究社团和农民社区之间进行独特的合作，开发了低成本再利用的基础设施、专利黑水技术，社会意识和认证的混合策略，生产肥料，降低污染。 报告中强调了废水再利用的其他创新解决方案，包括在尼日尔利用浮萍净化水体，瑞典使用污泥作为建筑填充材料，甚至提议用有机废物进行受控昆虫采收生产蛋白饲料喂养牲畜。

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发布时间: 2015-10-26

联合国农业规划署分析未来农业前景

金慧敏

联合国农业规划署（UNEP）执行主任阿希姆·施泰纳先生在未来农业研讨会上发表讲话，认为农业前景广阔，机会很多。 农业已经成为一个重要领域之一，它能够助推很多解决健康星球健康人的方案。然而，农业面临着诸多问题：三分之一的经济依靠农业，用去了70%的水和抗生素，同时造成了70%的生物多样性丧失；过去40年中，世界上三分之一耕地受到侵蚀，受到气候变化和管理不善的影响，土地退化和沙漠化问题更加严重；尽管我们生产了足够的粮食，但是三分之一的粮食没有被消费，8亿人口慢性营养不良，接近一半的婴儿的死因是饥饿，然而20亿人口体重超重，6亿人口极为肥胖。极具讽刺性的是：2025年消饥饿，需要每年投资440亿美元，而我们每年损失的生产和生态服务价值400亿美元。由于农业生产的施肥、包装、运输和处理过程引起的空气、陆地和水体的污染可导致每年9百万人口的死亡，这值的深思。 土壤是最大储碳箱，它存储着的碳比大气和所有生命体的量都要多，然而每年400亿吨的表土消失了。在我们失去粮食生产基础之前，需要我们快速行动起来。 首先，在欧洲和成员国层面，我们需要一个综合的管理方法和政策制定，因为我们考虑的农业不仅仅是孤立种植业、畜牧业和渔业。当我们衡量一个商品投资的收益时，仅仅看超市货架上或者有效价格是不切实际的。这就意味着我们需要追根溯源。地球上只有3%的水是淡水，而只有0.3%适合人类饮用，我们的消费在过去50年里增加了两倍。因此，我们需要拷问是否森林能够提供16亿人口工作，提供全球75%的可用水。然后，2050年，当90亿人口拥有3倍的汽车时，我们需要看一下的员工、货物和客户的运输量，我们需要问一下是否提升燃料效率的技术是否有效，以至于能够每十年节约2万亿美元。 我们还需要看一下食物需求将要提高三分之二来应对我们增长的人口。 第二，我们需要欧盟和欧洲各国政府以身作则。它超出了欧盟共同农业政策。规模经济意味着政府有权力转变市场，重要的是不要低估了欧洲全球采购计划的影响。例如，有多少政府采购员工食堂、学校、冬季食品卡车，或者提供服务产品含有棕榈油？我们还有很长的路要走。感谢2030议程，它使我们有意愿和紧迫感来实现这一点。2030年的议程和巴黎协议。如果我们不能展示相同的透明度和效率,我们的金融机构合作伙伴正在推动，然后我们就丢失了信誉。 第三，需要鼓励和加速私营部门的措施执行。自从2009年，食品可的趋势稳步发展，400个私营部门公司承诺转型为零森林砍伐。然而，政府政策的转变有助于加速这个转变。 2020年之前，100%的水稻将要可持续采购。但水稻只是一个例子，我们的其他食品呢？如咖啡、糖、小麦和玉米？鉴于土地复垦可以减少巴黎气候变化目标四分之一的预测值，政策、激励和立法可以更好的促进可持续采购，并且在短期内依据这些条款能够快速转变土地、水体和废弃物的管理，同时在较长时期解决已有的健康、安全和气候变化问题。我们需要更好的协作，理解新的措施和前景，减少我们的足迹，让我们与自然协作，而不是耗竭和取代它。

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发布时间: 2016-03-30

关于聚和全氟烷基物质污染水纳米技术修复的综述

季雪婧

本文概述了纳米技术在修复聚和全氟烷基物质（PFASs）污染水中的应用。工程纳米材料（ENM）在物理吸附和光化学反应中的应用为聚和全氟烷基物质去除提供了有希望的解决方案，因为工程纳米材料具有高表面积和相关的高反应活性。碳纳米管（CNT）的改性（例如，氧化、应用电化学辅助）显着改善了它们的吸附速率和聚和全氟烷基物质去除能力，并为碳纳米管在环境修复中的使用开辟了新的大门。具有良好吸附性和磁性的改性纳米氧化铁被证明是聚和全氟烷基物质的理想吸附剂，具有良好的可回收性，因此为各种条件下的聚和全氟烷基物质去除提供了极好的替代品。文献表明PFOA是在污染场所检测到的最常见的聚和全氟烷基物质之一，可在紫外线照射下，在TiO2基，Ga2O3基或In2O3基纳米光催化剂的存在下有效分解。本文对不同纳米光催化剂的分解能力和机理进行了综述和比较。特别是纳米In2O3光催化剂在PFOA分解中具有最佳潜力，其分解性能与In2O3纳米结构表面的比表面积和光生孔的数量密切相关。除了对已发表的研究进行详细审查之外，本文还讨论了使用纳米技术进行聚和全氟烷基物质修复的未来前景。

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发布时间: 2019-03-11

中国东部太湖蠡河流域大气沉降物中重金属的浓度、通量、风险和来源

季雪婧

本研究调查了中国东部蠡河流域来自沉积物的重金属污染对生态和人类健康造成的风险。基于地质积累指数法进行生态风险评估，依据美国国家环境保护局健康风险评估模型对健康风险进行评估。通过富集因子、正矩阵因子分析和铅同位素分析对污染源进行评估。沉积颗粒中镉、铬、铜、镍、铅和锌的平均浓度分别为8.842、79.92、150.3、 46.86、231.7和1920?mg?kg−1。这六种重金属的沉积通量分别为0.6、6.0、10.9、3.3、16.4和157?mg?m−2 a−1。生态风险等级为镉?>?锌≈?铅?>?铜?>?镍?>?铬。摄入是造成人体暴露于重金属的主要途径，但是这些重金属的危害商数和危害指数值均小于1，说明对人体健康几乎没有危害风险或者说风险非常小。大气沉降物中82.4%的镉、51.9%的铜、51.2%的镍以及68.3%的铅来源于燃煤工业。大气沉降物中的锌则主要来自于车辆尾气排放（75.7%），铬（66.3%）则主要来自于自然源。本研究所采用的定性和定量研究方法提高了源解析的精确度。该研究结果对治理大气沉降物中的重金属提供了思路，也为中国其他地区处理类似问题提供了借鉴。

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发布时间: 2020-08-04

农业部发布2017年农业面源污染防治攻坚战重点工作

金慧敏

近日农业部印发《2017年农业面源污染防治攻坚战重点工作安排》。要求各级农业部门要深入贯彻中央关于生态文明建设的重大决策部署，落实中央 1号文件精神，按照“重点突破、综合治理、循环利用、绿色发展”的要求，紧紧围绕“一控两减三基本”目标，加强农业环境突出问题治理。按照重点突破、综合治理、循环利用、绿色发展的要求，强化政策保障，探索农业面源污染治理有效支持政策；强化综合示范，重点打造省县两级农业面源污染防治示范体系；强化监测考核，完善监测网络，逐步将一控两减三基本的成 效纳入绩效考核范围，坚决打好农业面源污染防治攻坚战。 农业面源污染防治攻坚战重点工作安排在工作措施上，提出了实施“七个行动”： 一是推进化肥农药使用量零增长行动。加强试点示范，做好技术凝练与推广，做好农企对接，推进社会化服务。 1.推进化肥减量增效：创建 200个化肥减量增效示范县，总结提炼一批可推广的化肥减量增效技术模式。测土配方施肥实施范围由粮食作物扩展到设施农业及蔬菜、果树、茶叶等经济作物。 2.推进农药减量控害：在果菜茶优势产区，选择 150个重点县（市）开展全程绿色防控试点，集成推广以生物防治为主的绿色防控技术。开展高效植保机械示范展示，推广低容量喷雾、静电喷雾等先进施药技术，提高农药利用率。 二是推进养殖粪污综合治理行动。全面推进畜禽养殖粪污处理和资源化，开展畜禽养殖标准化示范、水产健康养殖示范场和示范县创建活动，推进洞庭湖区畜禽水产养殖污染治理试点工作。 三是推进果菜茶有机肥替代化肥行动。创建果菜茶有机肥替代化肥示范县，构建果菜茶绿色发展工作机制。 四是推进秸秆综合利用行动。实施好秸秆综合利用试点，召开秸秆机械化还田离田现场推进会，发布推介秸秆综合利用十大模式。 五 是推进地膜综合利用行动。探索推进东北黑土地地膜使用零增长计划，在西北、华北等旱作地区开展地膜回收利用补助试点，开展可降解地膜试验示范。 六是推进农业面源污染防治技术推广行动。研发一批与“一控两减三基本”目标相关的新技术、新产品和新设备，做好技术应用推广。强化技术创新，组建农业废弃物综合利用、生态循环农业等创新联盟，合力解决关键技术问题。推进技术应用，分区域、分作物总结提炼一批化肥减量增效技术模式，编制施肥指导手册集成推广，发布科学施肥指导意见。 七是推进农业绿色发展宣传行动。组织开展多形式、多渠道、全方位的绿色发展系列宣传报道活动，举办现场经验交流会，集中展示绿色技术，推介绿色发展模式。

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发布时间: 2017-03-30

加利福尼亚水库黑鲈鱼甲基汞污染的影响因素

季雪婧

要了解汞(Hg)在水中食物网的积累方式，就需要了解造成甲基汞(MeHg)污染的因素。本文从加州21个水库中选取了3种黑鲈鱼（大嘴黑鲈、斑点黑鲈和小嘴黑鲈）进行采样，分析其肌肉组织中的甲基汞(MeHg)数据。实验人员在两年的时间里从这些水库取样，分析沉积物中总的汞(Hg)、水中总的汞(Hg)和甲基汞(MeHg)、叶绿素、有机碳、硫酸盐、溶解氧、pH值、电导率和温度，研究以上数据、土地利用数据和水库形态测量数据与标准化尺寸的黑鲈鱼中甲基汞(MeHg)浓度的关系。沉积物中总的汞(Hg)、地表水和森林地区中总的汞(Hg)和甲基汞(MeHg)与黑鲈鱼中甲基汞(MeHg)显著相关。多元统计模型根据沉积物中总的汞(Hg)、地表水中的甲基汞(MeHg)、比电导率、土壤和森林地区总的汞(Hg)来预测大嘴黑鲈中的甲基汞(MeHg)。与水库沉积物的历史数据相比较发现，在过去的20年里，北加州的5个水库沉积物中总的汞(Hg)未出现显著下降。总体而言，我们认为沉积物中总的汞(Hg)是黑鲈鱼甲基汞(MeHg)污染的最大影响因素。本研究的结果有助于了解加州水库中甲基汞(MeHg)如何变化，以及与鱼类中甲基汞(MeHg)污染的相关因素。

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发布时间: 2020-03-02