喀斯特地區(qū)具有典型的重金屬鎘地質(zhì)高背景特征，區(qū)域農(nóng)用地土壤污染嚴重，存在較大的生態(tài)環(huán)境與人體健康風險。關(guān)于喀斯特地區(qū)耕地土壤鎘的污染成因和安全利用研究還不夠深入，現(xiàn)有理論不能幫助精準識別地質(zhì)高背景區(qū)耕地重金屬鎘的生物有效性及其環(huán)境風險，且尚未建立地質(zhì)高背景區(qū)鎘污染耕地安全利用與風險管控的技術(shù)體系。本書在全面總結(jié)研究成果、生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和充分參考國內(nèi)外相關(guān)研究進展的基礎(chǔ)上，針對喀斯特地區(qū)耕地土壤鎘的地質(zhì)高背景及外源污染疊加、鎘在土壤-作物系統(tǒng)的遷移轉(zhuǎn)化及風險閾值、耕地土壤鎘的生態(tài)健康風險及安全利用模式進行了全面的論述。
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國家重點研發(fā)計劃項目土壤專項課題《巖溶山地金屬采選場地及周邊土壤污染防治技術(shù)研發(fā)與模式構(gòu)建》
目錄
第1章 喀斯特地區(qū)土壤鎘的地球化學高背景特征及異常成因 1
1.1 土壤鎘的地球化學高背景特征 1
1.1.1 重金屬鎘的元素特征 1
1.1.2 土壤鎘等重金屬的生物有效性 4
1.1.3 環(huán)境介質(zhì)中鎘的生物地球化學行為研究 4
1.2 土壤鎘的含量及賦存形態(tài) 5
1.2.1 喀斯特地質(zhì)高背景區(qū)土壤鎘的含量 5
1.2.2 喀斯特地質(zhì)高背景區(qū)土壤鎘的賦存形態(tài) 8
1.3 土壤鎘與其他重金屬的相關(guān)性 9
1.3.1 喀斯特地區(qū)土壤鎘的相關(guān)伴隨元素 9
1.3.2 土壤重金屬的相關(guān)性分析 11
1.4 土壤鎘的地球化學異常成因 13
1.4.1 不同小流域土壤鎘的地球化學異常成因?qū)Ρ确治?13
1.4.2 典型流域土壤和沉積物鎘的地球化學異常成因分析 16
1.5 小結(jié) 19
第2章 喀斯特地區(qū)土壤鎘的外源污染疊加過程及影響機制 20
2.1 外源污染疊加對土壤鎘的累積作用過程 20
2.1.1 喀斯特地區(qū)土壤鎘的外源污染疊加過程 20
2.1.2 喀斯特地區(qū)土壤鎘外源污染疊加效應(yīng) 24
2.2 外源作用下鎘在不同環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化及影響因素 25
2.2.1 外源作用下鎘在不同環(huán)境介質(zhì)中的形態(tài)分布及遷移轉(zhuǎn)化 25
2.2.2 外源作用下土壤鎘的輸入輸出通量 27
2.3 小結(jié) 32
第3章 土壤鎘的源解析技術(shù)方法 34
3.1 土壤鎘的源解析方法 35
3.1.1 基于污染源鎘輸入通量的解析方法—排放清單法 35
3.1.2 基于污染源和土壤鎘元素組成的解析方法—化學質(zhì)量平衡模型 37
3.1.3 基于土壤鎘等元素組成的解析方法—多元統(tǒng)計模型 38
3.1.4 基于土壤鎘元素組成和空間關(guān)系的解析方法—空間分析法 42
3.1.5 基于鎘同位素分餾的源解析方法—同位素示蹤法 43
3.2 不同源解析技術(shù)方法及其在喀斯特地區(qū)的應(yīng)用案例分析 46
3.2.1 湖南土壤鎘的源解析及應(yīng)用案例 46
3.2.2 廣西土壤鎘的源解析及應(yīng)用案例 47
3.2.3 貴州土壤鎘的源解析及應(yīng)用案例 49
3.2.4 多種源解析方法聯(lián)合運用案例 54
3.3 小結(jié) 65
第4章 喀斯特耕地土壤鎘的分布及遷移轉(zhuǎn)化 67
4.1 喀斯特耕地土壤鎘的空間分布特征 67
4.1.1 基于GIS的耕地表層土壤鎘的空間分布特征 67
4.1.2 喀斯特地區(qū)耕地土壤鎘的垂直分布特征 75
4.2 喀斯特耕地土壤鎘的遷移轉(zhuǎn)化及影響因素 79
4.2.1 耕地表層土壤鎘的形態(tài)分布及影響因素 79
4.2.2 鎘在耕地土壤剖面的遷移轉(zhuǎn)化及影響因素 84
4.3 小結(jié) 97
第5章 喀斯特地區(qū)典型農(nóng)作物對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及富集 99
5.1 玉米對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及富集 99
5.1.1 玉米對鎘的生理生化的響應(yīng) 99
5.1.2 玉米對鎘的吸收和轉(zhuǎn)運特征 101
5.1.3 玉米對鎘的富集規(guī)律及影響因素 102
5.2 馬鈴薯對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及富集 103
5.2.1 馬鈴薯對鎘的生理生化的響應(yīng) 103
5.2.2 馬鈴薯對鎘的吸收和轉(zhuǎn)運特征 105
5.2.3 馬鈴薯對鎘的富集規(guī)律及影響因素 107
5.3 小麥對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及富集 109
5.3.1 小麥對鎘的生理生化的響應(yīng) 109
5.3.2 小麥對鎘的吸收和轉(zhuǎn)運特征 109
5.3.3 小麥對鎘的富集規(guī)律及影響因素 110
5.4 蔬菜對鎘的吸收、轉(zhuǎn)運及富集 112
5.4.1 蔬菜對鎘的生理生化的響應(yīng) 112
5.4.2 蔬菜對鎘的吸收和轉(zhuǎn)運特征 113
5.4.3 蔬菜對鎘的富集規(guī)律及影響因素 113
5.5 小結(jié) 114
第6章 喀斯特地區(qū)農(nóng)作物安全生產(chǎn)的土壤鎘風險閾值 116
6.1 基于風險評估的土壤鎘風險閾值 116
6.1.1 主要糧食作物與土壤鎘相關(guān)性及閾值研究 116
6.1.2 蔬菜與土壤鎘相關(guān)性及閾值研究 123
6.1.3 物種敏感性分布在土壤鎘閾值建立中的應(yīng)用 126
6.2 不同浸提方法對土壤鎘浸提效果的影響 133
6.2.1 單一浸提劑對土壤鎘浸提效果的影響 133
6.2.2 連續(xù)浸提法對土壤鎘浸提效果的影響 135
6.3 小結(jié) 137
第7章 鎘脅迫對耕地土壤微生物和動物群落的影響及其生物修復(fù)機制 139
7.1 鎘脅迫對土壤微生物的影響及其生物修復(fù)機制 139
7.1.1 鎘脅迫對土壤微生物群落的影響 139
7.1.2 鎘脅迫對微生物生態(tài)過程的影響 147
7.1.3 鎘污染土壤的微生物修復(fù) 159
7.2 鎘脅迫對土壤動物的影響及其生物修復(fù)機制 165
7.2.1 喀斯特地區(qū)土壤動物群落特征 165
7.2.2 鎘脅迫對土壤動物多樣性的影響 169
7.2.3 蚯蚓對鎘脅迫的響應(yīng)及其生物修復(fù)機制 173
7.3 小結(jié) 193
第8章 土壤鎘的食物鏈傳遞及人體健康風險 195
8.1 耕地土壤重金屬的食物鏈風險 195
8.1.1 喀斯特土壤主要農(nóng)作物鎘的累積特征 195
8.1.2 不同農(nóng)作物鎘的限值標準及食物鏈風險 206
8.2 基于農(nóng)產(chǎn)品暴露的鎘人體健康風險及其評價方法 211
8.2.1 不同農(nóng)產(chǎn)品攝入量分析 211
8.2.2 健康風險評價標準分析 213
8.3 小結(jié) 218
第9章 喀斯特耕地土壤鎘污染的修復(fù)技術(shù)及效應(yīng) 219
9.1 喀斯特地區(qū)安全利用類耕地土壤鎘污染修復(fù)技術(shù) 219
9.1.1 優(yōu)化施肥 219
9.1.2 水分調(diào)控 220
9.1.3 品種調(diào)整 220
9.1.4 石灰及土壤調(diào)理劑調(diào)控 221
9.1.5 葉面阻控 223
9.2 喀斯特地區(qū)嚴格管控類耕地土壤鎘風險管控技術(shù) 225
9.2.1 替代種植 225
9.2.2 種植結(jié)構(gòu)調(diào)整 226
9.3 黔西北地質(zhì)高背景區(qū)鎘污染耕地安全利用項目案例分析 227
9.3.1 污染狀況分析 227
9.3.2 修復(fù)方案 230
9.3.3 修復(fù)實施效果評價 234
9.4 小結(jié) 251
第10章 展望 252
10.1 地質(zhì)高背景區(qū)外源污染疊加效應(yīng)及耕地土壤鎘污染風險識別 252
10.2 山地作物安全生產(chǎn)的土壤鎘風險閾值研究 252
10.3 安全利用與管控技術(shù)原理及分級治理技術(shù)方案與模式構(gòu)建 253
參考文獻 254
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