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北京地区大气重金属沉降污染特征与风险评价

中国环境科学 2023年第6期43卷 2763-2776页

作者：殷雨竹樊彦国潘瑜春孙在金马浩森郜允兵中国石油大学(华东)海洋空间与信息学院山东青岛266000 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为了解疫情期间北京大气重金属沉降通量的时空特征以及健康风险水平,于2020~2021年共收集大气降尘样品52组,采用实验室仪器测定样品中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd等6种重金属元素的含量,并计算其沉降通量.结果表明,北京降尘中重金属Cd的平... 详细信息

为了解疫情期间北京大气重金属沉降通量的时空特征以及健康风险水平,于2020~2021年共收集大气降尘样品52组,采用实验室仪器测定样品中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd等6种重金属元素的含量,并计算其沉降通量.结果表明,北京降尘中重金属Cd的平均含量不足10mg/kg,Cr、Ni、Cu、As的平均含量10~100mg/kg,而Zn的平均含量超过了100mg/kg;Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd的含量均超过北京土壤背景值,其超标率分别为93.9%、51.0%、98.0%、100.0%、89.8%和100.0%;北京各重金属元素沉降通量值与全国农业农村加权均值结果相近,显著高于国外发达地区,城区各元素沉降通量低于郊区;地累积指数研究结果表明,各元素的污染水平排序为Cd>Zn>Cu>Cr>As>Ni,其中Cd、Zn元素都在中度和偏中度污染以上,其余元素在轻度污染水平;4个季度13个监测点中Cd元素存在中度危害和很强生态危害,23.1%~76.9%的样品处于中度生态危害;健康风险评价结果表明,降尘中Cr和As对成年人和儿童存在非致癌风险.

关键词：大气沉降重金属污染特征风险评价沉降通量

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我国耕地土壤重金属输入输出平衡变化分析

农业环境科学学报 2023年第6期42卷 1274-1284页

作者：刘子青刘菁刘寒冰樊飞跃苏春利孙在金师华定梁家辉生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国地质大学环境学院武汉430078

为研究我国耕地土壤重金属输入输出平衡现状,本研究根据2015—2020年公开发表的文献和统计数据,建立了我国耕地土壤重金属的输入输出清单,并与2006—2015年的清单进行对比分析。研究结果表明,与2006—2015年相比,2015—2020年大气沉降... 详细信息

为研究我国耕地土壤重金属输入输出平衡现状,本研究根据2015—2020年公开发表的文献和统计数据,建立了我国耕地土壤重金属的输入输出清单,并与2006—2015年的清单进行对比分析。研究结果表明,与2006—2015年相比,2015—2020年大气沉降对我国耕地土壤8种重金属(Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni)的输入量降低了15.8%~65.4%,灌溉水对Hg的输入量增加了86.8%,化肥对Zn的输入量增加了5.9%,畜禽粪便对Cu、Zn、Ni的输入量分别增加了19.4%、64.7%、6.6%,市政污泥对As和Cr的输入量分别增加了22.8%和3.5%。我国耕地土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr和Ni的净输入量分别下降了28.0%、54.1%、43.7%、47.8%、60.7%和48.4%,对大气污染物排放和废水排放的严格管控、对化肥生产工艺和污泥净化工艺的优化、农作物产量的增加是造成重金属净输入量降低的主要原因;Cu和Zn的净输入量分别略微增加了2.4%和7.2%,主要原因是《饲料卫生标准》和《肥料中有毒有害物质的限量要求》缺少对Cu、Zn含量的限制。总体来看,我国当前耕地土壤重金属的输入量大于输出量,重金属呈累积状态,但累积量呈下降趋势。

关键词：耕地土壤重金属输入输出清单法

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Cu基二甲醚水蒸气重整制氢催化剂研究进展

应用化工 2022年第9期51卷 2689-2693页

作者：樊飞跃刘寒冰刘菁徐靖文孙在金师华定生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国环境科学研究院北京100012

综述了二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的研究进展,重点介绍了氧化铝、分子筛等固体酸催化剂以及Pt等贵金属基催化剂、Cu基催化剂对二甲醚转化率、产物收率等指标的影响,系统分析了Cu基催化剂失活机理以及耐久性提高策略,在此基础上... 详细信息

综述了二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的研究进展,重点介绍了氧化铝、分子筛等固体酸催化剂以及Pt等贵金属基催化剂、Cu基催化剂对二甲醚转化率、产物收率等指标的影响,系统分析了Cu基催化剂失活机理以及耐久性提高策略,在此基础上对Cu基催化剂未来的发展方向进行了展望。

关键词：二甲醚水蒸气重整制氢 Cu基催化剂失活机理耐久性

不同环境材料对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的改良效应

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水土保持学报 2013年第4期27卷 186-190页

作者：孙在金黄占斌陆兆华中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东滨州256603

针对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的特点,选取4种含盐量分别为0.13%,0.24%,0.86%和2.07%的土壤,采用脱硫石膏和腐植酸作为改良剂,通过单施与配施组合处理开展土壤改良的淋溶试验,分析4种淋滤液的酸碱度(pH)、电导率(EC)、淋溶后土壤的pH、... 详细信息

针对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的特点,选取4种含盐量分别为0.13%,0.24%,0.86%和2.07%的土壤,采用脱硫石膏和腐植酸作为改良剂,通过单施与配施组合处理开展土壤改良的淋溶试验,分析4种淋滤液的酸碱度(pH)、电导率(EC)、淋溶后土壤的pH、水溶性全盐、Na+、Ca2+、Mg2+含量,以及钠吸附比(SAR)变化。结果表明:脱硫石膏处理(A)和腐植酸+脱硫石膏处理(C)的土壤淋滤液pH值均显著低于对照(CK)和腐植酸处理(B),而EC显著高于处理A和处理C。对于淋溶后的盐碱化土壤,处理A、B、C均能降低土壤pH、代换性Na+含量和土壤SAR。处理B能够降低土壤水溶性盐含量,但差异不显著,处理A和C能显著提高土壤水溶性盐含量。测定发现,处理C对滨海盐碱土的改良效应最显著,4种土壤淋溶后pH分别较对照CK降低0.26%,0.83%,1.05%,1.83%;Na+含量分别降低82.4%,92.6%,89.1%,78.6%;SAR分别降低97.4%,98.5%,97.7%,94.7%。综合比较认为,在黄河三角洲滨海盐碱土壤改良中,在保证灌溉量的基础上采用脱硫石膏与腐植酸配施可达到良好的盐碱地改良效果。

关键词：脱硫石膏腐植酸淋溶盐碱土黄河三角洲

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环境材料在农业生产及其环境治理中的应用

中国生态农业学报 2013年第1期21卷 88-95页

作者：黄占斌孙在金中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

环境材料是具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料,近年在农业生产及其环境治理中的应用受到重视。在农业生产中,环境材料主要为改善土壤微生态和促进作物生长的环境材料,以及环境友好型的化肥、农药和地膜等新型农资材料;在农... 详细信息

环境材料是具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料,近年在农业生产及其环境治理中的应用受到重视。在农业生产中,环境材料主要为改善土壤微生态和促进作物生长的环境材料,以及环境友好型的化肥、农药和地膜等新型农资材料;在农业环境治理中,主要为生态破坏和农业环境污染的治理材料。本文就环境材料内涵及其在农业生产和环境治理等方面的研究和应用进行分析,包括农业抗旱节水、土壤重金属污染治理和盐碱地土壤改良等3个方面。(1)环境材料在农业抗旱节水中的应用主要是土壤保水剂和作物叶面抗蒸腾剂。土壤保水剂作用机理包括自身吸水、保水和释水原理、促进土壤改良和保持原理、提高肥料和农药等农化产品利用效率原理、调节植物生理节水效应原理,其合成技术研究比较成熟,但还需加强应用技术研究;作物叶面抗蒸腾剂取得一些进展,但仍处试验阶段,仅黄腐酸类产品应用较快;(2)环境材料在土壤重金属污染治理中的应用研究广泛,生物修复和化学固化修复技术进展较快,但对环境材料修复重金属污染土壤的潜在风险研究不足;(3)环境材料在改良盐碱地中的应用主要是加钙环境材料(石膏)和加酸环境材料(腐植酸),这些环境材料与聚丙烯酰胺(PAM)结合效果较好。此外,本文指出了环境材料在农业生产及其环境治理中应加强的研究方向:一是应加强新型环境材料的研发;二是加强环境材料的应用基础研究与应用效果评价;三是加强环境材料与生物技术和农业工程技术的结合。

关键词：环境材料土壤保水剂(SAP) 农业y环境治理重金属污染盐碱地改良

叶面喷施硫对镉污染土壤中水稻累积镉的机制研究

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环境科学研究 2019年第12期32卷 2132-2138页

作者：刘家豪赵龙孙在金侯红李华山西大学黄土高原研究所山西太原030006 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 山西大学环境与资源学院山西太原030006

Cd(镉)污染稻田已成为影响全球农田土壤环境安全的重要问题,叶面喷施技术可以提高水稻对Cd的抗性,减少其对Cd的累积,保证农产品质量安全、维护土壤生态功能、防范环境和人体健康风险.通过两年四季的湖南省长沙县田间试验,探索叶面喷施S(... 详细信息

Cd(镉)污染稻田已成为影响全球农田土壤环境安全的重要问题,叶面喷施技术可以提高水稻对Cd的抗性,减少其对Cd的累积,保证农产品质量安全、维护土壤生态功能、防范环境和人体健康风险.通过两年四季的湖南省长沙县田间试验,探索叶面喷施S(以Na 2S计)在中轻度Cd污染稻田中的降镉、增产效果及其可推广性,进而设计水培试验,探究相关机制.结果表明:田间试验中,叶面喷施S可以将水稻产量提高6%~30%,水稻籽粒w(Cd)降低28%~50%.叶面喷施S能够增加水稻叶片的捕光能力和电子传递速率,与对照组相比,净光合速率提高2%~25%、气孔导度提高7%~25%、胞间CO 2浓度提高2%~10%、蒸腾速率提高1%~11%;实际光化学效率提升3%~21%,也可在一定程度上减缓光合系统结构和功能受到的损伤,同时提高光合作用碳同化的效率,提高水稻产量.傅里叶变换红外光谱图显示,叶面喷施S通过增强有机大分子类物质(如有机酸、多肽类等)的生成,可能直接与Cd发生螯合,区隔在细胞壁或者液泡上,降低Cd的侵害.研究显示,叶面喷施S在Cd胁迫水稻中积极参与生化过程的特定光合作用和蛋白质合成的调节,减轻了水稻Cd胁迫,可以尝试在同类型重金属污染农田土壤中推广.

关键词：叶面喷施镉硫光合作用荧光作用

SSD法对西南碳酸盐岩母质区稻田土壤镉污染类型划分研究

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环境科学研究 2021年第2期34卷 409-418页

作者：韩东锦赵龙张乃明侯红孙在金中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南省土壤培肥与污染修复工程实验室云南昆明650201

在我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域存在现行农用地土壤镉(Cd)污染风险管控标准值偏严的现象,表现为土壤中Cd含量超标而农产品中Cd无安全风险.针对该现实问题,在基于该地区稻米-土壤协同调查数据的基础上,充分考虑了土壤理化性质,通过... 详细信息

在我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域存在现行农用地土壤镉(Cd)污染风险管控标准值偏严的现象,表现为土壤中Cd含量超标而农产品中Cd无安全风险.针对该现实问题,在基于该地区稻米-土壤协同调查数据的基础上,充分考虑了土壤理化性质,通过分析样品中Cd的富集系数(BCF)并利用物种敏感性(SSD)分布模型,对Cd毒性剂量-效应关系进行拟合,最终反推出在不同pH下适用于典型碳酸盐岩类成土母质农用地土壤Cd污染的风险筛选值和管控值.结果表明:当土壤pH在5.57.5这3个pH条件下,HC 10分别为0.22、0.68和0.80 mg kg,HC 90分别为1.64、4.80和9.20 mg kg,当土壤中Cd含量低于HC 10时,表明稻米安全风险较低;当土壤中Cd含量介于HC 10~HC 90之间时,表明稻米安全具有一定风险,应对稻田土壤采取安全利用措施;当土壤中Cd含量超过HC 90时,表明稻米安全具有极高风险,应对稻田土壤采取严格管控措施.研究显示,我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域农产品超标点位主要集中于5.5

关键词：碳酸盐岩母质镉(Cd) 富集系数物种敏感性分布(SSD)

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锑对甘蓝的毒性阈值研究

环境科学研究 2020年第12期33卷 2898-2905页

作者：何飞赵龙孙在金林祥龙侯红张乃明云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012

为丰富完善我国土壤中Sb(锑)对植物的毒理学数据并为土壤Sb生态基准的制定提供依据,参照国际标准化组织颁布的植物毒性试验的标准方法(ISO 11269-2∶2013),以外源添加的方式研究了我国17种典型土壤中Sb对甘蓝早期生长生物量的影响.结果... 详细信息

为丰富完善我国土壤中Sb(锑)对植物的毒理学数据并为土壤Sb生态基准的制定提供依据,参照国际标准化组织颁布的植物毒性试验的标准方法(ISO 11269-2∶2013),以外源添加的方式研究了我国17种典型土壤中Sb对甘蓝早期生长生物量的影响.结果表明:(1)基于全量Sb推导的甘蓝的毒性阈值EC10(10%抑制效应浓度)变化范围为100.55~656.65 mg/kg,表明不同土壤中Sb的毒性差异显著,但基于有效态Sb(Na2HPO4溶液提取)推导的不同土壤中EC10的变化范围为8.28~24.05 mg/kg,其EC10差异有所减小;(2)相关性分析表明,基于土壤全量Sb推导的EC10与w(OM)(OM为有机质)、w(TN)(TN为全氮)和CEC(阳离子交换量)均呈显著正相关(相关系数为0.746~0.779),而基于有效态Sb推导的EC10与w(Fe)和w(Mn)呈显著正相关(相关系数为0.479~0.615);(3)多元回归分析进一步表明,土壤pH、w(OM)和CEC可以解释基于全量Sb推导的EC10值74.6%的变异,w(OM)和w(Mn)可以解释基于有效态Sb推导的EC10值62.6%的变异.研究显示,Sb的Na2HPO4提取态能在一定程度上解释不同土壤中Sb对甘蓝的毒性差异,pH、w(OM)、CEC和w(Mn)是影响Sb对植物毒性的土壤主控因子,可以较好地预测Sb的毒性阈值.

关键词：锑(Sb) 甘蓝毒性阈值土壤性质预测模型

我国长江中下游水稻产区铅污染分区划分方法研究

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农业环境科学学报 2019年第1期38卷 70-78页

作者：程菁靓赵龙杨彦侯红孙在金马瑾常州大学环境与安全工程学院江苏常州213000 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012

以我国典型水稻产区——长江中下游平原为研究对象,在系统收集文献中20种水稻品种可食部位及其对应土壤中重金属铅(Pb)的协同调研数据基础上,综合考虑了水稻品种和土壤理化性质的影响,探讨了基于物种敏感性分布(SSD)法来划分水稻"宜产... 详细信息

以我国典型水稻产区——长江中下游平原为研究对象,在系统收集文献中20种水稻品种可食部位及其对应土壤中重金属铅(Pb)的协同调研数据基础上,综合考虑了水稻品种和土壤理化性质的影响,探讨了基于物种敏感性分布(SSD)法来划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的方法,并以保护不同比例水稻品种反推出了各划分区的土壤Pb含量阈值。研究结果表明:该典型水稻产区的土壤pH与水稻Pb的富集系数间呈负相关,相关系数为-0.46(P<0.05),土壤有机碳(SOC)与水稻Pb的富集系数间呈正相关,相关系数为0.91(P<0.01),同时由pH和SOC两个变量所建立的回归模型可以解释水稻富集系数83.20%的变异;4种典型情景土壤中的水稻品种敏感性顺序分布基本一致;长江中下游平原区划分水稻"宜产、限产、禁产"三区的土壤Pb含量分别为≤14.81mg·kg-1,14.81～185.24 mg·kg-1和≥185.24 mg·kg-1。"宜产、限产、禁产"划分方法具有较好的科学性、普适性及可操作性,可推广至全国水稻产区的分区划分,将为我国农用地土壤的风险管理提供重要的技术支撑。

关键词：水稻产区划分铅富集系数物种敏感性分布