《对实施长期修复措施的稻田土壤中镉污染建模:模型开发和随机模拟》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-12-27
  • 基于质量平衡理论的污染累积模型(PAM)是用来模拟土壤中重金属浓度的长期变化。当与蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation)相结合时,该模型可以预测环境参数波动下和多途径输入的重金属在土壤-水-植物系统中的概率分布。该模型曾被用于评估中国(湖南省)攸县(音译)镉污染稻田土壤在五种情景下不同修复方式的效果,这五种情景分别是默认情景(A)、不将水稻秸秆还田(B)、减少镉沉积(C)、撒石灰(D)和整合多种修复方式(E)。经该模型预测,不将水稻秸秆还田(B)可以显著降低土壤中镉含量,撒石灰(D)可以显著降低植物中的镉含量。但是,从长远来看,撒石灰(D)将会增加土壤中的镉含量。虽然需要数十年的努力,但整合多种修复方式(E)可以有效降低土壤和稻米中的镉浓度。土壤镉污染历史和镉累积的主要原因主要通过敏感性分析和回顾模拟进行研究。

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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2020-07-03
    • 弄清汞(Hg)的甲基化过程对于治理受汞污染的稻田土壤十分重要。本研究选取了18块具有不同土壤特性的稻田土壤并掺入无机汞,进行90天的水淹实验。每隔一段时间就地测量土壤的pH值和氧化还原电位(Eh),并对土壤取样以分析甲基汞(MeHg)。汞的甲基化效率随水淹时间的增加而增加,在孵化30天时达到相对稳定的状态,范围为0.08%至2.52%。汞的甲基化效率还与土壤的pH值和氧化还原电位(Eh)显著相关。叶诺维奇(Elovich)方程可以充分描述甲基汞(MeHg)生成的动力学。除了风干土壤样品中有机物的含量和水淹时间外,甲基汞(MeHg)的生成可以通过就地土壤的pH值和水淹土壤的氧化还原电位(Eh)很好的进行预测。这两种预测模型解释了汞甲基化效率在78%和68%之间变化。研究结果表明,稻田土壤经过水淹后可以通过常规的测量土壤性质和水淹时间预测无机汞的甲基化,该相关性可以助于了解汞的甲基化程度,并有助于管理受汞污染的稻田土壤。
  • 《施肥管理对农田土壤酸化长期效应的模型分析》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:金慧敏
    • 发布时间:2017-04-26
    • 众所周知,中国农业土壤酸化是由过度施用氮肥引起的,但不同施肥方式对集约化农田土壤酸化的长期影响很大程度上是未知的。中国农大资环学院与中国农科院资化所及荷兰瓦赫宁根大学等联合研究团队进一步开发了集约化农业系统土壤酸化模型VSD+,并验证了来自中国三个长期定位试验观测数据。该模型模拟了过去20年土壤pH值和盐基饱和度的变化。验证模型采用量化氮和盐基离子(BC)通量对土壤酸化的贡献。在应用氮肥情况下,净NO3–浸出和NO4+输入占质子生产的80%,而未使用N时,三分之一的酸是由盐基离子(BC)吸收时产生。不同施肥对土壤酸化长期模拟(1990–2050)影响表明,平衡施用N肥,并配合有机肥施用可避免土壤的pH值和盐基饱和度降低,而硝酸铵钙和石灰应用增加了这两种土壤性质中的属性。通过优化氮肥管理和有机肥应用增加BC输入,减少NH4+输入和NO3-淋失,似乎已经是有效的方法来减轻集约化农田系统土壤酸化。该研究发表在《环境科学与技术》期刊2017, 51 (7),DOI: 10.1021/acs.est.6b05491。