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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究概述 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與評述 3
1.2.1 重金屬污染來源及分布特征 3
1.2.2 重金屬脅迫下土壤微生物環(huán)境演變機理 4
1.2.3 重金屬污染風險評估理論體系 4
1.2.4 重金屬長效穩(wěn)定化修復技術 5
1.2.5 研究評述 6
1.3 主要研究內(nèi)容 6
1.4 研究技術路線 7
參考文獻 8
第2章 研究區(qū)域概況 12
2.1 東北松嫩平原黑土區(qū)概況 12
2.1.1 自然地理概況 12
2.1.2 氣候特征 13
2.1.3 土壤質地及河流水系 13
2.2 東北某省典型鎘污染區(qū)概況 15
2.2.1 自然地理與氣候概況 15
2.2.2 工業(yè)發(fā)展 16
2.2.3 經(jīng)濟產(chǎn)值狀況 16
2.3 西北某省典型汞污染區(qū)概況 16
2.3.1 自然地理概況 16
2.3.2 地質條件 17
2.3.3 環(huán)境樣本采集 17
參考文獻 18
第3章 農(nóng)田土壤重金屬形態(tài)轉化影響因素分析 20
3.1 概述 20
3.2 材料與方法 21
3.2.1 試驗材料 21
3.2.2 樣品養(yǎng)護 22
3.2.3 老化方案構建 22
3.2.4 樣品測試 24
3.2.5 統(tǒng)計分析 25
3.3 土壤重金屬形態(tài)轉化及有效態(tài)分析 26
3.3.1 土壤理化特性分析 26
3.3.2 土壤團聚體水穩(wěn)性 28
3.3.3 土壤孔隙特征演變 33
3.3.4 重金屬化學形態(tài)分布 36
3.3.5 重金屬DTPA浸提濃度 39
3.4 土壤重金屬穩(wěn)定化作用機理分析 41
3.4.1 溶解有機碳分析 41
3.4.2 穩(wěn)定化材料結構特征 44
3.4.3 功能性材料官能團 45
3.5 本章小結 46
參考文獻 46
第4章 農(nóng)田土壤重金屬傳輸擴散驅動機制探索 50
4.1 概述 50
4.2 材料與方法 51
4.2.1 試驗材料 51
4.2.2 穩(wěn)定化方案 52
4.2.3 老化方案構建 52
4.2.4 模擬酸雨淋溶 52
4.2.5 土壤重金屬浸出毒性特征分析 53
4.2.6 樣品測試 54
4.2.7 統(tǒng)計分析 54
4.3 重金屬毒性浸出特征分析 54
4.3.1 土壤理化特性分析 54
4.3.2 重金屬浸出毒性效應 59
4.3.3 模擬酸雨淋溶條件下重金屬釋放特征 61
4.4 重金屬穩(wěn)定化長效機制 66
4.4.1 XPS分析 66
4.4.2 土壤團粒分析 69
4.4.3 穩(wěn)定化材料老化分析 70
4.5 本章小結 71
參考文獻 72
第5章 農(nóng)田土壤重金屬富集過程及遷移路徑特征 76
5.1 概述 76
5.2 穩(wěn)定化材料對銅和鋅吸附機理研究 77
5.2.1 模擬方案設計 77
5.2.2 凍融條件下穩(wěn)定化材料理化性質變化 80
5.2.3 凍融條件下穩(wěn)定化材料對重金屬吸附性能的影響 82
5.2.4 穩(wěn)定化材料各指標對生物炭吸附性能的影響 84
5.2.5 穩(wěn)定化材料吸附機理解析 86
5.3 穩(wěn)定化材料對土壤理化性質及重金屬富集的影響 87
5.3.1 野外場地布置與研究方法 87
5.3.2 穩(wěn)定化材料對土壤理化性質影響分析 90
5.3.3 土壤理化特性與重金屬富集效應分析 94
5.4 融雪期土壤Cu和Zn遷移特征及阻控機制研究 97
5.4.1 大氣PM2.5中Cu和Zn濃度變化特征 97
5.4.2 雪被中Cu和Zn濃度變化特征 98
5.4.3 融雪期生物炭對土壤中重金屬濃度分布特征的影響 99
5.4.4 穩(wěn)定化材料對土壤重金屬形態(tài)轉化的影響 101
5.4.5 穩(wěn)定化材料對土壤重金屬淋濾特征的影響 102
5.4.6 穩(wěn)定化材料對土壤重金屬污染程度的影響 105
5.5 本章小結 108
參考文獻 109
第6章 污染農(nóng)田作物生理脅迫及土壤環(huán)境演變研究 111
6.1 概述 111
6.2 材料與方法 112
6.2.1 試驗材料選取 112
6.2.2 試驗方案設置 113
6.2.3 樣品測試 114
6.2.4 統(tǒng)計分析 116
6.3 灌溉條件下農(nóng)田土壤鎘運移及累積過程 116
6.3.1 穿透試驗設計 116
6.3.2 土壤溶質運移理論 118
6.3.3 保守離子在土柱中的穿透曲線 120
6.3.4 重金屬在土柱中的穿透過程 122
6.3.5 污水灌溉條件下重金屬積累特征 124
6.3.6 污水灌溉條件下重金屬運移模擬及預測分析 125
6.3.7 污染農(nóng)田重金屬在土壤剖面積累趨勢預測 128
6.4 污染農(nóng)田鎘有效形態(tài)及土壤環(huán)境演變特征 131
6.4.1 土壤理化特性分析 131
6.4.2 土壤有效態(tài)重金屬含量 134
6.4.3 土壤氮礦化過程 136
6.4.4 土壤碳礦化過程 138
6.4.5 土壤酶活性特征 140
6.4.6 土壤微生物多樣性 145
6.4.7 土壤環(huán)境因子與穩(wěn)定化處理冗余分析 147
6.4.8 土壤環(huán)境-生物-化學互作效應關系解析 149
6.5 污染農(nóng)田作物生理過程及重金屬富集效應 152
6.5.1 作物根系形態(tài) 152
6.5.2 作物長勢發(fā)育狀況 154
6.5.3 作物葉綠素變化 156
6.5.4 作物生物量 157
6.5.5 各器官重金屬的遷移富集 158
6.5.6 作物生境改良效應評價 160
6.6 本章小結 167
參考文獻 167
第7章 污染農(nóng)田土壤環(huán)境健康風險評估及管控技術探索 174
7.1 概述 174
7.2 農(nóng)田土壤汞污染特征分析及風險評估 175
7.2.1 研究理論與方法 175
7.2.2 環(huán)境多介質汞污染水平與空間分布 176
7.2.3 汞污染遷移擴散及賦存形態(tài)特征 189
7.2.4 汞污染地塊生態(tài)風險評估 195
7.3 農(nóng)田土壤汞污染修復技術及長效性研究 196
7.3.1 材料與方法 197
7.3.2 穩(wěn)定劑制備及工藝優(yōu)化 203
7.3.3 穩(wěn)定劑的改性及汞吸附特征研究 209
7.3.4 改性穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果評價 212
7.3.5 改性穩(wěn)定劑的長效性評價 213
7.4 基于全周期管理的汞污染風險管控技術 217
7.4.1 汞污染的源頭防治 217
7.4.2 汞污染的分類風險管理 217
7.4.3 汞污染地塊的長期環(huán)境管理 218
7.4.4 汞污染全周期管控體系構建 219
7.5 本章小結 222
參考文獻 223
第8章 重要研究發(fā)現(xiàn)與展望 226
8.1 重要研究發(fā)現(xiàn) 226
8.2 污染農(nóng)田綠色、健康、低碳修復展望 228