《基於沉積物/土壤分析的農業非點源污染特徵研究》是依託北京師範大學，由郝芳華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於沉積物/土壤分析的農業非點源污染特徵研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：郝芳華
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
如何高效快速地實現流域尺度長時段污染分析是流域水環境管理中面臨的主要問題，運用沉積物分析，同時結契約位素定年技術，可以系統深入地開展不同時空尺度農業非點源污染研究，這對於進一步改善我國流域水環境質量具有重要意義。本研究擬以人類農業開發活動長期脅迫下的三江平原撓力河流域為研究對象，採用同位素示蹤技術，估算三江平原撓力河流域近40年來的土壤年均侵蝕量和流失負荷，計算氮、磷、重金屬等典型污染物的沉積通量，並進一步計算流域主要農業源對Pb等微量金屬元素的累積貢獻率。在此基礎上，識別流域不同時空尺度下的主要污染因子和關鍵源區，最後探討流域在不同歷史時期農業開發強度下的水環境風險回響。該研究成果有助於相關環境管理部門更加有針對性的開展流域水污染控制，並為我國中高緯地區農業非點源污染的研究提供理論依據。
結題摘要
以三江平原長期的農業開發活動影響為背景，從土壤分析和沉積物套用兩個層面探討了三江平原典型流域的面源重金屬流失特徵。主要研究內容和結論如下： （1）揭示了長期農業活動影響下土壤Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni的運移和分布規律。結果表明，長期的農業開發活動整體上降低了農田土壤中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni的含量，但是卻促進了它們在溝渠和河岸土壤中累積，這些重金屬總體呈現出向水環境逐漸遷移的趨勢。與農田土壤相比，河岸土壤中Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni平均含量分別增加了23.61%、128.57%、21.68%、51.24%、18.73%和57.10%。相比其它兩種景觀類型，農田土壤重金屬呈現最高的弱酸溶解態和最低的可氧化態，但殘渣態仍是三種景觀類型土壤重金屬的主要賦存形態。 （2）將沉積物化學分析與SWAT模擬相結合，開展了流域尺度土壤顆粒態Pb、Cu、Cr、Ni流失負荷的時空變異研究。在1981-2010年整個模擬期內所研究流域（阿布膠河流域）土壤顆粒態重金屬流失負荷變化顯著，且近幾年呈現不斷增加的趨勢。顆粒態Pb模擬負荷為18.85-21.81 g/ha，年平均值為20.21 g/ha；Cu負荷為19.57-24.32 g/ha，年平均值為21.75 g/ha；Cr負荷為40.03-55.96 g/ha，年平均值為47.35 g/ha。 （3）利用沉積物210Pb同位素定年技術開展了撓力河流域面源重金屬流失歷史反演研究。結果顯示，1948-2013年農業大發展以來撓力河流域Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni六種重金屬的沉積通量雖有波動，但它們總體呈現持續增加的趨勢，表明這段時期內流域面源重金屬流失在不斷加劇。對比發現，1948-1988年間各重金屬沉積通量的增幅均明顯高於後期，該時期流域土壤侵蝕量的迅速增加是導致面源重金屬流失加劇的主要原因。 （4）基於沉積物化學分析和Pb穩定同位素（206Pb、207Pb、208Pb）示蹤方法，開展了撓力河流域重金屬來源解析研究，並由此提出三江平原農區重金屬污染防控對策。通過計算富集因子，發現成土母質雖然仍是撓力河流域重金屬的主要來源，但人為貢獻率最高已經可以達到40.94%。對於元素Pb，套用同位素方法和富集因子法得到的人為貢獻率相近，兩種方法可以很好的相互印證。
